IDas Fraunhofer ISE hat eine Ertragsanalyse für die PV-Stromversorgung von Nutzfahrzeugen, beispielsweise Kühltransportern, mit real gemessenen Einstrahlungsdaten durchgeführt.
Sonnenstrom statt Diesel für Nutzfahrzeuge
Aufgrund der Ergebnisse sieht das Institut 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 und dabei die CO2-Ausstöße im Nutzfahrzeugverkehr zu senken. „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 Fraunhofer ISE.
Wirtschaftlichkeitsstudie: Messen geht über simulieren
Während bisherige Wirtschaftlichkeitsstudien für den Einsatz von Photovoltaik in Nutzfahrzeugen auf Simulationen mit synthetischen Wetterdaten beruhten, hat das Fraunhofer ISE nun in Zusammenarbeit mit Logistik-Partnern 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.
So viel Diesel lässt sich durch Solar sparen
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.
In ihren Berechnungen gehen die Fraunhofer-Forscher davon aus, dass ein 40-Tonner mit einer Dachfläche von 36 m² mit PV-Modulen ausgestattet (Nennleistung von 6 kW) bis zu 1900 l Diesel einsparen kann. Diese Dieselersparnis und somit die Rentabilität hängt stark vom Nutzungsgebiet und dem Nutzungsszenario der Fahrzeuge ab. Mit den gewonnenen Erkenntnissen können Ebert und sein Team zukünftig Logistikunternehmen beraten, ob sich der Einsatz von PV für sie wirtschaftlich rechnet und welche PV-Technik sich am besten für sie eignet.
Individuelles Design für fahrzeugintegrierte PV-Module
Die PV-Module für den Einsatz am LKW 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 (STVO) einzuhalten. Sie müssen sehr kompakt im Aufbau sein und dynamisch-mechanischen Belastungen, etwa Vibrationen bei der Fahrt, widerstehen.
Dazu unterstützt das Fraunhofer ISE die Entwicklung von Leichtbau-PV-Modulen und kann die Systeme unter realen Bedingungen im Transportbetrieb testen. Ebert und sein Team bieten interessierten Unternehmen Feldtests an. Auf Basis der Testergebnisse können individuelle Ertragsanalysen erstellt und Einsparpotenziale aufgezeigt werden.
