Source : isfh.de
Les modules photovoltaïques convertissent la lumière du soleil en énergie électrique. Les véhicules électriques à batterie modernes ont toujours deux unités de stockage d’énergie à bord: une petite batterie de 12 V qui peut fournir des consommateurs électriques, des lumières et une direction assistée, et une grande batterie de traction qui fonctionne à une tension plus élevée de 400 V et fournit de l’énergie au groupe motopropulseur électrique. Pour que l’énergie générée par vipv soit introduite dans la grande batterie de traction et contribue ainsi à l’extension de l’autonomie, il est nécessaire de coupler les modules PV au système électrique du véhicule à haute tension. Ceci est techniquement très exigeant, car il nécessite une conversion de 12 V à 400 V et est lié à de nombreux aspects de sécurité. C’est précisément ce défi que le consortium Street a maintenant relevé avec succès. La base pour cela était la combinaison de différentes compétences: La conversion de l’énergie solaire en énergie électrique a lieu dans des modules photovoltaïques à partir d’a2-solaire développés pour une utilisation automobile. Ceux-ci sont basés sur des cellules solaires à hétérojonction de silicium très efficaces de Meyer Burger, qui ont été interconnectées à l’ISFH à l’aide de la technologie d’interconnexion Smartwire. Cette technologie, développée en Europe, permet non seulement une efficacité maximale des cellules et des modules, mais également des rendements maximaux des modules en raison du coefficient de température plus faible. La régulation au point avec une puissance maximale est fournie par l’électronique de Vitesco Technologies, qui a également développé le convertisseur CC /CC de 12 V à 400 V en tant qu’innovation clé. Continental Engineering Services s’est occupé de l’intégration de tous les composants et de leur intégration dans le système électrique du véhicule.
Le véhicule utilitaire léger « WORK L » de la société StreetScooter utilisé comme démonstrateur offre des conditions idéales pour vipv: Une superficie totale de 15 m2 est disponible pour les 10 modules PV. Contrairement à l’intégration sur les voitures particulières, les modules n’avaient pas besoin d’être incurvés ou colorés. Leur production totale nominale est de 2180 Wp. Dans le même temps, les besoins énergétiques pour la conduite sont similaires à ceux des voitures particulières à environ 19 kWh / 100 km.
« Nous prévoyons une extension annuelle de l’autonomie d’environ 5200 km pour la conduite en Basse-Saxe, et beaucoup plus dans les régions plus méridionales. Cela permettrait d’économiser plus d’un arrêt de recharge sur quatre basé sur le réseau », déclare le professeur Robby Peibst, coordinateur du projet Street. « Nos résultats démontreront d’abord l’attrait du photovoltaïque intégré aux véhicules pour ces véhicules utilitaires légers. Mais au-delà de cela, ils fourniront également des informations importantes pour le transfert de VIPV vers d’autres classes de véhicules.
Le véhicule de démonstration a une homologation routière conforme au StVZO allemand et a effectué les premiers essais. Il est équipé de nombreux capteurs permettant de suivre avec précision les flux d’énergie. Jusqu’à la fin du projet, toutes les composantes seront mises à l’épreuve lors d’essais routiers à différents moments de la journée et de l’année et dans des conditions météorologiques différentes. Le véhicule sera donc vu fréquemment dans un avenir proche sur les routes de la région du Weserbergland, de la région de Hanovre et de la capitale de l’État elle-même. La plaque d’immatriculation « HM-PV-30E » fait référence au potentiel de l’énergie solaire en Basse-Saxe: des études de l’ISFH montrent que dans un système d’énergie durable optimisé pour les coûts en Basse-Saxe, jusqu’à 30% de la demande finale d’énergie peut être fournie par pv.
Le projet de recherche « Street » est financé par le ministère fédéral allemand de l’Économie et de l’Énergie (numéro de subvention 01183157). Les résultats du projet sont également intégrés au groupe de travail international « Tâche 17 – PHOTOVOLTAÏQUE pour le transport » du Programme des systèmes d’énergie photovoltaïque de l’Agence internationale de l’énergie (AIE). Des experts du monde entier y échangent des idées sur la façon d’utiliser le photovoltaïque pour réduire les émissions de CO2 dans le secteur des transports.
Le photovoltaïque embarqué dans les véhicules (VIPV) a déjà été développé dans les années 1960. Pendant de nombreuses années, cependant, l’application principale a été dans le créneau des compétitions de véhicules solaires légers rationalisés spéciaux. Depuis quelques années, divers constructeurs proposent également des modèles de voitures particulières avec toits solaires ou modules photovoltaïques intégrés sur des boîtiers frigorifiques pour camions. Dans ces cas, l’énergie convertie en PV est utilisée pour des « fonctions auxiliaires » telles que la climatisation ou la réfrigération. Ces applications s’exécutent sur des niveaux de basse tension de généralement 12 V ; les systèmes disponibles sur le marché ne sont pas adaptés à la charge de la batterie de traction haute tension d’un véhicule électrique.
L’ISFH compte actuellement 155 employés dans deux départements développant des technologies innovantes pour l’énergie solaire. Le département photovoltaïque développe de nouvelles technologies de cellules solaires orientées vers l’industrie, des modules photovoltaïques hautement efficaces qui peuvent être industrialisés et, comme dans ce cas, mène des recherches sur l’intégration du PV dans des systèmes innovants. L’ISFH est membre de l’Association allemande de recherche sur les énergies renouvelables (FVEE) et de la Zuse-Gemeinschaft et d’un institut de recherche associé de la Leibniz Universität Hannover.
