Грузоперевозки на тяжелых грузовиках являются причиной 6% выбросов CO₂ в ЕС. Солнечная энергия, производимая непосредственно на транспортном средстве, может значительно улучшить этот баланс — на 5-7 процентов.
В рамках проекта «Зарядка-фотоэлектрическая система» (Lade-PV), о котором объявлено 3 апреля 2020 года, немецкие компании и научные организации под руководством Института солнечных энергетических систем Fraunhofer ISE стремятся продемонстрировать целесообразность применения солнечных фотоэлектрических модулей в автомобильных грузоперевозках, на электрических и других коммерческих транспортных средствах (грузоподъемностью более 3,5 тонн). Проект комплексный, включающий в себя проработку вопросов производства и интеграции компонентов, организации цепочки поставок.
Площадь наружных поверхностей, например, рефрижератора довольно велика, соответственно, на них можно разместить солнечные модули приличной мощности. Важное значение имеет эффективность фотоэлектрических элементов — на единицу площади поверхности более эффективные вырабатывают больше электроэнергии.
Fraunhofer ISE славится своими инновационными разработками в области фотоэлектрического преобразования, и в данном проекте он разрабатывает солнечные модули под конкретные условия использования. Они должны быть лёгкими и надёжными, устойчивыми к вибрации и к изгибу, не должны весить более 2,6 килограммов на квадратный метр.
Институт разрабатывает модули для двух способов установки в грузовиках: сверху на крыше и полная интеграция в корпус (т.н. Vehicle Integrated Photovoltaic — VIPV).
Для серийного производства этих облегченных солнечных модулей VIPV разработана специальная производственная концепция, и переоборудована существующая производственная линия от компании Sunset Energietechnik GmbH. Прототипы модулей встроены в поверхности грузовых электромобилей (рефрижераторов) фирмы TBV Kühlfahrzeuge GmbH.
Испытываются подходящие комбинации материалов и разрабатывается концепция для модернизации корпусов фургонов, включая прокладку кабелей и встраивание силовой электроники. Для подключения солнечных модулей к существующим электрическим системам коммерческого автомобиля партнер проекта по электронике, компания M&P motion control and power electronics GmbH, разрабатывает и тестирует компоненты силовой электроники для использования на демонстрационных автомобилях. Из-за ограниченного пространства для установки и требований к весу используются новые полупроводниковые технологии, которые работают с высокими тактовыми частотами, и поэтому устройства могут быть уменьшены в размере.
Институт транспортных и инфраструктурных систем Fraunhofer IVI разрабатывает модель энергопотребления транспортного средства с учётом выработки электроэнергии фотоэлектрической системой, времени зарядки, особенностей разных маршрутов и т.д.
«Мы не только хотим развивать технологию, мы также хотим показать, что грузовые автомобили могут покрывать более пяти процентов потребления своей энергии за счет солнечной энергии. Она может дать дополнительные 4000-6000 километров в год. VIPV будет полезна для производителей и операторов электрических грузовиков», — говорит Кристоф Каттер, руководитель проекта из Fraunhofer ISE.
