Fraunhofer ISE testet elektrischen 18-Tonner mit PV-Anlage

Der am Fraunhofer ISE zusammen mit Industriepartnern entwickelte E-Lkw mit integrierter Solaranlage hat die Straßenzulassung erhalten. Ob die verbauten PV-Module tatsächlich die angepeilten fünf bis zehn Prozent des Lkw-Energiebedarfs decken können, sollen nun Straßentests zeigen.

Entwickelt wurde der 18-Tonner mit in den Kofferaufbau integrierten Solarmodule am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE im Rahmen des Projekts „Lade-PV“. Auch Industriepartner und das Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI waren an den Arbeiten zu der Solar-Integration und der Leistungselektronik beteiligt.

In der Mitteilung zur erfolgten Straßenzulassung sieht das Fraunhofer ISE einen „Meilenstein hin zu klimafreundlicherem Straßengüterverkehr“. „Durch die erfolgreiche Inbetriebnahme unseres Hochvolt-Photovoltaik-Systems haben wir unser Ziel erreicht, die Machbarkeit von Fahrzeugintegrierter Photovoltaik für schwere E-Nutzfahrzeuge zu demonstrieren“, sagt Christoph Kutter, Projektverantwortlicher am Fraunhofer ISE. „Die in den Lkw integrierten Komponenten funktionieren wie erwartet.“

Die Module wurden am Fraunhofer ISE entwickelt, aber von der Sunset Energietechnik GmbH gebaut. Die TBV Kühlfahrzeuge GmbH integrierte die Module dann in den Kofferaufbau eines Framo-Elektro-Lkw, der als erstes Demonstrator-Fahrzeug dient. Die M&P motion control and power electronics GmbH hat einen Gleichstromsteller entwickelt, 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.

Nicht nur bei den PV-Modulen selbst standen Leichtbau und Robustheit im Vordergrund. Bei der Integration galt es ebenfalls, das Gewicht nicht in die Höhe zu treiben. Um Material- und Kabelaufwand bei hohem Stromertrag niedrig zu halten, haben die Forschenden die Solarmodule auf dem Dach des Kofferaufbaus in Serie geschaltet, womit Spannungen von bis zu 400 Volt entstehen können. Damit das bei einem Unfall nicht zu einem Sicherheitsrisiko wird, hat das Fraunhofer ISE eine Trennungsvorrichtung entwickelt, die innerhalb von Millisekunden „dezentral und ohne zusätzliche Kommunikationskanäle“ die Stromverbindung von jedem PV-Modul trennen kann.

Der PV-Lkw soll nun ein Jahr lang von der Alexander Bürkle GmbH täglich im Freiburger Umland eingesetzt werden. Dabei werden nicht nur die Komponenten unter Realbedingungen getestet, sondern auch der tatsächlich gewonnenen Solarstrom erfasst – „um die Stromertragsprognose zu validieren“. Bei Projektstart 2020 hieß es, dass Strom für 4.000 bis 6.000 Kilometer im Fahrzeug erzeugt werden soll.

Zudem werden die Fahrten des Demo-Lkw vom Energieprognosemodell „IVImon“ des Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI überwacht. Dieses soll abhängig vom Verbrauch im Fahrzeug und der Sonneneinstrahlung für verschiedene Routen die Reichweite, Ladezeiten und Stromerzeugung prognostizieren.
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