Der Schwerlastverkehr ist für sechs Prozent der CO2-Emissionen in der EU verantwortlich. Direkt am Fahrzeug produzierter Solarstrom kann diese Bilanz um sechs bis sieben Prozent deutlich verbessern, sagen Forscher. Im Projekt „Lade-PV“ wollen vier Industrieunternehmen und zwei Fraunhofer-Institute unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE die Marktfähigkeit von entsprechenden Anwendungen demonstrieren.
Die Projektpartner planen ein Gesamtkonzept, das den flächendeckenden Einsatz von integrierten Photovoltaik-Modulen – sogenannte Vehicle Integrated PV Modules (VIPV) – an Elektro- und anderen Nutzfahrzeugen über 3,5 Tonnen Nutzlast ermöglicht. Dafür sollen in den nächsten drei Jahren einzelne Komponenten wie Photovoltaik-Module und Leistungselektronik sowie ein Herstellungs- und Fertigungskonzept für eine effiziente Lieferkette zwischen den beteiligten Branchen entstehen.
„Auf Lkws findet sich viel Platz in bester Sonnenlage, bei elektrischem Antrieb sind auch große Batterien verfügbar – eine ideale Situation, um mit Photovoltaik wertvolle on-board-Energie und damit Reichweite zu gewinnen, und das 100 Prozent erneuerbar“, so Harry Wirth, Bereichsleiter Photovoltaik-Module und Kraftwerke am Fraunhofer ISE.
Im Rahmen von Lade-PV werden leichte und robuste Photovoltaik-Module für zwei Anwendungsfälle entwickelt: die nachträgliche Aufdachmontage und die Vollintegration in den Fahrzeugkoffer. Die Module sollen einen Flächennutzungsgrad von über 90 Prozent erreichen, vibrationsstabil, scher- und biegeresistent sowie montagefreundlich sein. Sie sollen außerdem höchstens 2,6 Kilogramm zusätzliches Gewicht pro Quadratmeter aufweisen.
Für die Herstellung der Leichtbaumodule in Serienproduktion ist ein Konzept und die Umrüstung der Produktionslinie einer an Lade-PV beteiligten Firma geplant. Die Modul-Prototypen werden in die Kofferaufbauten von Elektro-Nutzfahrzeugen integriert. Dafür ist die Erprobung geeigneter Materialkombinationen und die Nachrüstung von Kofferaufbauten inklusive Kabelführung und Einbettung der Leistungselektronik vorgesehen.
Für die Anbindung der Solarmodule an die bestehenden elektrischen Bussysteme des Nutzfahrzeugs sollen Leistungselektronik-Komponenten entwickelt, getestet und für den Einsatz an den Demofahrzeugen zertifiziert werden. Wegen des begrenzten Bauraums und der Gewichtsanforderungen kommen hier neue Halbleiter-Technologien zum Einsatz, die kleiner ausgeführt werden können.
Das mit Solarmodulen ausgestattete Demonstrationsfahrzeug, ein Elektro-Lkw des Umrüsters Framo, soll bei einem Technologiedienstleister im täglichen Verteilerbetrieb im Freiburger Umland getestet werden. Abschließend will das Konsortium einen Fertigungsprozessablauf für die wirtschaftliche Produktion von Photovoltaik-Kofferaufbauten erstellen und die Fertigungskosten sowie die Wirtschaftlichkeit für Anwender analysieren.
„Wir wollen die Technologie nicht nur entwickeln, sondern auch zeigen, dass Lkws über fünf Prozent ihrer Antriebsenergie durch Solarenergie abdecken können. 4000-6000 Kilometer zusätzliche Reichweite pro Jahr sind rechnerisch möglich. Die VIPV wird sich für Hersteller und Betreiber solarer E-Nutzfahrzeuge lohnen“, sagt Christoph Kutter, Projektleiter am Fraunhofer ISE.
Arne Lorenzen meint
Bei den rund ums Fahrzeug, ob LKW oder PKW ist egal, sehr unterschiedlichen und in Bruchteilen von Sekunden sich ändernden Einstrahlungsbedingungen sowie Verschmutzungen braucht´s für jede einzelne Zelle nen MPPT Tracker, das wird nen ziemlicher Verdrahtungs- und Elektronikaufwand, und die Umweltkosten durch die viel häufigeren Reinigungen sind bisher nicht diskutiert (extra Fahrten zur Waschstraße, Wasser, Energie, Reinigungsmittel, Kosten und insbesondere Zeitaufwand) ……… Bei der Außenfläche des Fahrzeugs komm ich zudem auf sehr mickrige PV-Kapazitäten, reicht dann an sonnigen Tagen für wenige Kilometer.
