Fuente: isfh.de
Los módulos fotovoltaicos convierten la luz solar en energía eléctrica. Los vehículos eléctricos de batería modernos siempre tienen dos unidades de almacenamiento de energía a bordo: una pequeña batería de 12 V que puede suministrar consumidores eléctricos, luces y dirección asistida, y una gran batería de tracción que funciona a un voltaje más alto de 400 V y suministra energía a la electricidad. tren motriz. Para que la energía generada por VIPV se alimente a la gran batería de tracción y contribuya así a la ampliación del alcance, es necesario acoplar los módulos fotovoltaicos al sistema eléctrico de alto voltaje del vehículo. Esto es técnicamente muy exigente, ya que requiere una conversión de 12 V a 400 V y está relacionado con muchos aspectos de seguridad. Es precisamente este desafío el que el consorcio Street ha abordado con éxito. La base para esto fue la combinación de diferentes competencias: La conversión de energía solar en energía eléctrica se realiza en módulos fotovoltaicos de a2-solar desarrollados para uso automotriz. Estos se basan en células solares de heterounión de silicio altamente eficientes de Meyer Burger, que se interconectaron en ISFH mediante la tecnología de interconexión Smartwire. Esta tecnología, desarrollada en Europa, no solo permite la máxima eficiencia de las celdas y los módulos, sino también los máximos rendimientos de los módulos debido al menor coeficiente de temperatura. La regulación hasta el punto con la máxima potencia la proporciona la electrónica de Vitesco Technologies, que también desarrolló el convertidor DC / DC de 12 V a 400 V como una innovación clave. Continental Engineering Services se encargó de la integración de todos los componentes y su integración en el sistema eléctrico del vehículo.
El vehículo comercial ligero “WORK L” de la empresa StreetScooter utilizado como demostrador ofrece las condiciones ideales para VIPV: Se dispone de un área total de 15 m2 para los 10 módulos fotovoltaicos. A diferencia de la integración en los turismos, los módulos no tenían que ser curvos ni coloreados. Su potencia nominal total es de 2180 Wp. Al mismo tiempo, el requerimiento de energía para conducir es similar al de los turismos con alrededor de 19 kWh / 100 km.
“Esperamos una extensión de autonomía anual de aproximadamente 5200 km para conducir en Baja Sajonia, y significativamente más en las regiones más al sur. Esto ahorraría más de una de cada cuatro paradas de carga basadas en la red ”, dice el profesor Robby Peibst, coordinador del proyecto Street. “Nuestros resultados demostrarán primero el atractivo de la energía fotovoltaica integrada en vehículos para este tipo de vehículos comerciales ligeros. Pero más allá de eso, también proporcionarán información importante para transferir VIPV a otras clases de vehículos ".
El vehículo de demostración tiene la aprobación de la carretera de acuerdo con el StVZO alemán y ha completado las pruebas iniciales. Está equipado con numerosos sensores para permitir un seguimiento preciso de los flujos de energía. Hasta el final del proyecto, todos los componentes se someterán a prueba en diferentes momentos del día y del año y en diferentes condiciones climáticas. Por lo tanto, el vehículo se verá con frecuencia en un futuro próximo en las carreteras de la región de Weserbergland, la región de Hannover y en la propia capital del estado. La placa de matrícula “HM-PV-30E” se refiere al potencial de la energía solar en Baja Sajonia: los estudios de la ISFH muestran que en un sistema de energía sostenible optimizado en costes en Baja Sajonia, hasta el 30% de la demanda de energía final puede ser proporcionado por PV.
El proyecto de investigación “Street” está financiado por el Ministerio Federal de Economía y Energía de Alemania (número de subvención 01183157). Los resultados del proyecto también fluyen hacia el grupo de trabajo internacional “Tarea 17 - PV para el transporte” en el Programa de Sistemas de Energía Fotovoltaica de la Agencia Internacional de Energía (AIE). Allí, expertos de todo el mundo intercambian ideas sobre cómo utilizar la energía fotovoltaica para reducir las emisiones de CO2 en el sector del transporte.
La energía fotovoltaica integrada en el vehículo (VIPV) ya se desarrolló en la década de 1960. Sin embargo, durante muchos años, la aplicación principal estuvo en el nicho de las competiciones de vehículos solares ligeros aerodinámicos especiales. Desde hace algunos años, varios fabricantes también ofrecen modelos de turismos con techos solares o módulos fotovoltaicos integrados en cajas frigoríficas de camiones. En estos casos, la energía fotovoltaica convertida se utiliza para "funciones auxiliares" como aire acondicionado o refrigeración. Estas aplicaciones se ejecutan en niveles de bajo voltaje típicamente de 12 V; Los sistemas disponibles en el mercado no son adecuados para cargar la batería de tracción de alto voltaje de un vehículo eléctrico.
La ISFH cuenta actualmente con 155 empleados en dos departamentos que desarrollan tecnologías innovadoras para la energía solar. El departamento de fotovoltaica desarrolla nuevas tecnologías de células solares orientadas a la industria, módulos fotovoltaicos de alta eficiencia que pueden industrializarse y, como en este caso, investiga sobre la integración de la fotovoltaica en sistemas innovadores. La ISFH es miembro de la Asociación Alemana de Investigación en Energía Renovable (FVEE) y de la Zuse-Gemeinschaft y de un instituto de investigación asociado de la Leibniz Universität Hannover.
