Au regard de la considérable baisse des prix des modules photovoltaïques, l’énergie solaire se positionne désormais de manière de plus en plus prégnante dans le secteur de la mobilité électrique. Selon le type d’application, parfois même le carburant pourrait être remplacé par du photovoltaïque dans une certaine mesure. L’Institut Fraunhofer a effectué et évalué des analyses de rendement de la puissance photovoltaïque susceptible de fournir de l’énergie à des véhicules commerciaux, comme dans le cas d’un véhicule de transports réfrigérés, utilisant des données réelles d’irradiance solaire. Fort de ces investigations, l’Institut entrevoit un fort potentiel dans le domaine et travaille activement avec des partenaires des secteurs de la logistique et de l’automobile afin de conduire des recherches sur des panneaux PV spéciaux à destination de véhicules commerciaux. Le but est d’intégrer des modules sur les toits des vans afin de fournir de l’énergie pour faire rouler le véhicule ou réfrigérer des marchandises.
Utiliser du photovoltaïque pour des véhicules commerciaux peut contribuer à réduire la consommation de carburant et baisser les coûts d’usage, à baisser les émissions de CO2 dues au transport et ainsi parvenir à se fixer des objectifs en matière d’environnement et de protection du climat au sein même de l’activité transport. « En développant une enveloppe solaire active sur un véhicule, nous voulons rendre disponible la technologie photovoltaïque aux secteurs de la logistique tout en contribuant à en abaisser le coût » indique Mathieu Ebert, responsable de l’équipe chargée des recherches sur l’efficacité des modules et des nouveaux concepts à l’Institut Fraunhofer.
Des données collectées sur six mois
Alors qu’à ce jour les seules études menées sur l’utilisation du PV sur des véhicules commerciaux l’ont été à partir de données virtuelles et de simulations, le Fraunhofer a pour sa part équipé plusieurs semi-remorques de capteurs d’irradiance et dispose en conséquence de vraies mesures prises en condition réelle d’opérations logistiques. Ces données d’irradiance collectées et analysées au Fraunhofer Institut l’ont été sur une période d’environ six mois. Six semi-remorques de 40 tonnes réfrigérées ont été équipées de capteurs d’irradiance et ont voyagé sur leur itinéraire standard aux Etats-Unis et en Europe, de Pragues à Mallorca, de Paris à Munich pendant six mois. Les données collectées ont ensuite été étudiées par le Fraunhofer selon divers critères. Les scientifiques ont calculé les économies de litres de carburant par véhicule, la moyenne de litres de carburant à travers toutes les routes et pour tous les véhicules, et aussi en litres de carburant pour trois régions géographiques. « Quand vous fusionnez les données collectées sur les toits qui pourraient potentiellement être recouverts de modules photovoltaïques, ceci permet de réaliser un relevé fiable sur la viabilité d’un tel système » poursuit Mathieu Ebert.
1900 litres de carburant économisés en six mois
« Si l’on se fie à nos calculs, nus anticipons qu’une semi-remorque de 40 tonnes réfrigérée avec un toit de 36 m² équipé de modules photovoltaïques pour une puissance nominale de 6 kWc pourraient économiser 1900 litres de carburant durant ses six mois » ajoute-t-il. L’un des points importants de cette étude qui sera présentée lors de la Conférence EU-PVSEC 2017 et à la 8ème Conférence « Lkw and Fuhrpark » des flottes de véhicules commerciaux, et que les économies de carburant générées et donc la viabilité de l’initiative, sont largement dépendantes des parcours et des régions traversées. Dans le futur, les connaissances acquises de cette campagne de mesures devraient permettre à Mathieu Ebert et son équipe de conseiller les compagnies de transport et de logistique sur la viabilité et l’opportunité ou pas d’utiliser du photovoltaïque en fonction de leurs besoins.
Dans le but de minimiser au maximum le poids additionnel sur les semi-remorques réfrigérées, les modules PV à intégrer doivent être développés avec l’objectif de la plus grande légèreté et efficacité possibles. En outre, un design unique sera indispensable pour permettre aux modules intégrés dans le toit des camions de répondre à la législation routière, notamment en matière de hauteur de véhicules. Ces modules devront être extrêmement compacts et capables de résister à des stress mécaniques et aux vibrations causés par les revêtements routiers. Le Fraunhofer apporte ainsi depuis des années sa contribution au développement de modules légers, à travers de nombreuses synergies de R&D. Ces modules et systèmes peuvent également être testés en conditions réelles lors d’opérations de transport. Mathieu Ebert et son équipe offrent ainsi des essais de terrain aux entreprises partenaires de transport et de logistique ou même de constructions automobiles intéressées. Ces résultats de tests pourront être utilisés comme base pour des études de rendement et de calculs du potentiel d’économies. Ce projet est porté depuis l’origine par le Programme Zayed du Fraunhofer et réalisé en collaboration avec le CSE Fraunhofer de Boston.
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