Mein Vorschlag: Flexible, rollbare PV-Module im Kofferraum, plug and play Verdrahtung und außen am Fahrzeug geeignete Befestigungsmöglichkeiten. Sobald das Fahrzeug längere Zeit abgestellt ist mit wenigen Handgriffen ausrollen und anbringen. Preis, Leistung und Ertrag und insbesondere Gesamtaufwand (keine extra Reinigung) wahrscheinlich deutlich besser.
frantonis meint
Nicht schlecht. Wenn die LKWs nur mit selber erzeugtem Strom fahren, dann kommen sie keine 20 km weit….
Wer_lesen_kann_ist_klar_im_Vorteil meint
Sofern man sich die Mühe macht, zu lesen statt nur die Bilder anzusehen, würde man gegebenenfalls erkennen, dass mit dem Konzept nur etwas mehr als 5% der Antriebsenergie durch PV erzeugt werden sollen.
Leotronik meint
Wie wäre es die Strassen zu überdachen mit Solardächern. Gibt Strom und weniger Schnee auf den Fahrbahnen. Und unterhalb des Solardaches Oberleitungseinspeisung für LKW.
Stocki meint
So ganz grundsätzlich fände ich das auch gut. Besser als freie Wiesenflächen „überdachen“. Doch Solarzellen alleine werden nicht reichen. Da müsste eine gigantische Batteriepufferung dazu. Das Kosten- Nutzenverhältnis dürfte da ziemlich schlecht ausfallen. Und man holt sich zusätzliche Wartung ins Haus.
Solarzellen über der Autobahn ja mit direkter Stromeinspeisung ins Netz. Oberleitungen halte ich persönlich für viel zu uneffektiv gemessen an den Kosten und dem Wartungsaufwand. Es sind ja nicht nur die Oberleitungen, jeder LKW müsste Stromabnehmer bekommen.
Peter W meint
PV-Module entlang der Autobahn, oder über der Autobahn wären mit Sicherheit eine sinnvolle Ergänzung. Der Strom würde an den Ladestationen gleich wieder verbraucht. In 10 bis 15 Jahren werden auch genügend ausrangierte Altakkus den Ladestrom an den Stationen puffern können. In Sachen E-Auto müssen wir groß denken und für die nächsten 20 Jahre planen.
Die Oberleitung ist aber eine Totgeburt und nicht praxistauglich.
frantonis meint
Und wer räumt dann den Schnee von den Solardächern????
JoSa meint
o.k. Dann wird es ein Giebeldach. Der Schnee liegt dann, nachdem die PV-Module kurz auf geheizt wurden, rechts und links neben der Autobahn. :)
alupo meint
Es muss ja nicht für alle LKWs passen, aber wenn die, für die das heute schon passen würde, es schon hätten, dann wäre das eine tolle Sache.
Auch der Hersteller hätte damit nicht nur ein Ass im Ärmel. Aber leider gibt es das System noch nicht und ich vermute, dass das auch kein deutscher Hersteller auf den Markt bringen wird. Das muss wohl eher ein Wettbewerber von einem anderen Kontinent anpacken. Dann klappt das.
Leotronik meint
Bei der Einführung von CO2 Grenzwerten für LKW und einer Gutschrift für Solarpanele auf dem Dach würden auch Diesel LKW sowas freiwillig installieren. Die Stromverbraucher im LKW können schon viel verbrauchen. Luftkompressor, Klimaanlage oder Kälteaggregat für Kühlgut.
Peter W meint
Die Kühlcontainer der LKW wären wohl eine der wenigen Anwendungen. Da könnte unabhängig vom Zugfahrzeug Diesel eingespart werden. Leider ist der Diesel dafür aber viel zu billig und die Investitionen werden sich nicht rechnen.
Im Übrigen sind die Nebenaggregate im LKW (Kompressor, Klimaanlage) heute mit dem Motor so verbunden, dass ein elektrischer Antrieb auch wieder nur mehr Geld kostet. Spediteure sind wahrscheinlich die sparsamsten Unternehmer, was sich nicht rechnet wird nicht gemacht.
