Nachhaltige Leichtbau-Module

Solarmodule aus Meeresplastik zur Fahrzeugintegration

20. Juni 2022, 14:03 Uhr | Irina Hübner
Photovoltaik-Anhänger mit offenen Flügeln.
© OPES Solutions

OPES Solutions hat eine nachhaltige Lösung für die solare Fahrzeugintegration auf den Weg gebracht: Solarmodule auf Basis von recyceltem PET aus Meeresplastik. Dafür hat das Unternehmen einen neuen Herstellungsprozess entwickelt.

In einem einzigen automatisierten Schritt werden kristalline Solarzellen auf Waferbasis mit strukturierten Sandwichplatten von 3A Composites Mobility kombiniert.
Die neuen Leichtbaumodule sind für den Einsatz in der Fahrzeugindustrie optimiert und werden erstmals für den Anhänger des internationalen Projekts SolarButterfly genutzt. Mit einer Gesamtleistung von 15,2 kW liefern sie ausreichend Strom für das SolarButterfly-Zugfahrzeug und den Betrieb des im Anhänger integrierten Mobilhauses. Mit einem Gewicht von 4,7 kg/m2 sind sie um 55 Prozent leichter als herkömmliche Solarmodule. Der Wirkungsgrad der verwendeten Solarzellen liegt bei hohen 24 Prozent.

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SolarButterfly demonstriert die Machbarkeit nachhaltiger Fahrzeugintegration

Nachhaltige Integration von Photovoltaik in Fahrzeuge bedeutet, den Materialverbrauch zu reduzieren und nachhaltige Komponenten zu verwenden. Beides demonstriert das Projekt SolarButterfly erfolgreich. Hierbei sind die Photovoltaik-Module keine zusätzlichen Komponenten, die nachträglich eingebaut werden: Sie sind vollständig integriert und bilden die energieerzeugende Hülle des Fahrzeugs. Wie in der Fahrzeugindustrie ist es dabei entscheidend, das Gewicht zu verringern und gleichzeitig die strukturelle Stabilität zu erhalten.

»Global betrachtet sind die Energieerzeugung und der Verkehr die beiden Sektoren mit den mit Abstand größten CO2-Emissionen. Die fahrzeugintegrierte Photovoltaik ist das Schweizer Taschenmesser, das beide Probleme direkt an der Quelle adressiert. Betrachtet man die jährliche Zahl der Neuzulassungen von Fahrzeugen allein in Europa, so kann die Solar-Leistung der nutzbaren Dachfläche von Pkw, Bussen und Lkw mehr als 20 GWp betragen. Es ist klar, dass wir von Anfang an über nachhaltige Materialien nachdenken müssen«, sagt Robert Händel, CEO und Gründer von OPES Solutions.

Leichtbau-Photovoltaik-Module: Aufnahme von oben.
Leichtbau-Photovoltaik-Module: Aufnahme von oben.
© OPES Solutions

F&E-Partnerschaften für eine optimale Materialkombination

Die nahtlose Integration von Solarmodulen in Fahrzeuge stellt im Vergleich zu herkömmlichen Modulen neue Anforderungen an die Materialien. Hier baut OPES Solutions auf seinen etablierten Lösungen für die fahrzeugintegrierte Photovoltaik (VIPV) auf, die das Unternehmen gemeinsam mit dem Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP entwickelte.

Die Basiskonstruktion des Meeresplastik-Solarmoduls basiert auf der proprietären Technologie, die OPES Solutions für seinen bereits in Produktion befindlichen VIPV-Modultyp SolShell verwendet. Zu deren Kernmerkmalen gehören die hervorragende Wärmedämmung, die den Innenraum des Fahrzeugs kühl hält, sowie die erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen. Dadurch bleiben die Verbindungen der Solarzellen dauerhaft intakt. Dies ist das Ergebnis umfangreicher Forschungs- und Entwicklungsarbeiten und Tests.

Der Anhänger des Projekts SolarButterfly von der Seite.
Der Anhänger des Projekts SolarButterfly von der Seite.
© OPES Solutions

»Unsere Schwingungsprüfmaschine hat in den letzten Jahren rund um die Uhr mit kompletten Fahrzeugdächern gearbeitet, bis wir die perfekte Solarzelleneinbettung und Verschaltungstechnik gefunden haben«, ergänzt Robert Händel.

Auch den Wirkungsgrad der VIPV-Module optimiert OPES Solutions kontinuierlich. Mit ihrem Cluster-Solarzellen-Layout und integrierten Bypass-Dioden wird die Leistungsabgabe der hocheffizienten Solarzellen von Longi für Teilschatten- und Schwachlichtszenarien optimiert.


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