Fonte: isfh.de
Módulos fotovoltaicos convertem a luz solar em energia elétrica. Os modernos veículos elétricos a bateria sempre têm duas unidades de armazenamento de energia a bordo: uma pequena bateria de 12 V que pode fornecer aos consumidores elétricos, luzes e direção hidráulica, e uma grande bateria de tração que opera a uma tensão mais alta de 400 V e fornece energia para o powertrain elétrico. Para que a energia gerada pelo VIPV seja alimentada na bateria de grande tração e, assim, contribua para a extensão de alcance, é necessário acoplamento dos módulos FOTOvoltaicos ao sistema elétrico do veículo de alta tensão. Isso é tecnicamente muito exigente, pois requer uma conversão de 12 V para 400 V e está ligado a muitos aspectos de segurança. É precisamente esse desafio que o consórcio street já abordou com sucesso. A base para isso foi a combinação de diferentes competências: A conversão da energia solar em energia elétrica ocorre em módulos fotovoltaicos a partir de a2-solar desenvolvidos para uso automotivo. Estes são baseados em células solares de heterojunção de silício altamente eficientes da Meyer Burger, que foram interconectadas na ISFH usando a tecnologia de interconexão Smartwire. Esta tecnologia, desenvolvida na Europa, não só permite a máxima eficiência de células e módulos, mas também o máximo de rendimentos de módulos devido ao coeficiente de temperatura mais baixo. A regulação ao ponto com potência máxima é fornecida pela eletrônica da Vitesco Technologies, que também desenvolveu o conversor DC/DC de 12 V a 400 V como uma inovação fundamental. Os Serviços de Engenharia Continental lidaram com a integração de todos os componentes e sua integração ao sistema elétrico do veículo.
O veículo comercial leve "WORK L" da empresa StreetScooter usado como demonstrador oferece condições ideais para VIPV: Uma área total de 15 m2 está disponível para os 10 módulos PV. Em contraste com a integração nos carros de passeio, os módulos não precisaram ser curvados ou coloridos. Sua produção nominal total é de 2180 Wp. Ao mesmo tempo, a exigência de energia para dirigir é semelhante à dos carros de passeio em torno de 19 kWh /100 km.
"Esperamos uma extensão anual de cerca de 5.200 km para dirigir na Baixa Saxônia, e significativamente mais em regiões mais ao sul. Isso pouparia mais de uma em cada quatro paradas de carregamento baseadas em grade", diz o Prof. Robby Peibst, coordenador do projeto Street. "Nossos resultados demonstrarão a atratividade da fotovoltaica integrada ao veículo primeiro para esses veículos comerciais leves. Mas além disso, eles também fornecerão insights importantes para a transferência do VIPV para outras classes de veículos."
O veículo demonstrador tem aprovação rodoviária de acordo com o StVZO alemão e completou os testes iniciais. É equipado com inúmeros sensores para permitir que os fluxos de energia sejam rastreados com precisão. Até o final do projeto, todos os componentes serão colocados em seus passos em test drives em diferentes horas do dia e do ano e em diferentes condições climáticas. O veículo será visto com frequência em um futuro próximo nas estradas da região de Weserbergland, na região de Hannover e na própria capital do estado. A placa "HM-PV-30E" refere-se ao potencial de energia solar na Baixa Saxônia: estudos do ISFH mostram que em um sistema de energia sustentável otimizado por custos na Baixa Saxônia, até 30% da demanda energética final pode ser fornecida pelo PV.
O projeto de pesquisa "Street" é financiado pelo Ministério Federal alemão para Assuntos Econômicos e Energia (número de subvenção 01183157). Os resultados do projeto também fluem para o grupo de trabalho internacional "Tarefa 17 – PV para transporte" no Programa de Sistemas de Energia Fotovoltaica da Agência Internacional de Energia (AIE). Lá, especialistas de todo o mundo trocam ideias sobre como usar a fotovoltaica para reduzir as emissões de CO2 no setor de transporte.
A fotovoltaica integrada ao veículo (VIPV) já foi desenvolvida na década de 1960. Por muitos anos, no entanto, a principal aplicação foi no nicho de competições de veículos solares leves e simplificados especiais. Há alguns anos, vários fabricantes também oferecem modelos de automóveis de passageiros com tetos solares ou módulos fotovoltaicos integrados em caixas de caminhões refrigerados. Nestes casos, a energia convertida por PV é utilizada para "funções auxiliares", como ar condicionado ou refrigeração. Essas aplicações são executadas em níveis de baixa tensão de tipicamente 12 V; os sistemas disponíveis no mercado não são adequados para carregar a bateria de tração de alta tensão de um veículo elétrico.
A isfh atualmente conta com 155 funcionários em dois departamentos desenvolvendo tecnologias inovadoras para energia solar. O departamento de fotovoltaica desenvolve novas tecnologias de células solares orientadas para a indústria, módulos fotovoltaicos altamente eficientes que podem ser industrializados e, como neste caso, realiza pesquisas sobre a integração do PV em sistemas inovadores. O ISFH é membro da Associação Alemã de Pesquisa de Energia Renovável (FVEE) e da Zuse-Gemeinschaft e um instituto de pesquisa associado da Leibniz Universität Hannover.