Egon meier meint
Es gibt ein ganz fundamentales Problem:
Es gibt nicht DEN LKW mit Antrieb, Fahrgestellt, Führerhaus, Aufbau .. sondern i.d. Regel sind das Sattelauflieger mit Wechselbrücken. Da kann man noch so eine tolle Solaranlage aufs Dach bauen, so lange sie nicht aufs feinste auf das Trägerfahrzeug abgestimmt ist läuft da gar nichts.
Dazu müsste es erst mal eine europaweite Dachsolarnorm mit entsprechender Fahrzeugtechnik geben.
Rein gedanklich ist das so einfach wie das Projekt, alle BEV mit dem gleichen Akku auszustatten um sie einfach an der Tanke leer gegen voll zu tauschen.
In der Übergangszeit von 20 jahren treffen dann solarbestückte Wechselbrücken zu 90% auf nicht vorbereitete Lkw und umgekehrt. Das macht kein Spediteur länger als eine Viertelstunde mit.
Das letztere Projekt ist auch schon gestorben. Das erstere brauchen wir gar nicht erst anzufangen.
Stocki meint
Ja genau. Geht nicht, ging nie, wird niemals gehen. Alles Vollpf… bei Fraunhofer. Pessimisten aller Länder vereinigt euch. Am besten aufs Wasserstoffwunder warten, oder noch besser: alles beim Alten lassen. Sollen doch erst mal die Anderen…
Frohe Ostern
Raphael R meint
Vielleicht dann lieber die Autobahnen auf längeren Strecken mit Solarpanels überdecken. Die Panels wären stationär, könnten auch optimal ausgerichtet werden. Zudem wäre dies bei passender Konstruktion gleich noch ein Lärmschutz.
Der Beitrag eines Panels auf dem Aufbau des LKWs an den benötigten Fahrstrom wäre ohnehin relativ gering.
chill.earth meint
Lieber Raphael R
Da bin ich sowas von bei Dir. Nicht nur Lärmschutz könnte integriert werden, sondern auch verminderte Schneeräumung und wahrscheinlich auch verminderte Beanspruchung des Belages (Spurrillenbildung wegen geringerer Asphalttemperatur) könnte mit eingerechnet werden. Ich habe für solch ein Projekt 2016 mitgerechnet:
https://knonauer-amt.ch/aktuelles/aktuelles-3/
Die Flächen/Erträge sind enorm. Gescheitert ist das Projekt daran, dass das zuständige Amt in der Schweiz einen ‚Mietpreis‘ pro m2 überdachte Autobahnfläche einforderte, wie für Autobahnraststätten typisch. So wird das leider nix.
Raphael R meint
Lieber chill.earth
Vielen Dank für die Infos zu dem leider gescheiterten Projekt auf der A4 im Knonauer Amt! Ich habe bisher nur ein ähnliches Projekt aus dem Wallis auf der A9 gekannt.
Sehr schade, das wäre eine gute Chance gewesen, auch landschaftlich nicht sehr heikel, da die Autobahn dort ja hauptsächlich in Einschnitten verläuft.
Es verwundert mich, dass in diesem Fall eine Miete für die Strassenfläche verlangt wird, auf der anderen Seite beim Wasserstoff-Projekt auf die LSVA verzichtet wird. Die Verwendung der Autobahnen für Solarpanels würde zudem nur bereits überbaute Flächen beanspruchen, im Gegensatz zu Solarfarmen auf Feldern.
JoSa meint
@chill.earth
Ich hab das Gefühl in den Ämtern sitzen nur noch Denkfaule.
Man kann doch die Autobahnmeistereien um eine Energiesparte erweitern.
Damit Trägt sich dann die Wartung der Autobahn und der PV-Anlagen von selbst.
Oder wollte der Sachbearbeiter die Wasserkraft nicht in Schwierigkeiten bringen?
frantonis meint
Und dann eine Oberleitung für LKWs bereitstellen? Dann könnte man die Güter von Schenker, DHL und Co doch gleich mit der Bahn transportieren-
Raphael R meint
Nein, muss nicht mit einer Oberleitung kombiniert werden. Wenn schon lieber per Bahn. Sehe ich gleich wie Du.
