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Solaranlagen sind längst ein gewohnter Anblick. Auf Hausdächern, an Gebäuden oder großen Freiflächen sind sie nicht mehr aus dem Landschaftsbild wegzudenken. Auch kleine Photovoltaikanlagen werden zunehmend beliebter, etwa für den heimischen Balkon. Fahrzeuge mit Solarmodulen haben dagegen noch Seltenheitswert. Künftig sollen sie vermehrt zum Einsatz kommen, um beispielsweise Autos oder LKW zusätzlich mit Solarenergie zu versorgen.

Solarmodul-Entwicklung für Fahrzeuge im Trend

Die sogenannte fahrzeugintegrierte Photovoltaik ist als Forschungs- und Entwicklungsfeld längst im Trend. Sie beschäftigt sich mit der Frage, wie Solarmodule optimal in die verschiedensten Fahrzeuge eingebaut werden können. Bei der Suche nach der besten Installationslösung geht es aber nicht nur um mechanische und elektrische Details. Gerade im Automobilbereich spielt auch das Design eine große Rolle.

Wie lassen sich Photovoltaikmodule möglichst nahtlos in die Fahrzeughülle integrieren – zum Beispiel als Dach oder Motorhaube? Wie können sie am besten mit elektrischen Verbrauchern oder mit den Antriebsbatterien von Elektroautos verbunden werden? Wie viel Solarstrom können sie produzieren? Zu diesen und vielen weiteren Fragen forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, um die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu steigern und den CO₂-Ausstoß im Straßenverkehr zu verringern, vor allem mit Blick auf Elektroautos und Nutzfahrzeuge. Eingesetzt wird fahrzeugintegrierte Photovoltaik heute bereits oft für Wohnmobile, Camper und Boote. Dort dienen sie zur Unterstützung der Nebenverbraucher-Batterie.

Elektro-LKW im Praxistest in der Region Freiburg unterwegs

Im Bereich der Elektro-Nutzfahrzeuge forscht das Wissenschaftsteam des Projekts Lade-PV, das einen E-LKW mit vollintegrierter Photovoltaik entwickelt hat. Mit dem 18 Tonnen schweren LKW haben die Forschenden einen echten Meilenstein erreicht: Die notwendigen Photovoltaikmodule für die Solarstromproduktion sind in den Kofferaufbau integriert. So wird die vollständige Fläche des Fahrzeugdachs genutzt. Der LKW ist mit einem Hochvolt-Photovoltaik-System ausgestattet, in dessen Traktionsbatterie der erzeugte Solarstrom eingespeist wird. Er deckt ungefähr fünf bis zehn Prozent vom Energiebedarf des Fahrzeugs.

Mit seinem Konzept zeigt das Wissenschaftsteam, wie der flächendeckende Einsatz von integrierten Solarmodulen an Elektro- und Nutzfahrzeugen mit einer Zuladungsmasse von mehr als 3,5 Tonnen aussehen kann. Der E-LKW ist noch mehr als ein halbes Jahr auf den Straßen im Freiburger Raum unterwegs. Auf seinen Fahrten zeigt er die Forschungsergebnisse und sammelt neue Daten für Prognosen zum Stromertrag des Fahrzeugs und zur Funktion der Solarmodule.

Ziel ist der flächendeckende Einsatz für Elektro- und Nutzfahrzeuge

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, das Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI und Industriepartner haben in dem Projekt sowohl die Photovoltaikmodule als auch die Leistungselektronik entwickelt, um sie in Nutzfahrzeuge integrieren zu können. Die aktuellen Fahrten des E-LKW ermöglichen es ihnen, die Komponenten genau zu prüfen und im realen Einsatz zu beobachten. So gewinnen sie neue Erkenntnisse, um die fahrzeugintegrierte Photovoltaik weiterzuentwickeln und zu einem umweltfreundlicheren Güterverkehr auf den Straßen beizutragen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) fördert das Projekt mit rund 2,6 Millionen Euro.