Image
Der E-LKW mit integriertem Hochvolt-Photovoltaik-System und Einspeisung in die 800 V Traktionsbatterie wurde im Herbst 2021 für den Straßenverkehr zugelassen. Die in den Kofferaufbau integrierten Solarmodule nutzen das gesamte Dach vollständig aus.
Foto: Fraunhofer ISE
Der E-LKW mit integriertem Hochvolt-Photovoltaik-System und Einspeisung in die 800 V Traktionsbatterie wurde im Herbst 2021 für den Straßenverkehr zugelassen. Die in den Kofferaufbau integrierten Solarmodule nutzen das gesamte Dach vollständig aus.

Nachhaltigkeit

Dieser E-LKW hat seine eigene Photovoltaikanlage dabei

Außergewöhnliche Leistungselektronik: Ein vom Fraunhofer ISE ins Rennen geschickter E-LKW mit vollintegrierter Photovoltaik nimmt Kurs auf die Zukunft.

Ausgestattet mit einer 3,5 kW Peak Photovoltaikanlage, fährt auf Deutschlands Straßen ein einzigartiger 18-Tonner als E-LKW umher. Der dabei direkt am Fahrzeug produzierte Solarstrom kann 5 bis 10 % des LKW-Energiebedarfs decken. 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 technische Abnahme des ersten damit ausgestatteten LKWs ist ein 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. Die in den LKW integrierten Komponenten funktionieren wie erwartet“, erklärt Christoph Kutter, Projektverantwortlicher am Fraunhofer ISE. 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 Photovoltaiksystem

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 V 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.

Image
Der Gleichstromsteller sitzt platzsparend unter dem LKW-Koffer.
Foto: Fraunhofer ISE
Der Gleichstromsteller sitzt platzsparend unter dem LKW-Koffer.

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, 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.

Image
offshore_windpark_amrumbank.jpeg
Foto: Wikimedia Commons / Drahnier

Energietechnik

Offshore-taugliche Komponenten für Leistungselektronik

Komponenten von Offshore-Windparks sind Extrem-Stress ausgesetzt. Projektpartner stellen jetzt einen Ansatz für deutlich robustere Leistungselektronik vor. 

Image
grüner_wasserstoff_h2mare.jpeg
Foto: Projektträger Jülich / BMBF

Energietechnik

Produzieren Windenergieanlagen bald Grünen Wasserstoff?

Vereinte Kräfte von Forschung und Industrie: Windenergieanlagen mit integriertem Elektrolyseur demonstrieren eine „grüne“ Wasserstoffgewinnung auf dem Meer.

Image
punktewolke_man_elektro-lkw.jpeg
Foto: Fraunhofer IGCV

E-Autos

Hybride Montage für LKW mit Diesel- oder E-Antrieb

Für MAN Truck & Bus forscht das Fraunhofer IGCV an hybriden Produktionssystemen, bei denen die Montage flexibel zwischen konventionellem und E-LKW wechselt.

Image
fraunhofer_wasserstoff_wettbewerbsfaehig.jpeg
Foto: Fraunhofer

Energietechnik

Brennstoffzellenproduktion: Wettbewerbsfähiger Wasserstoff

Hannover Messe Digital: Wettbewerbsfähigkeit Wasserstoff – Fraunhofer zeigt neue Technologien für die Brennstoffzellen-Produktion.