Waarom is dit onderwerp juist nu van belang?
De Europese Commissie geeft aan dat het aantal emissievrije vrachtwagens in de Unie moet groeien van ongeveer 26.000 in 2026 tot bijna 400.000 in 2030. Tegelijk worden er speciale laadcorridors voor vrachtwagens ontwikkeld, omdat infrastructuur, toegang tot vermogen en netaansluitingen tot de belangrijkste voorwaarden blijven behoren voor het opschalen van elektrisch transport.
Solar Container lost het infrastructuurprobleem niet in zijn geheel op. Het kan echter energie terugwinnen van een oppervlak dat toch al met de lading meereist, en daarmee een deel van de afname uit de accu of het net verminderen.
Zonne-energie op een vrachtwagen is niet langer alleen theorie
Fraunhofer ISE ontwikkelde een elektrische vrachtwagen van 18 ton met een hoogspannings-PV-systeem geïntegreerd in de opbouw. De demonstrator van ongeveer 3,2 tot 3,5 kWp leverde energie aan een tractiebatterij van 800 V, werd toegelaten tot de openbare weg en doorstond een praktijktest van een jaar. Het resultaat hing af van de route en het laadgedrag, maar bij geoptimaliseerd gebruik kon het zonne-aandeel aanzienlijk zijn.
Dat betekent niet dat dezelfde resultaten automatisch aan Solar Container kunnen worden toegeschreven. Het Fraunhofer-project gebruikte lichte panelen geïntegreerd in de opbouw van één specifiek voertuig. Het laat echter zien dat technische integratie van PV met de tractiebatterij van een vrachtwagen mogelijk is.
Wat onderscheidt het concept Solar Container?
Bij vehicle-integrated PV zitten de panelen meestal vast op het dak van het voertuig of de opbouw. In het concept Solar Container zou de energiebron een verwisselbaar frame op de vervoerde container zijn. De container zou van voertuig, terminal, route en operator kunnen wisselen, terwijl het PV-systeem er onderdeel van blijft.
De originaliteit van dit concept zit dus niet alleen in energieopwekking op een voertuig, maar in het combineren van de mobiliteit van de container met de mobiliteit van de energiebron.
Drie niveaus van mogelijke integratie
1. Energie voor de container en hulpverbruikers
De eenvoudigste en meest realistische variant. Het frame voedt apparatuur in de container of hulpinstallaties van het voertuig, via aparte opslag of een laagspanningscircuit. Denk aan telematica, monitoring, sensoren, verlichting, ventilatie, elektronica, koelunits of stilstandvoorzieningen.
2. De afname uit de tractiebatterij beperken
Energie uit PV hoeft niet meteen rechtstreeks naar de hoogspanningsbatterij. Als het een deel van het werk van hulpapparatuur overneemt, verbruikt het voertuig minder tractie-energie voor airconditioning, elektronica, koeling of containerapparatuur. Het effect kan indirecte ondersteuning van het bereik zijn.
3. De tractiebatterij laden tijdens rijden en stilstand
De meest geavanceerde variant. Energie van de panelen zou via een specifieke MPPT en een DC/DC-omvormer naar de hoogspanningsinstallatie van het voertuig gaan. Dat vraagt om volledige samenwerking met de vrachtwagenfabrikant, communicatie met het BMS en de voertuigregelaar, isolatiebewaking, veilig ontkoppelen en bijbehorende softwarefuncties.
Energieopwekking tijdens rijden en stilstand
De energiebron is de zon en niet de beweging van het voertuig. Het systeem kan dus energie opwekken onderweg, op een parkeerplaats, tijdens de pauze van de chauffeur, in de rij voor een terminal en tijdens laden en lossen, mits de panelen niet beschaduwd zijn en het elektrische systeem actief blijft.
Het basisframe van Solar Container levert momenteel ongeveer 2,91 kWp. Op een container van 40' kunnen twee frames worden toegepast, samen ongeveer 5,82 kWp. Dit zijn piekwaarden onder laboratoriumomstandigheden. De werkelijke opbrengst onderweg hangt af van het seizoen, het weer, de rijrichting, schaduw, temperatuur, vervuiling en omzettingsverliezen.
| Configuratie | PV-vermogen | Voorbeeld: 4 h zonequivalent en 80% systeemrendement |
|---|---|---|
| 1 frame / container 20' | 2,91 kWp | ca. 9,3 kWh per dag |
| 2 frames / container 40' | 5,82 kWp | ca. 18,6 kWh per dag |
Bovenstaande waarden zijn uitsluitend een rekenvoorbeeld, geen opbrengstprognose en geen belofte van extra bereik. In een voertuigproject moeten de energiebalans en het effect van extra massa en luchtweerstand apart worden berekend.
Waar zou de energie van Solar Container kunnen worden gebruikt?
De tractiebatterij laden
Na integratie die door de voertuigfabrikant is goedgekeurd, zou energie zowel tijdens het rijden als tijdens stilstand naar de hoogspannings-tractiebatterij kunnen gaan. Het zou depot- of megawattladen niet vervangen, maar wel de energiebalans gestaag kunnen aanvullen.
