Seit wenigen Tagen fährt auf Deutschlands Straßen ein mit einer 3,5-Kilowatt-Peak-Photovoltaikanlage ausgestatteter 18-Tonnen-Lkw. Das Nutzfahrzeug mit integriertem Hochvolt-Photovoltaik-System und Einspeisung in die 800-Volt-Traktionsbatterie ist nun für den Straßenverkehr zugelassen. Entwickelt wurde das Fahrzeug von Fraunhofer-Forschern.
Der direkt am Lkw produzierte Solarstrom kann 5 bis 10 Prozent des Energiebedarfs des Fahrzeugs decken. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat gemeinsam mit Industriepartnern und dem Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI im Projekt „Lade-PV“ Solarmodule und Leistungselektronik für die Integration in Nutzfahrzeuge entwickelt. Die technische Abnahme des ersten damit ausgestatten Lkw sei ein Meilenstein hin zu klimafreundlicherem Straßengüterverkehr, so die Entwickler.
„Durch die erfolgreiche Inbetriebnahme unseres Hochvolt-Photovoltaik-Systems haben wir unser Ziel erreicht, die Machbarkeit von Fahrzeugintegrierter Photovoltaik für schwere E-Nutzfahrzeuge zu demonstrieren. Die in den Lkw integrierten Komponenten funktionieren wie erwartet“, sagte der Projektverantwortliche am Fraunhofer ISE Christoph Kutter. Die von dem Institut entwickelten Photovoltaik-Modul-Prototypen seien besonders leicht und robust, hergestellt hat sie das Unternehmen Sunset Energietechnik. Die Firma TBV Kühlfahrzeuge integrierte die Module dann in den Kofferaufbau eines Elektro-Lkw der Marke Framo, der als erstes Demonstrator-Fahrzeug dient.
Damit die Stromerträge hoch, aber Material- und Verkabelungsaufwand niedrig sind, sind die Solarmodule im Dach in Serie verschaltet. Die dadurch entstehenden Spannungen von bis zu 400 Volt könnten bei einem Unfall ein Sicherheitsrisiko darstellen. Um dieses Risiko zu unterbinden, hat das Fraunhofer ISE eine Trennungsvorrichtung konzipiert. Sie sitzt in der Anschlussdose jedes Photovoltaik-Moduls und trennt die Stromverbindung im Falle eines Unfalls „innerhalb von Millisekunden“ dezentral und ohne zusätzliche Kommunikationskanäle. Im gesamten System liegen dann nur noch ungefährliche Kleinschutzspannungen vor.
Genau wie die Photovoltaik-Module wurde auch die Leistungselektronik an die Anforderungen des Nutzfahrzeugs angepasst. Der Projektpartner M&P entwickelte dazu einen Gleichstromsteller, der via CAN-Bus mit der Fahrzeugsteuerung kommuniziert und im Sicherheitskonzept des Fahrzeugs eingebunden ist. Der Photovoltaik-Strom vom Dach wird direkt in das Bordnetz des Nutzfahrzeugs eingespeist.
Der Lkw mit Photovoltaik-System ist für den Elektrogroßhändler Alexander Bürkle täglich im Freiburger Umland im Einsatz und wird nun für ein Jahr regelmäßig geprüft, um die Stromertragsprognose zu validieren und die Komponenten unter Realbedingungen zu überwachen. Des Weiteren begleitet die Fahrten das Energieprognosemodell „IVImon“ des Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI. Dieses prognostiziert abhängig vom Verbrauch im Fahrzeug und der Sonneneinstrahlung für verschiedene Routen die Reichweite, Ladezeiten und Stromerzeugung.
Peter W meint
Auch wenn diese Technik hier kritisiert wird, sie ist auf jeden Fall sinnvoll. So gut wie alle LKW stehen das ganze Jahr im Freien und könnten große Mengen Energie erzeugen, die man dann schon mal nicht übers Netz nachladen muss. Geht mal auf einer Autobahnraststätte an den geparkten LKW entlang und hört genau hin. Da laufen Kühlaggregate für Kühllaster mit Diesel, und da laufen sogar die Dieselmotoren, damit es der Fahrer im Fahrerhaus aushalten kann, wenn die Sonne scheint.
Die hier gezeigte 3,5 kWp-Anlage erzeugt immerhin den Strom den ein Haushalt (3000 kWh pro Jahr) verbraucht. Das ist nicht Nichts! Ein 40 to Sattelzug könnte das Doppelte erzeugen.
