E-LKW versorgt sich mit Solarstrom

26.10.2021 – Ab sofort fährt auf Deutschlands Straßen ein 18-Tonnen-LKW, dessen PV-Module auf dem Dach bis zu zehn Prozent seines Energiebedarfs decken. Der E-Laster ist mit einer 3,5 Kilowatt Peak Photovoltaikanlage ausgestattet. Das Nutzfahrzeug mit integriertem Hochvolt-Photovoltaik-System und Einspeisung in die 800 Volt Traktionsbatterie ist nun für den Straßenverkehr zugelassen. 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 vom Fraunhofer ISE entwickelten, PV-Modul-Prototypen baute Sunset Energietechnik. Die TBV Kühlfahrzeuge GmbH integrierte die Module dann in den Kofferaufbau eines Framo-Elektro-LKW, der als erstes Demonstrator-Fahrzeug dient.

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Die in den Kofferaufbau integrierten Solarmodule nutzen die gesamte Dachfläche aus. Foto: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Sicheres Strommanagement dank Trennungsvorrichtung

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Batterieanbindung im neu entwickelten E-LKW. Foto: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Damit die Stromerträge hoch und gleichzeitig der Material- und Verkabelungsaufwand niedrig bleiben, 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 entwickelt. Sie sitzt in der Anschlussdose jedes PV-Moduls und soll die Stromverbindung im Falle eines Unfalls innerhalb von Millisekunden dezentral und ohne zusätzliche Kommunikationskanäle trennen können. Im gesamten System liegen dann nur noch ungefährliche Kleinschutzspannungen vor.

Leistungselektronik für Fahrzeugeinsatz entwickelt

Genau wie die PV-Module wurde auch die Leistungselektronik an die Anforderungen des Nutzfahrzeugs angepasst. Projektpartner M&P motion control and power electronics entwickelten einen Gleichstromsteller, der via CAN-Bus mit der Fahrzeugsteuerung kommuniziert und im Sicherheitskonzept des Fahrzeugs eingebunden ist. Der Photovoltaikstrom vom Dach wird direkt in das Bordnetz des Nutzfahrzeugs eingespeist.

Test unter Realbedingungen

Der LKW mit Photovoltaiksystem ist für die Alexander Bürkle GmbH 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 des Demo-LKWs 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. (ds)

www.ise.fraunhofer.de

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