Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Fahrzeugintegrierte Photovoltaik
Vehicle-Integrated Photovoltaics (VIPV)
Fahrzeugintegrierte Photovoltaik (VIPV) (von engl. "Vehicle Integrated Photovoltaics") ist die mechanische, elektrische und designtechnische Einbindung von Photovoltaik-Modulen in Fahrzeugen. Die PV-Module passen sich übergangslos in die Fahrzeughülle ein und sind mit elektrischen Verbrauchern oder der Antriebsbatterie bei Elektro-Fahrzeugen verbunden. Gleichzeitig ersetzen die PV-Module andere Bauteile des Fahrzeugs, z.B. das Dach oder die Motorhaube. VIPV erhöht die Reichweite von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen und verbessert die CO2-Bilanz. Bei PKWs sind die Ansprüche an die ästhetische Integration in das Design des Fahrzeugs besonders hoch und bei Nutzfahrzeugen (z.B. LKW und Busse) werden besonders leichte PV-Module benötigt, um die Nutzlast nicht einzuschränken. Weitere Anwendungsfelder sind Wohnwagen und Wohnmobile, Lastenfahrräder, Straßenbahnen und Züge sowie Schiffe, Flugzeuge und Drohnen.
Quick-Facts: Fahrzeugintegrierte Photovoltaik (VIPV)
- Technisches Potenzial in Deutschland mindestens 55 GWp
- Vorteile:
- Erhöhung der Fahrzeugreichweite
- Entlastung des Stromnetzes und der Ladeinfrastruktur durch verbrauchsnahe Energieerzeugung
- Kosteneinsparungen beim Bezug von Ladestrom
- Für Verbrennungsmotoren: Verringerung der CO2-Emissionen im Transportsektor
- Herausforderungen:
- Verwendung neuer Materialien und Herstellungsprozesse, verglichen mit gewöhnlichen Modulaufbauten
- Unterschiedliche Modultypen für die jeweiligen Anwendungsfelder, daher individualisierte Fertigung notwendig
- Höchste Wirkungsgrade bezogen auf die Fläche erforderlich
Anwendungsmöglichkeiten
Fahrzeugintegrierte Photovoltaik kommt bei Elektro-PKWs zum Einsatz und dient dort als zusätzliche Energieversorgung. Dadurch sind Reichweitenverlängerungen von mehreren Kilometern pro Tag erreichbar. Die eingesetzten PV-Module erfüllen meist zusätzlich ästhetische Anforderungen, so sind besondere Designs und insbesondere Krümmungen möglich. Bei Kühl-LKWs kann die PV-Energie genutzt werden, um die Ladung elektrisch zu kühlen. Dadurch kann die gleiche Kühlleistung mit geringerem Einsatz des Kühlaggregats erzeugt und der Verbrauch an Diesel verringert werden. Die Integration der PV-Module in den Kühlkörper erfordern besonders leichte Module, die die thermische Isolation nicht beeinträchtigen.
Die unsichtbar integrierten Solarzellen im Autodach zeigen eine hohe Leistungsperformance.
PV-Autodach von a2-solar auf dem Fisker Karma: Das Dach des Plug-in-Hybrids der amerikanischen Firma Fisker Automotive ist in einem ästhetisch ansprechendem Design ausgeführt.
Kühl-LKW der Firma TBV: Hier wurde ein Kühlkoffer hergestellt, der integrierte PV-Module verwendet um die Kühlung im Kühlkoffer zu unterstützen.
Unsere FuE-Leistungen
Wir bieten für PV-Anwendungen im Mobilitätssektor ein umfangreiches Leistungsangebot von der Ertragsprognose und Analyse von PV-Systemen, über die Entwicklung von Solarmodulen oder Elektronikanwendungen bis hin zu Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen.