Solardächer für Sattelschlepper

Grundprinzip der fahrzeugintegrierten PV-Module für Kühltransporter, wie sie am ISE entwickelt werden. (Bild: Fh.-ISE)

Durch die enormen Kosten­senkungen bei den Photo­voltaik-Modulen gewinnt der Einsatz von Solar­energie im Mobilitäts­bereich an Attrak­tivität. Selbst Diesel­kraftstoff im Nutzfahrzeug­bereich kann je nach Einsatz­bereich teilweise durch Photo­voltaik ersetzt werden. Das Fraun­hofer-Institut für Solare Energie­systeme ISE in Freiburg hat eine Ertrags­analyse für die PV-Strom­versorgung von Nutz­fahrzeugen, etwa von Kühl­transportern, mit real gemessenen Einstrahlungs­daten durch­geführt und ausge­wertet. Das Institut sieht auf Grund der Ergeb­nisse großes Potenzial und forscht gemeinsam mit Partnern aus der Logistik- oder Auto­motive-Branche an speziellen PV-Modulen für den Einsatz im Nutzfahrzeug­bereich. Diese sollen auf den Dach­flächen von Nutz­fahrzeugen angebracht werden und Strom für den Antrieb der Fahrzeuge oder die Kühlung von Waren liefern.

Der Einsatz von Photo­voltaik im Nutzfahrzeug­verkehr kann dazu beitragen, den Diesel­verbrauch zu reduzieren, Kosten zu sparen, dabei die CO2-Ausstöße im Nutzfahrzeug­verkehr zu senken und so die Umwelt- und Klima­ziele im Verkehrs­sektor zu erreichen. „Mit der Entwicklung einer solar­aktiven Fahrzeug­hülle wollen wir die Photovoltaik-Techno­logie für den Straßen­güter­verkehr verfügbar machen und dazu beitragen, Logistik­kosten zu reduzieren“, so Matthieu Ebert, Teamleiter Modul­effizienz und neue Konzepte über die Arbeiten am ISE.

Während bis­herige Wirtschaft­lichkeits­studien für den PV-Einsatz im Nutzfahrzeug­bereich auf Simu­lationen mit synthe­tischen Wetter­daten beruhten, hat das ISE nun in Zusammen­arbeit mit dem Logistik­unternehmen Dachser und der Spedition Benzinger mehrere Lkw-Trailer mit Ein­strahlungs­sensoren ausgerüstet, in Betrieb genommen und so das Ein­strahlungs­potenzial im realen Logistik­betrieb gemessen. Über rund ein halbes Jahr wurden Einstrahlungs­daten erfasst und am Fraun­hofer ISE ausgewertet. Insgesamt sechs 40-Tonnen-Kühl­auflieger waren mit entsprechenden Einstrahlungs­sensoren versehen auf ihren handels­üblichen Routen in den USA und Europa – von Prag nach Mallorca, von Paris nach München – unterwegs. Das Daten­material wurde nach verschiedenen Kriterien ausge­wertet.

Die Wissen­schaftler haben die Ein­sparungen in Liter Diesel je Fahrzeug, in Liter Diesel über alle Routen und Fahrzeuge gemittelt sowie in Liter Diesel für drei geo­graphische Regionen ermittelt. „Führt man die so gewonnenen Einstrahlungs­daten und die poten­ziell mit PV-Modulen bestück­baren Dach­flächen zusammen, lassen sich belastbare Aussagen über die Renta­bilität solcher Systeme treffen“, so Ebert. „Wir gehen auf Grund unserer Berechnungen davon aus, dass zum Beispiel ein 40-Tonnen-Kühl­auflieger mit einer Dach­fläche von 36 Quadrat­metern mit PV-Modulen ausgestattet – Nenn­leistung von 6 kW – bis zu 1900 Liter Diesel einsparen kann“, so Ebert.

Wichtige Erkenntnis der Studie ist, dass die Diesel­ersparnis und somit die Renta­bilität stark vom Nutzungsgebiet und dem Nutzungs­szenario der Fahrzeuge abhängt. Mit den aus der Mess­kampagne gewonnenen Erkennt­nissen können Ebert und sein Team zukünftig Logistik­unternehmen bei der Frage­stellung beraten, ob sich der Einsatz von PV für sie wirt­schaftlich rechnet und welche PV-Techno­logie am besten für sie geeignet ist.

Die zu ent­wickelnden fahrzeug­integrierten PV-Module müssen möglichst leicht und zugleich effizient sein, um das zusätz­liche Gewicht der Kühl­auflieger so gering wie möglich zu halten. Außerdem ist ein spezielles Design erforder­lich, um die PV-Module auf dem Fahrzeug­dach anzubringen und dabei die maximale Höhe nach Straßen­verkehrs­ordnung einzuhalten. Sie müssen sehr kompakt im Aufbau sein und dyna­misch-mecha­nischen Belas­tungen, etwa Vibrationen während der Fahrt, wider­stehen.

Das ISE unterstützt die Entwick­lung von Leicht­baumodulen mit seiner lang­jährigen Kompetenz in Modul­technologie und -prüfung. Die fachlichen Synergien des Forschungs­instituts im Bereich der Leistungs­elektronik und System­technik tragen dazu bei, alle erforder­lichen Komponenten und deren Zusammen­spiel im Gesamt­system zu realisieren. PV-Module und -Systeme können unter realen Bedingungen im Transport­betrieb getestet werden. Ebert und sein Team bieten interes­sierten Unter­nehmen und Kooperations­partnern im Bereich Logistik und Fahr­zeugbau Feldtests mit dem ISE an. Auf Basis der Test­ergebnisse können indivi­duelle Ertrags­analysen erstellt und Einspar­potenziale aufgezeigt werden. (Quelle: Fh.-ISE / pro-physik.de)

Link: Arbeitsgebiet Modultechnologie (U. Eitner), Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg i. Br.

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