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Inizia il progetto “Lade-PV”: integrazione del fotovoltaico nei veicoli commerciali elettrici o ibridi

L’installazione di pannelli fotovoltaici sul tetto (e sui fianchi) del cassone consentono di ridurre i consumi del veicolo e l’impatto ambientale.

Redazione

6 Aprile 2020

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Il traffico di veicoli pesanti è responsabile del 6% delle emissioni di CO₂ nell’Unione europea e il progetto “Lade-PV” si propone di ridurlo. L’elettricità generata direttamente sul veicolo tramite l’installazione di pannelli fotovoltaici può migliorare questo apporto dal 5% al 7%. Nel progetto “Lade-PV” coordinato dall’Istituto Fraunhofer per i sistemi di energia solare ISE, quattro società industriali e due istituti Fraunhofer vogliono dimostrare la fattibilità del mercato delle applicazioni fotovoltaiche nel trasporto merci con l’obiettivo di sviluppare un prototipo che renda possibile l’uso diffusodi moduli fotovoltaici integrati su veicoli elettrici e di altri veicoli commerciali (oltre 3,5 tonnellate di carico commerciale) sfruttando la superfice del tetto dei cassoni sulle motrici o dei bilici trainati.

Nei prossimi tre anni, all’interno del progetto “Lade-PV” non saranno sviluppati solo singoli componenti, quali moduli fotovoltaici e unità elettroniche di potenza, ma anche concetti di produzione al fine di stabilire una catena di approvvigionamento efficiente tra le realtà coinvolte, affinando la produzione attuale al fine di ottimizzare pesi e metodiche di costruzione.

«I camion offrono un’ampia area con un’ottima esposizione al sole e i veicoli a trazione elettrica sono dotati di batterie di grandi dimensioni. Questa combinazione presenta una situazione ideale per la generazione di elettricità di bordo preziosa con il fotovoltaico, incrementando così la sostenibilità del trasporto con l’impiego di energia rinnovabile» afferma Harry Wirth, direttore della divisione Fotovoltaico, moduli e centrali elettriche presso Fraunhofer ISE.

A questo scopo, i ricercatori di Fraunhofer ISE stanno sviluppando moduli fotovoltaici che siano sia leggeri che robusti per due diversi casi di applicazione: l’installazione sul tetto a posteriori (retrofit) o la piena integrazione nella carrozzeria del camion già in fase di allestimento. I requisiti del modulo fotovoltaico integrato nel veicolo sono elevati: i moduli devono avere un livello di utilizzo dello spazio superiore al 90%, essere resistenti alle vibrazioni, alle forze di taglio e flessione e facili da installare. Inoltre, i moduli devono aggiungere al veicolo un peso aggiuntivo massimo di 2,6 chilogrammi per metro quadrato.

Per produrre questi nuovi e leggeri moduli “VIPV” in serie, verrà sviluppato un prototipo di produzione e la società Sunset Energiekonzept GmbH modificherà una delle sue linee di produzione esistenti. I prototipi dei moduli saranno integrati nei corpi dei veicoli commerciali elettrici dalla TBV Kühlfahrzeuge GmbH, una società specializzata nella progettazione e produzione di camion refrigerati.

Saranno testate combinazioni di materiali adeguate e verrà sviluppato un prototipo per il retrofit delle carrozzerie di camion già esistenti, compresi il cablaggio e l’integrazione dell’elettronica di potenza. Per collegare il modulo solare ai sistemi can-bus esistenti del veicolo commerciale, i componenti elettronici di potenza saranno sviluppati, testati e certificati per l’uso sul veicolo dimostrativo dal partner del progetto M&P motion control e power electronics GmbH. A causa dello spazio di installazione limitato e dei requisiti di peso ridotto, devono essere utilizzate nuove tecnologie di semiconduttore per la parte attiva. Tali componenti funzionano ad alte frequenze e quindi hanno un design più compatto.

L’Istituto Fraunhofer per i sistemi di trasporto e infrastrutture IVI sta sviluppando un modello di previsione energetica per il camion. A seconda del carico del veicolo e dell’elettricità fotovoltaica prodotta lungo i vari percorsi, vengono fatte proiezioni per il reale utilizzo, i periodi di carico e la produzione di elettricità.

Il veicolo dimostrativo è un camion elettrico a due assi per la distribuzione urbana Framo dotato di moduli solari. Sarà testato durante le operazioni di distribuzione giornaliera nella regione di Friburgo in Germania. Nell’ambito di una campagna di misurazione, verrà determinato il potenziale di irradiazione delle rotte percorse.

Come ultimo passo, il consorzio elaborerà uno schema di lavoro per la produzione complessiva economicamente sostenibile di carrozzerie attive per camion fotovoltaici, analizzando sia i costi di produzione che l’efficienza economica per l’utente.

«Non vogliamo solo sviluppare la tecnologia, ma anche dimostrare che i camion possono utilizzare il fotovoltaico di bordoper soddisfare oltre il 5% della loro domanda di energia. I calcoli mostrano che sono possibili da 4.000 a 6.000 chilometridi autonomia in più all’anno. Il fotovoltaico integrato nel veicolo (VIPV) è utile per i produttori e gli utilizzatori di veicolicommerciali elettrici solari», spiega Christoph Kutter, capo del progetto presso Fraunhofer ISE.

Di fatto, sul tetto di un bilico stradale lungo 13,6 metri e largo 2,5 è disponibile una superficie di 34 metri quadri ottimamente esposta al sole, con una produzione media di circa 250 Watt/metro quadro. Di fatto, vengono resi disponibilicirca 8-9 kW elettrici che possono essere utilizzati per alimentare il compressore per la refrigerazione del comparto frigo, oppure per caricare la batteria che alimenta il sistema di trazione del veicolo.