Samochody ciężarowe

Źródła energii odnawialnej dotarły do ciężarówek. Wiele urządzeń pokładowych zasilanych jest prądem elektrycznym, więc zapotrzebowanie na OZE jest i uzasadnione, i wykonalne. Poza tym samochody użytkowe mają szereg naturalnych zalet, które już teraz pozwalają zdywersyfikować w nich źródła energii – nie trzeba budować specjalnych konstrukcji.

OZE w ciężarówkach to obecnie panele fotowoltaiczne. Podstawą do ich zastosowania jest duża ładowność i powierzchnia pojazdów użytkowych. W samochodach osobowych to rozwiązanie pełni rolę wręcz symboliczną, a uzyskane korzyści są konsumowane przez zwiększoną masę. Natomiast pojazdy ciężarowe mają o wiele większy potencjał. Poza tym zawsze można prawnie zwiększyć ich ciężar – w imię ekologii. Uczyniono tak, dopuszczając do ruchu dłuższe zestawy ciągników siodłowych z naczepami czy podnosząc masę całkowitą pojazdów e-dostawczych. Przy odpowiednim lobbingu można ten mechanizm zastosować do innych proekologicznych zastosowań. Kolejną zaletą jest duża powierzchnia, którą można wykorzystać pod panele fotowoltaiczne. Dach ciężarówki to tylko 3-4 m2, ale naczepa-chłodnia to już niemal 30 m2.
Moc paneli słonecznych wynika z pogody i typu instalacji. Parametry baterii solarnej oblicza się w tzw. standardowych warunkach pracy, podczas których promieniowanie słoneczne, temperatura i prędkość wiatru osiągają pewne pułapy, na przykład w Polsce najlepsza wydajność energetyczna dla paneli stacjonarnych przypada w godzinach 9:00-15:00. Jednak w czasie jazdy dach przesłaniają różne elementy otoczenia: drzewa, znaki, wiadukty i tunele. Nie jest to więc moc gwarantowana.
Z drugiej strony grzech z niej nie skorzystać. Uczyniła tak m.in. firma Vos Logistics, która zainstalowała solary na jednej ze swoich 1200 naczep. Dostawca paneli obiecał do 5,5% mniejsze zużycie paliwa, a to dzięki odciążeniu alternatorów w ciągnikach siodłowych. Spodziewane roczne oszczędności to około 2000 l paliwa, a inwestycja ma się zwrócić w ciągu 3 lat. Inny operator logistyczny, firma Dachser, testował taką naczepę już w 2017 r. Razem z Instytutem Systemów Energii Słonecznej im. Fraunhofera (ISE) badano, ile energii w ciągu roku można pozyskać z paneli fotowoltaicznych, zainstalowanych na dachach naczep. Wyniki badań dowodzą, że w zależności od stopnia nasłonecznienia panele mogą osiągnąć moc do 1700 W. Energia uzyskiwana z modułów fotowoltaicznych i akumulatora pozwala na utrzymanie w ładowni stabilnej temperatury nieco ponad 20C. Z kolei Schmitz Cargobull wdraża system instalacji solarnej przeznaczonej do ładowania akumulatora rozruchowego w naczepach chłodniczych. Ma on zapobiec całkowitemu rozładowaniu akumulatora, co wymaga jego wymiany i przestoju pojazdu. W tym przypadku panel słoneczny jest montowany bezpośrednio na agregacie chłodzącym. Instalacja solarna nie wpływa na całkowitą wysokość naczepy, a kąt nachylenia panelu minimalizuje gromadzenie się brudu, śniegu i lodu, co nie wpływa na jego pracę zimą. Kolejną zaletą jest to, że instalację solarną opracowaną przez Schmitz Cargobull można zamówić i zmontować w dowolnych naczepach-chłodniach. Jak łatwo zauważyć, solary sprawdzają się na razie na dachach naczep chłodniczych, ale nie tylko.