Thorsten Dressler meint
3,5KW reichen realistisch zur autarken Versorgung eines Kühlcontainers oder eines Wohnmobils in dieser Größe. Wenn der LKW nur genutzt wird um 1x pro Woche zum Markt zu fahren würde es auch so reichen. Wenn man damit in gewerblicher Nutzung in größtmöglicher Bewegung ist reicht es nur um die Reichweite pro Ladung um einige % zu erhöhen und dabei den getankten Energieverbrauch um die selbige prozentzahl zu senken, was aber auch schon ein Erfolg ist. …Wenn man die Bordwände noch mit Solarmodulen bestückt und zum Dach aufklappen kann kann man im geparkten zustand die 3-Fache Strommenge produzieren.
Thomas Claus meint
Es ist immer gut wenn man ungenutzte Flächen nutzt um Strom zu erzeugen. Besser als sinnlos PV auf Felder zu machen die dann nicht mehr anderweitig genutzt werden.
Sebastian meint
auf einem Feld kann man 8 MW Energie installieren, das Bild oben mit dem PV am Dach ist nichts weiter als eine Erhaltungsladung für die 12Volt Batterie. Im übrigen wachsen unter Freiland PV Anlagen sinnvollerweise Blumenwiesen.. gut für Bienen.
Peter W meint
Soviel Unsinn in einem so kurzen Beitrag? Wie groß ist denn das „eine Feld“? Wenn man die 3,5 kWp-Anlage an eine 12 V Batterie anklemmt, explodiert diese wegen Überlastung, das wären nämlich 290 Ampere bei 12 V. Du hast wohl keine Ahnung wie viel 3,5 kW sind.
jeppe meint
Die Batterie wird nicht explodieren, weil da ein Laderegler dazwischen sitzt.
Zentrale Aussage oben war, dass jede ungenutzte Fläche genutzt werden sollte.
PV auf dem LKW-Dach ist sicherlich ein coole Idee, auch wenn das nur ein sehr kleiner Beitrag ist.
Die 3,5 KWp-Anlage wird übrigens so gut wie nie Ihre 3,5 kW liefern, es sei denn der Wagen fährt Mittags am Äquator entlang. Trotzdem ist das Konzept gut, weil es vor allem wichtige Erkenntnisse liefert.
Gunnar meint
„Besser als sinnlos PV auf Felder zu machen die dann nicht mehr anderweitig genutzt werden“
Daran ist nix sinnlos. Auf Feldern, auf denen Freiflächen-PV-Anlagen aufgestellt werden, ist das Artenreichtum viel höher als bei blanken Wiesen, die in der knallen Sonne stehen. Das Wechselspiel zwischen Schatten und Sonne zieht deutlich mehr Pflanzen und auch Kleintiere aller Art an: Vögel bzw. Bodenbrüter, Eidechsen, Insekten usw…
Allemal besser als die nächste überflüssige Maismonokulturplantage.
Peter W meint
Zusätzlich erzeugt die Maismonokultur auf der selben Fläche nur einen Bruchteil der Energie einer PV-Anlage. PV braucht auch keinen Dünger, und die PV vertrocknet auch nicht, wenn es mal wieder einen trockenen Sommer gibt.
Uwe Julius meint
Ja genau, Sonnenstrom nutzen wo es geht. Besser als nichts. Und Kleinvieh macht bekanntlich auch Mist. Auf alle geeigneten Flächen PV, und die Energielücke wird kleiner.
MacGyver meint
Warum dürfen die das so einfach? Sono Motors ist doch der einzige Hersteller mit allen Patenten zur Solarintegration in Nutzfahrzeugen. Aber man sieht gleich, dass die vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme keine Ahnung haben. Sono Motos hätte sicher auch noch das Heck, die Seiten und das komplette Fahrerhaus mit Solarzellen verkleidet und damit die Ausbeute auf bis zu 11 Prozent des Energiebedarfs des Fahrzeugs steigern können. Eventuell sogar den Unterboden für Anwender die öfter mal über Spiegel fahren. Auch die Validierung der Komponenten unter Realbedingungen klingt so gar nicht nach dem Sono-Ansatz.
Unterm Strich klingt doch alles sehr vernünftig! Weiter so ISE!
alupo meint
Hat Sono Motors diese von Dir angesprochenen Patente?
Sei so gut und nenne den Link. Du scheinst es zu wissen und ich muss nicht suchen, danke.
MacGyver meint
Keine Ahnung! Sono spricht aber selbst immer wieder darüber.
Zitat von der Sono Website: „Für unsere Anwendung haben wir ein besonderes Verfahren entwickelt, das es uns ermöglicht, die Solarzellen in die Spritzgussform zu integrieren und sie so während der Produktion in die Polymermatrix der Karosserieteile einzubinden. Dies ist unsere eigene patentierte Technologie…“
JoSa meint
Wer lesen kann ist im Vorteil.
