Flexible Photovoltaik-Module für Lkw

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Die Integration von Photovoltaikmodulen in mobile Anwendungen ist verlockend: Das Fahrzeug wird zum rollenden Kraftwerk und kann einen Teil seines Energiebedarfs abdecken, ohne an die Zapf- oder Ladesäule zu müssen. Vor dem Hintergrund des Trends zu Elektro- und Hybridfahrzeugen bekommt dieser Ansatz noch mehr Bedeutung. Einem Lösungsansatz für Lkw sind die Forscher am Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP einen Schritt näher gekommen und stellen nun im Rahmen der IAA Nutzfahrzeuge in Hannover einen Demonstrator auf dem Conti Innovationstruck vor. In einer direkten Zusammenarbeit mit Continental haben die Fraunhofer-Forscher zwei Photovoltaikmodule zur Integration in mobile Anwendungen entwickelt, die auf der Dachhaube und dem Windabweiser der Fahrerkabine angebracht sind.

Photovoltaik-Module für Fahrzeugdächer

Die Forscher am Fraunhofer CSP wissen, dass die Herausforderungen bei Photovoltaik-Modulen für Fahrzeugdächer beträchtlich sind. Denn Dach, Motorhaube oder auch die Heckscheiben böten selbst zusammengenommen nur wenig Fläche. Zudem können die Module nicht stets optimal zur Sonne ausgerichtet sein, weil sich das Auto in unterschiedliche Richtungen bewegt. Auch die Hinterlüftung der Module bei steigenden Temperaturen ist zu beachten, erklären die Forscher. Ebenso sollte durch die Module das Fahrzeuggewicht nicht unnötig erhöht werden. Dazu kommt, dass Standard-Photovoltaikmodule kaum biegbar sind.

"Photovoltaik-Module für Fahrzeugdächer müssen mechanisch, elektrisch und geometrisch flexibel sein. Wir haben deshalb auf ein Leichtbaukonzept mit einem spezifischen Verschaltungslayout hocheffizienter Rückkontaktsolarzellen gesetzt und auch darauf geachtet, dass eine ansprechende Formgebung möglich ist", sagt Professor Dr. Jens Schneider, Leiter der Gruppe Modultechnologie am Fraunhofer CSP, und fügt hinzu: "Durch die Nutzung der Sonnenenergie kann überall Energie nachgetankt werden, das ist ein wichtiger Vorteil der Elektromobilität. Wir wollen mit Lösungen für die Integration von Photovoltaik in mobile Anwendungen dazu beitragen, den Energiebedarf und die Emissionen auch im Transport- und Logistikverkehr zu reduzieren."

Energieversorgung von Bordsystemen

Der aus der Sonneneinstrahlung aufs Dach erzeugte Stromertrag reiche zwar — ähnlich wie bei Pkw wie Nissan Leaf (Solardachspoiler) oder Toyota Prius (Solarschiebedach) — nicht aus, um das Fahrzeug über längere Strecken anzutreiben. Allerdings, erklären die Forscher, könnten die Module mit einer Gesamtleistung von 270 Wattpeak beispielsweise Bordsysteme wie Radio, Klimaanlage oder Navigationssysteme versorgen und andere Energiequellen entsprechend entlasten.

Das Fraunhofer CSP in Halle (Saale) verfüge seit Jahren über Expertise bei der Entwicklung von Sondermodulen für spezifische Anwendungen, die genau diese Herausforderungen in den Blick nehmen. Das Fraunhofer CSP ist eine gemeinsame Einrichtung des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und System IMWS und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE.