Duży potencjał fotowoltaiki VIPV. Panele na pojazdach mogą odciążyć europejskie sieci

Integracja paneli fotowoltaicznych bezpośrednio z pojazdami od lat pozostaje jedną z bardziej ambitnych koncepcji na styku motoryzacji i energetyki. Najnowsze badania sugerują, że technologia vehicle-integrated photovoltaics może mieć praktyczne zastosowanie szczególnie w transporcie ciężkim i logistyce.

Integracja fotowoltaiki bezpośrednio z pojazdami elektrycznymi w ramach koncepcji określanej jako vehicle-integrated photovoltaics (VIPV) od lat funkcjonuje głównie jako futurystyczna koncepcja, ale nowe badania europejskiego konsorcjum SolarMoves sugerują, że rozwiązania VIPV mogą mieć realny wpływ nie tylko na sam transport, lecz także na system elektroenergetyczny. Według analizy prowadzonej przez Fraunhofer ISE i partnerów, pojazdy wyposażone w zintegrowane moduły fotowoltaiczne mogłyby znacząco ograniczyć zapotrzebowanie na energię pobieraną z sieci elektroenergetycznej.

Energia produkowana tam, gdzie jest zużywana

Uczestnicy projektu SolarMoves, realizowanego na zlecenie Komisji Europejskiej przez konsorcjum obejmujące Fraunhofer ISE, holenderskie TNO, Sono Motors, IM Efficiency oraz Lightyear, analizowali potencjał tzw. vehicle-integrated photovoltaics, czyli fotowoltaiki zintegrowanej bezpośrednio z pojazdami. Koncepcja zakłada montaż modułów PV na dachach, maskach i/lub panelach bocznych, dzięki czemu energia jest produkowana bezpośrednio w miejscu jej zużycia, bez potrzeby budowy dodatkowej infrastruktury ładowania czy zajmowania nowej przestrzeni.

REKLAMA

Według badaczy najlepiej zintegrowane z fotowoltaiką samochody osobowe użytkowane w Europie Środkowej mogłyby pokrywać do 55 proc. swojego rocznego zapotrzebowania energetycznego z własnych ogniw PV. W Europie Południowej, przy korzystniejszych warunkach nasłonecznienia, udział ten mógłby wzrosnąć nawet do 80 proc.

Warto jednak podkreślić, że mowa o scenariuszu optymalnym, zakładającym relatywnie niski roczny przebieg i dużą powierzchnię dostępną pod ogniwa fotowoltaiczne, jak w przypadku SUV-ów.

1,3 mln kilometrów danych i 23 typy pojazdów

Badanie nie opierało się wyłącznie na teoretycznych założeniach. Zespół przeanalizował dane dotyczące 23 różnych typów pojazdów: od miejskich samochodów kompaktowych po ciężkie pojazdy użytkowe. Do modelowania wykorzystano rzeczywiste profile jazdy, dane meteorologiczne z Amsterdamu i Madrytu, dane satelitarne Meteosat oraz pomiary z pojazdów wyposażonych w czujniki. Łącznie przeanalizowano dane z przejazdów obejmujących 1,3 mln kilometrów.

Na poziomie systemowym wyniki również wyglądają interesująco. Według symulacji, gdyby wszystkie nowe pojazdy sprzedawane w Europie w latach 2024–2030 były wyposażane w systemy VIPV, zapotrzebowanie na energię elektryczną z europejskiej sieci mogłoby spaść w 2030 roku aż o 15,6 TWh. Dla porównania konsorcjum wskazuje, że odpowiada to rocznej produkcji około 2200 lądowych turbin wiatrowych o mocy 3 MW każda.

REKLAMA

Największy potencjał w logistyce

Samochody dostawcze, ciężarówki i naczepy oferują znacznie większe powierzchnie pod integrację modułów fotowoltaicznych, a jednocześnie zużywają duże ilości energii na systemy chłodzenia, ogrzewania i urządzenia pomocnicze. Według SolarMoves zintegrowana fotowoltaika może zwiększyć dzienny zasięg elektrycznych ciężarówek nawet o 15 proc.

Jeszcze ciekawiej wygląda potencjał naczep. Dachowe moduły PV (przy założeniu dość wysokiej mocy i optymalnych warunków) mogą generować latem do 55 kWh energii dziennie. Jeśli ogniwa zostaną zintegrowane również z bocznymi ścianami pojazdu, dzienna produkcja może wzrosnąć do 90–110 kWh. To poziom, który według badaczy może w pełni zasilić systemy chłodnicze lub hydrauliczne pojazdów z naczepami.

VIPV przyciąga uwagę przemysłu motoryzacyjnego

Koncepcja fotowoltaiki zintegrowanej z pojazdami rozwijana jest nie tylko w ramach projektów badawczych, ale zaczyna przyciągać również uwagę komercyjnych graczy z sektora motoryzacyjnego i fotowoltaicznego. Brytyjski Oxford PV poinformował o dołączeniu do konsorcjum SUITE kierowanego przez Nissan Technical Centre UK, którego celem jest rozwój kolejnej generacji systemów vehicle-integrated photovoltaics dla samochodów elektrycznych.

Oxford PV wskazuje, że zastosowanie tandemowych ogniw perowskitowo-krzemowych mogłoby zwiększyć uzysk energii z tej samej powierzchni o 20–30 proc. względem klasycznych modułów krzemowych, co ma szczególne znaczenie w przypadku pojazdów, gdzie dostępna powierzchnia montażowa jest naturalnie ograniczona. Nissan testował już demonstracyjny pojazd wyposażony w ogniwa fotowoltaiczne o powierzchni 3,8 m2 zintegrowane z maską, dachem i tylną klapą. Według firmy system może zapewnić do 23 km dodatkowego zasięgu dziennie w optymalnych warunkach nasłonecznienia.

Nie tylko dla pojazdów elektrycznych

Konsorcjum realizujące projekt SolarMoves wskazuje, że fotowoltaika zintegrowana z pojazdami może mieć również zastosowanie w konwencjonalnym transporcie ciężkim. W przypadku pojazdów z silnikami Diesla energia słoneczna mogłaby zasilać klimatyzację, ogrzewanie oraz systemy pomocnicze, ograniczając zużycie paliwa. Według wyliczeń zespołu inwestycja w systemy VIPV mogłaby zwracać się w czasie krótszym niż dwa lata.

Radosław Błoński

redakcja@gramwzielone.pl

© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy E-Magazyny Sp. z o.o.