Mein Gedanke war einfach, dass man entweder die Autobahnen überdecken kann oder LKWs mit Panels ausrüsten kann. Beides zusammen macht wohl weniger Sinn, da bei einer grossflächigen Überdeckung die Panels auf den LKWs keine Strom produzieren können.
Jensen meint
Nun, das Ergebnis, dass PV-Module auf einem (teilweise fahrenden) Dach Strom erzeugen und dieser direkt verbraucht oder zwischengespeichert werden kann, dürfte ja wohl feststehen. Ob man aber für die weitere Erforschung einer bekannten Technik mehrere Forschungsinstitute benötigt, wage ich einmal zu bezweifeln. Die Hauptfragestellungen ergeben sich doch in Bezug auf die Haltbarkeit der verschiedenen PV-Modelle auf Grund der
mechanischen Belastungen im Vergleich zu „ruhenden“ Modulen. Kann man das nicht simulieren ? So wie das Sitzmöbel bei einem schwedischen Möbelhaus es auch unter Laborbedingungen ertragen muß, dass sich ein hydraulischer Stempel in schöner Regelmäßigkeit auf Sitz- und Lehnfläche drückt? Auf Basis der für sehr viele Länder verfügbaren Einstrahlungs- und Ertragsrechner sollte es schnell möglich sein, die Erträge
zu kalkulieren. Aber trotzdem: Gute Sache, machen, Je mehr PV, desto besser.
Michael meint
Das machen Camper schon länger und haben Strom ohne Ende. Gerade für Kühllaster, die vor allem auch im Stand viel Strom brauchen ist das interessant. Und je heißer, desto mehr Strom kommt vom Dach.
Egon meier meint
Camper haben eine Aufbau, der FEST auf ihrem Fahrgestellt ist.
LKW haben fast immer Wechselbrücken verschiedenster Eigentümer und Technik.
Mal Kühlkoffer, dann …….
Da müsste immer alles zusammenpassen – jeder Modulaufbau auf jeder Wechselgrücke zu jedem LKW
Wännä meint
Herr meier, gehen Sie davon aus, dass die Damen und Herren vom Fraunhofer Institut noch ein bischen weiter denken, als Sie denken ????
JoSa meint
Hallo Michael,
PV-Module mach nicht mit Wärme Strom, sonder mit Licht.
Je wärmer die PV-Module sind, um so schlechter der Wirkungsgrad.
Am besten ist ein klarer, kalter Wintertag. Der ist nur leider sehr kurz und die Ausrichtung der PV-Module nicht optimal.
Peter W meint
Die Idee ist nicht neu und auch sinnvoll. Ein Sattelzug hat eine Dachfläche von über 20 m², ein Problem ist da die Haltbarkeit.
Andi66 meint
Die sollen mal bei Sono Motors vorbei schauen, die wissen wie sowas geht.
Alex meint
Oder auch nicht, wenn man sich ansieht was Sono Motors in den ganzen Jahren, und nach Millionen Euro greifbares auf die Straße gestellt hat…
Franz Mueller meint
Jedenfalls haben Sie ihre 4000 bis 6000km Reichweite bei Sono abgeschrieben. Die behaupte das Gleiche.
Beim LKW ist es aber wirklich machbar, die Fläche ist gut ausgerichtet, nicht verschattet und eben. Da kann man gut und günstig Solarfläche integrieren.
Tim Leiser meint
Aber ein LKW muss auch etwas mehr Gewicht bewegen und im Falle der Abbildung eine Schrank Wand durch die Luft drücken
Arne Lorenzen meint
Sorry , ich habe eher den Eindruck die wissen bei SONO nicht wie das geht. Ein Hinweis, bei den rund ums Auto sehr unterschiedlichen und in Bruchteilen von Sekunden sich ändernden Einstrahlungsbedingungen sowie Verschmutzungen brauchts für jede einzelne Zelle nen MPPT Tracker, das wird nen ziemlicher Verrdrahtungs- und Elektronikaufwand, und die Umweltkosten durch die viel häufigeren Reinigungen sind bisher nicht diskutiert……… Bei der Außenfläche des Fahrzeugs komm ich zudem nie auf deren Angaben zur PV-Kpazität, die müssten deutlich über 20% Effizienz haben.