Elektryczna ciężarówka z całkowicie zintegrowaną fotowoltaiką

Ciężarówka klasy tonażowej ciężkiej – o masie całkowitej 18 ton, oparta na MAN-ie TGM z krótką, dzienną kabiną i zabudową furgonową, wyposażona w system fotowoltaiczny o mocy szczytowej 3,5 kilowata, jeździła po niemieckich drogach. Ten pojazd użytkowy ze zintegrowaną wysokonapięciową instalacją fotowoltaiczną i zasilaniem 800-woltowego akumulatora trakcyjnego został dopuszczony do ruchu drogowego. Energia słoneczna wytwarzana bezpośrednio w pojeździe może pokryć od 5 do 10% zapotrzebowania energetycznego ciężarówki.

W ramach projektu Lade-PV Instytut Fraunhofera ds. Systemów Energii Słonecznej ISE wraz ze swoimi partnerami z przemysłu oraz Instytutem Fraunhofera ds. Systemów Transportu i Infrastruktury IVI opracował moduły fotowoltaiczne i energoelektronikę do integracji w pojazdach użytkowych. Ta ciężarówka, pierwsza wyposażona w te moduły fotowoltaiczne, przeszła właśnie kontrolę techniczną, co stanowi kamień milowy w kierunku bardziej przyjaznego dla klimatu transportu drogowego towarów. Christoph Kutter, kierownik projektu w Fraunhofer ISE, zauważył „Dzięki pomyślnemu uruchomieniu naszego wysokonapięciowego systemu fotowoltaicznego osiągnęliśmy nasz cel, jakim było zademonstrowanie możliwości zastosowania w ciężkich elektrycznych pojazdach użytkowych fotowoltaiki zintegrowanej z pojazdem. Komponenty techniczne zintegrowane z ciężarówką działają zgodnie z naszymi oczekiwaniami”. Szczególnie lekkie i wytrzymałe prototypy modułów fotowoltaicznych zostały opracowane przez Fraunhofer ISE i zbudowane przez Sunset Energietechnik GmbH. TBV Kühlfahrzeuge GmbH zintegrował nowe moduły z nadwoziem ciężarówki elektrycznej Framo, która służy jako pierwszy pojazd demonstracyjny. Bezpieczne zarządzanie energią dzięki urządzeniu separującemu Aby zapewnić wysoki uzysk energii elektrycznej oraz niskie koszty materiałów i okablowania, moduły fotowoltaiczne na dachu zabydowy są połączone szeregowo. Wynikające z tego wysokie napięcia do 400 woltów mogą stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa w razie wypadku. Aby temu zapobiec temu ryzyku, Fraunhofer ISE opracował urządzenie separujące, znajdujące się w skrzynce przyłączeniowej każdego modułu fotowoltaicznego. W razie wypadku w ciągu milisekund urządzenie to odłącza zasilanie, dzięki czemu w całym systemie obecne są tylko nieszkodliwe, niskie napięcia ochronne. Energoelektronika opracowana do użytku w pojazdach Podobnie jak w przypadku modułów fotowoltaicznych, elektronika mocy również została dostosowana do wymagań pojazdu użytkowego. Partnerzy projektu – firmy M&P Motion Control i Power Electronics GmbH – opracowali sterownik zasilania prądem stałym, który komunikuje się z systemem sterowania auta za pośrednictwem magistrali CAN i jest zintegrowany z koncepcją bezpieczeństwa samochodu. Energia fotowoltaiczna wytwarzana na dachu jest dostarczana bezpośrednio do pokładowego źródła zasilania pojazdu użytkowego.

Roczny test w rzeczywistych warunkach Ciężarówka ze zintegrowanym systemem fotowoltaicznym trafiła do codziennego używania w rejonie Freiburga przez firmę Alexander Bürkle GmbH. Działanie tej ciężarówki regularnie sprawdzano przez rok, aby zweryfikować prognozę uzysku energii elektrycznej i monitorować komponenty w rzeczywistych warunkach. Ponadto model prognozy zużycia energii „IVImon” Fraunhofer IVI towarzyszył ciężarówce na wszystkich trasach przez cały rok. Model ten prognozuje zasięg, czasy ładowania i wytwarzanie energii dla różnych tras w zależności od zużycia pojazdu i promieniowania słonecznego

  Tekst: Jarosław Brach

  Zdjęcia: Producent