E-LKW mit vollintegrierter Photovoltaik fährt auf Deutschlands Straßen

28.10.2021 Der LKW ist täglich im Raum Freiburg im Einsatz

Ab sofort ist in Deutschland ein 18-Tonnen-LKW, ausgestattet mit einer 3,5 Kilowatt Peak Photovoltaikanlage unterwegs. Das PV-System speist direkt in die 800 Volt Traktionsbatterie ein und kann 5 bis 10 Prozent des LKW-Energiebedarfs decken. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat gemeinsam mit Partnern im Projekt »Lade-PV« Solarmodule und Leistungselektronik für die Integration in Nutzfahrzeuge entwickelt. Die technische Abnahme des ersten damit ausgestatten LKWs ist ein Meilenstein hin zu klimafreundlicherem Straßengüterverkehr.
Die vom Fraunhofer ISE entwickelten, besonders leichten und robusten PV-Modul-Prototypen baute die Sunset Energietechnik GmbH. Die TBV Kühlfahrzeuge GmbH integrierte die Module dann in den Kofferaufbau eines Framo-Elektro-LKW, der als erstes Demonstrator-Fahrzeug dient.

Sicheres Strommanagement dank Trennungsvorrichtung

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 entwickelt. Sie
sitzt in der Anschlussdose jedes PV-Moduls und ist in der Lage, die Stromverbindung im
Falle eines Unfalls innerhalb von Millisekunden dezentral und ohne zusätzliche
Kommunikationskanäle zu trennen. 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
GmbH 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.

Prüfung 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. 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 die Reichweite, Ladezeiten und Stromerzeugung.

Fahrzeugintegrierte Photovoltaik erlebt in Wissenschaft und Industrie in den letzten Jahren verstärktes Interesse, auch in Bezug auf Schwerlast- und Nutzfahrzeuge. Vom 6. bis 8. Dezember 2021 findet online die erste internationale Konferenz statt, die sich dem Thema widmet.