Także „strzecha” na kabinach ciężarówek daje możliwość pozyskiwania energii słonecznej. Typowa ciężarówka objuczona jest licznymi odbiornikami energii elektrycznej: klimatyzacją, ogrzewaniem, lodówką, kuchenką mikrofalową itp. Urządzenia te zasilane akumulatorami ładowanymi w trakcie jazdy zużywają na tyle dużo energii, że baterie często trzeba doładowywać podczas postoju. Wymaga to uruchomienia silnika, a koszty paliwa zużytego w tym celu mogą sięgać nawet 3000 zł rocznie. O wiele korzystniej zastosować dedykowaną i dostępną na rynku baterię słoneczną. Przykładem jest system fotowoltaiczny Skyled montowany na dachach ciężarówek marki DAF. Producent zapewnił bezproblemowy montaż i eksploatację. Panel nie pogarsza właściwości aerodynamicznych kabiny, a zastosowano w nim najwyższej jakości ogniwa amerykańskiej firmy SunPower, dzięki czemu system Skyled ma najwyższy współczynnik konwersji światła w energię elektryczną, również przy rozproszonym świetle. Maksymalna moc zestawu to 110 Wp (Watt Peak – ang. jednostka określająca maksymalną wydajność panelu fotowoltaicznego w standardowych warunkach pomiarowych). Działanie układu kontroluje regulator ładowania, a system szybkiego śledzenia punktu mocy zapewnia ładowanie nawet w pochmurne dni lub w zacienionych miejscach. Każdy regulator wyposażony jest w interfejs Bluetooth, więc kierowca lub serwis może w łatwy sposób monitorować pracę układu fotowoltaicznego.
Czy tak niewielki solar daje sensowne korzyści? Okazuje się, że tak. Oprócz wspomnianych oszczędności na paliwie do zalet należy dodać większy komfort pracy i odpoczynku kierowcy, który nie musi np. spać przy włączonym silniku ładującym urządzenia elektryczne. Ponadto występuje mniejsze zużycie akumulatorów i wydłużenie ich żywotności, co pozwala uniknąć kosztów wymiany. Wydłuża się praca klimatyzacji i ogrzewania postojowego, a co za tym idzie, wzrasta komfort kierowcy – wypoczęty szofer to wzrost bezpieczeństwa na drodze. Zmniejszeniu ulega także obciążenie alternatora w czasie jazdy, co jest kolejnym czynnikiem redukującym spalanie i podnoszącym jego trwałość. Skraca się też czas ładowania akumulatorów po obowiązkowej pauzie. Instalacja fotowoltaiczna oznacza także zapobieganie zasiarczeniu akumulatorów.
Jak łatwo zauważyć, istnieje sporo korzyści z zainstalowania nawet małej baterii słonecznej. Problemem może być jednak konieczność bardzo indywidualnego podejścia do każdego użytkownika. Inne potrzeby i możliwości ma przewoźnik posługujących się naczepami-chłodniami, a inne właściciel naczep samowyładowczych. Ponadto obrót używanymi pojazdami, ale wyposażonymi w przeróżne systemy fotowoltaiczne, może przysparzać kłopotów. Wydaje się, że trzeba będzie poświęcać sporo czasu i środków na zsynchronizowanie różnych systemów i dostosowanie ich do bieżących potrzeb nowego użytkownika. Duża żywotność solarów, znacznie przekraczająca typowy okres eksploatacji ciężarówek, na pewno wymusi demontaż instalacji z pojazdu starego i przeniesienie na nowy. Jaka będzie wówczas wartość „ogołoconej” jednostki transportowej? Czy znajdą się na nią chętni? Czy nie pojawią się trudności z zastosowaniem na używanym samochodzie nowszych rozwiązań? To pytania, które już dziś warto sobie zadać. Na pewno dalszy rozwój motofotowoltaiki będzie postępował. Daje to ogromne pole do działania warsztatom wyspecjalizowanym w tej dziedzinie. Czy to montaż nowych systemów, rozbudowa, modernizacja, czy przeniesienie na inny pojazd – pracy powinno być sporo. A w kolejce już czekają perowskity...

Tekst: Grzegorz Teperek
Fot. Fraunhofer ISE, Solbian, Vos Logistics