Bei dem LKW sehen die Solarzellen so aus als wenn sie in ganz normalen Panelen eingebaut sind. (Zu bestellen bei Alibaba.com)
Und die wurden einfach auf den Laderaum des LKW geschraubt.
Also nix mit Integration in die Dachkonstruktion.
Eugen P. meint
Ich denke das war Ironie, etwaige Patente von Sono braucht niemand.
MacGyver meint
Wundert mich auch, dass es nicht aus dem Zusammenhang ersichtlich wird.
Shullbit meint
Bei einer Dachneigung von 0° geht der Solarertrag um ca.15% zurück. Mit den 3,5KWp auf dem Dach sind also bestenfalls 3.000 KWh pro Jahr drin. Wenn wir Minimum 80 kWh Verbrauch auf 100km unterstellen, entspricht das im Schnitt 10 Solar-Kilometern pro Tag. Vorausgesetzt es kommt zu keiner weiteren Verschattung, was aber nicht realistisch ist. Realistisch sind dann 5-8 Solar-Kilometer am Tag.
Tendenziell ist das zumindest etwas sinnvoller als Photovoltaik bei PKWs wie dem Sono Sion. Für die große Dachfläche können plane Standardpanel verwendet werden und es ist keine aufwändige Integration in die Fahrzeughülle nötig. Die große Dachfläche beim LKW bekommt zumindest vollständig Sonne. Beim Sion werden immer PV-Flächen im Vollschatten weil der Sonne abgewandt sein. Und durch seine Höhe wird die PV-Fläche auf dem LKW anders als bei PKWs nicht durch andere PKWs, Transporter, LKWs, Mauern, Büsche und Hecken verschattet, sondern höchstens durch Bäume und hohe Gebäude. Anders als ein PKW steht ein LKW auch nicht in Parkhäusern, (Tief-)Garagen oder Caports.
Generell ist die Kombination Photovoltaik plus Elektromobilität natürlich sinnvoll. Nur gehört die Photovoltaik (mit Akkupufferung) da stationär auf’s Dach, wo die Fahrzeuge länger parken. Das ist sehr viel effizienter, als Photovoltaik aufwändig in Fahrzeuge zu integrieren.
Praxistauglich Solarfahrzeuge wären nur dann denkbar, wenn man den Wirkungsgrad der Photovoltaik von gut 20 auf 100% gesteigert bekäme, was physikalisch nicht machbar ist. Und selbst dann würden Solarfahrzeuge in hiesigen Breitengraden im Winter nicht funktionieren.
DerRob meint
Warum immer dieses schawrz weiß? Ich würde sagen: Überall wo PV Sinn macht, drauf damit. Klar ist es stationären besonders sinnvoll, sprich auf Dächern etc. Aber gerade die Dachfläche eines LKW Aufbau bietet sich sehr für PV an – dass damit keinesfalls der vollständige Fahrstrom generiert werden kann ist klar. Man sollte sich aber trotzdem freuen, wenn der Energieverbrauch von LKW auf diese Art und Weise um nochmal 5-10% zurück geht (schon allein durch Umstieg auf E-Motoren mit Akkus ist die Energieeffienz eines LKW deutlich verbessert).
Auch interessant könnte dies für Kühlfahrzeuge sein oder um andere zusätzliche Verbraucher im LKW zu unterstützen. Ich denke: Macht die Dächer voll, und warum nicht auch die vom LKW?
Pferd_Dampf_Explosion_E meint
Ich sage es ungern, aber manchmal spielt die Wirtschaftlichkeit auch noch eine Rolle bei solchen Investitionen; also wenn ich mir die technische Beschreibung des Artikels so anschaue, sieht das nicht nach niedrigen Kosten aus und der Ertrag hat physikalisch bedingt eine niedrige Obergrenze.
Petzi meint
PV-Anlagen auf LKW machen durchaus Sinn, unabhängig davon, ob es Fahrstrom ist oder nicht. Denn LKW sind normalerweise draußen und der Strom kann sofort verbraucht oder in der Batterie gespeichert werden, ohne dass er über lange Leitungen transportiert oder wechselgerichtet und transformiert werden muss.
Dass der Strom nur einen kleinen Teil des LKW-Verbrauchs ausmacht, spielt keine Rolle. Es sind einfach 3000kWh Energie, die eingespart werden, egal, ob vom LKW oder einem anderen Dach.
Eugen P. meint
Wozu braucht es da noch Sono, Toyota und Hyundai haben Solar-Integration auch schon in Serie.
alupo meint
Toyota, ja sicher,
z.B. bei meinem Prius. Und er hat sicher auch SiC Leistungstransistoren….
Und einen NiMH Akku, also mit gaaaaaanz viel Nickel, mmmmmm…..
Das mit der PV und den SiC ist aber so gut versteckt, dass es noch niemand gefunden hat…