El Instituto de Investigación de Energía Solar de Hamelín (ISFH) está desarrollando un prototipo de vehículo comercial ligero equipado con energía fotovoltaica integrada en el vehículo (VIPV). El sistema VIPV se conectará al sistema eléctrico de alto voltaje del vehículo y estará diseñado para ampliar su autonomía.
Los investigadores han construido el prototipo basándose en el pequeño camión «Work L», fabricado por el fabricante alemán StreetScooter GmbH. Los vehículos cuentan con una superficie total de 15 m2 en la que se pueden instalar 10 módulos fotovoltaicos.
«Los módulos han sido fabricados por a2-solar, una empresa con muchos años de experiencia en VIPV», dijo Robby Peibst, profesor del ISFH y coordinador de la investigación. «Hasta ahora, los módulos son de vidrio, lo que refleja la experiencia de a2-solar en el sector de los turismos».
Peibst dijo a pv magazine que la cubierta de vidrio tiene la calidad requerida para las aplicaciones fotovoltaicas. Además, es capaz de soportar fenómenos como el granizo y los cambios extremos de temperatura. Sin embargo, el peso de los módulos de vidrio podría reducir la carga útil permitida para los vehículos y camiones de reparto, reconoció.
«Por ello, el objetivo de desarrollo de a2-solar en el marco del proyecto ‘street’ es integrar una segunda generación de módulos basada en láminas y, por tanto, mucho más ligera, en el vehículo comercial», explicó Peibst, quien añadió que el actual esquema de generación de módulos basados en vidrio sirve como punto de partida, y están desarrollando una nueva versión que se anunciará en junio.
Los módulos cuentan con células solares de heterounión de silicio proporcionadas por el fabricante suizo Meyer Burger.
«Las células se interconectaron con la tecnología Smart-Wire de ISFH», dijo Peibst. «Creemos que esta tecnología tiene un par de ventajas para el VIPV, ya que, además de una alta eficiencia, las células SHJ presentan un coeficiente de baja temperatura de solo -0,2%/K y pueden ser delgadas y, por tanto, parcialmente flexibles».
El esquema de interconexión Smart Wire debería garantizar que todas las partes de la célula sigan conectadas eléctricamente, incluso en caso de grietas y vibraciones mecánicas. Los 10 módulos del vehículo tienen una capacidad total de 2,18 kW, de los que 875 W se encuentran en el techo. Según Peibst, la necesidad de adaptar los módulos para que se ajusten a las dimensiones del vehículo es una limitación para la eficiencia.
«Se pueden ver muchas zonas blancas que solo están cubiertas por la lámina trasera y no con células de silicio», dijo. «Cuando pasemos a medias células o a células shingled, tendremos más flexibilidad para rellenar las zonas con silicio, lo que mejorará mucho la eficiencia del módulo».
El consorcio que está detrás del proyecto incluye al Instituto Jülich de Investigación Energética y Climática, al Centro Helmholtz de Berlín (HZB) y al Instituto MBE de la Universidad Leibniz de Hannover, así como al proveedor alemán de automóviles Vitesco Technologies. Su prototipo de vehículo tiene unas necesidades energéticas similares a las de los turismos, de unos 19 kWh/100 km.
El grupo de investigación examinó la irradiación en los vehículos basándose en piranómetros montados en el coche para determinar la relación entre el lado y el techo, así como el impacto del sombreado dinámico. «Suponiendo una distancia total de conducción de 20.000 km al año, la fracción de cobertura solar sería superior al 25%», dijo Piebst. «Actualmente estamos tratando de verificar esta predicción mediante extensas pruebas de conducción».
El consorcio espera una mayor extensión de la autonomía anual en las regiones más meridionales.
«Nuestros resultados demostrarán el atractivo de la energía fotovoltaica integrada en el vehículo, primero para estos vehículos comerciales ligeros», dijo Peibst. «Pero más allá de eso, también proporcionarán conocimientos importantes para transferir el VIPV a otras clases de vehículos».
Peibst señala que es difícil presentar un argumento puramente económico a favor de la VIPV, dado que los periodos de amortización de los vehículos serán mucho más cortos que los de los sistemas fotovoltaicos fijos. «Si luego se paga un precio muy bajo por la electricidad de la red, por ejemplo, como operador de una gran flota de vehículos, es realmente difícil argumentar solo con el ahorro de energía», reconoció.
Estas dificultades no impiden que el VIPV se convierta en una posibilidad de mercado mayor a medio plazo, ya que Peibst señaló una serie de factores potenciales que podrían contribuir a facilitar el crecimiento futuro. Señaló que los fabricantes de camiones frigoríficos podrían reducir su huella de emisiones de CO2 si integran la energía fotovoltaica, por ejemplo.
En general, el «etiquetado verde» visible podría ganar importancia entre los operadores de flotas, especialmente los operadores municipales de flotas de autobuses y vehículos de eliminación de residuos. Para los conductores preocupados por el medio ambiente, el VIPV también podría ser simplemente una expresión de valores personales, añadió Peibst, argumentando que la producción en masa, automatizada y flexible, de módulos VIPV podría impulsar una importante reducción de costes, lo que a su vez podría abrir otras aplicaciones potenciales.
«Mi previsión, muy optimista, es que el mercado mundial anual de VIPV en 2030 alcance los 5 GW», concluyó Peibst.
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