Koelcontainers en de koudeketen
Een koelunit verbruikt energie los van de aandrijving van het voertuig. PV kan de werking ervan ondersteunen en de afname uit de tractiebatterij of een apart aggregaat beperken. De omvang van het voordeel hangt af van temperatuur, isolatie, instelwaarde, draaitijd van de compressor en het weer.
Hulp- en stilstandverbruikers
Stilstandairco, boordelektronica, telematica, verlichting, monitoring, communicatie en containerapparatuur kunnen lokale energie gebruiken in plaats van alleen de voertuigaccu te belasten.
Energiebuffer voor terminaloperaties
Energie die tijdens rijden en stilstand wordt verzameld, kan worden opgeslagen in een aparte buffer voor containerafhandeling, beveiligingssystemen of hulpapparatuur tijdens wachten en overslag.
Zeven mogelijke voordelen voor het wegtransport
- Energieopwekking in tijd die vandaag onbenut blijft. Het systeem kan werken tijdens rijden, stilstand, pauzes en wachten bij een terminal, overal waar de panelen licht krijgen.
- Minder belasting van de tractiebatterij. Elke kilowattuur die PV overneemt voor hulpapparatuur blijft beschikbaar voor de aandrijflijn.
- Ruimte om het effectieve bereik geleidelijk te vergroten. Het gaat niet om een sprong in bereik, maar om regelmatige energieterugwinning die over de hele inzetcyclus van een vloot het aantal uit laders afgenomen kilowatturen kan verlagen.
- Ondersteuning waar de infrastructuur beperkt is. PV vervangt geen lader, maar kan een deel van de vraag verlagen en de operationele weerbaarheid vergroten bij stops ver van infrastructuur.
- Benutting van het containeroppervlak. De energie ontstaat op een oppervlak dat al onderdeel is van de lading en ermee meereist.
- Modulariteit en intermodaliteit. Het frame hoort bij de container en niet uitsluitend bij één trekker. Dat opent gebruik op verschillende voertuigen, in terminals, op het spoor en in het zeetransport.
- Data voor vlootoptimalisatie. Monitoring van opbrengst, route, stilstand en verbruik kan helpen bepalen op welke trajecten en voor welke verbruikers de oplossing het meeste effect geeft.
In de eerste projecten ligt de grootste waarde misschien niet in het direct toevoegen van kilometers bereik, maar in het verminderen van de energie die hulpapparatuur afneemt. Pas pilotdata laten zien welk deel van de opbrengst realistisch naar de aandrijving kan gaan.
En wat zijn de beperkingen?
Een professioneel concept moet niet alleen rekening houden met de energie die de panelen opwekken, maar ook met het effect van het frame op het hele voertuig, de lading, de veiligheid en de toelating tot de weg.
- Het PV-vermogen is klein vergeleken met de tractievraag. 2,91 of 5,82 kWp is een waardevolle hulpbron, maar geen equivalent van een snellader. Solar Container mag niet worden gepresenteerd als vervanging van HPC- of MCS-infrastructuur.
- Extra massa vermindert het laadvermogen. Het basisframe weegt momenteel 383 kg zonder PV-panelen. In een transportproject moet elke kilogram constructie, elektronica en bekabeling worden afgewogen tegen de waarde van de opgewekte energie en het effect op de toegestane ladingmassa.
- Hoogte en aerodynamica kunnen de balans veranderen. De totale hoogte van de combinatie moet aan de wegeisen voldoen. In het EU-verkeer geldt standaard een hoogtegrens van 4,00 m en een breedte van 2,55 m. Zelfs een kleine toename van de luchtweerstand kan een deel van de opgewekte energie opsouperen, dus CFD-simulaties en wegtests zijn nodig.
- De constructie moet dynamische belastingen aankunnen. Een frame dat op een voertuig werkt, ondergaat trillingen, vermoeiing, windstoten, remmen, overhellen en stootbelastingen. Documentatie van een stationair product vervangt geen berekeningen en tests voor wegverkeer.
- De container moet nog steeds veilig overgeslagen kunnen worden. Het systeem mag de spreader, de toegang tot de hoekstukken, de ladingzekering, de doorgang door een terminal of het veilig loskoppelen vóór een voertuigwissel niet hinderen.
- De opbrengst hangt af van weer, vervuiling en schaduw. De lage positie van de panelen, wegvuil, sneeuw, tunnels, viaducten, overdekte parkeerterreinen en naburige voertuigen beïnvloeden de opbrengst. Een route is een veel minder voorspelbare omgeving dan een vaste PV-installatie.
- Integratie met de hoogspanningsbatterij is de taak van de voertuigfabrikant. Laden tijdens het rijden vraagt om compatibiliteit met BMS, VCU, diagnose, isolatiebewaking, thermisch beheer en laadstrategie. Ongeautoriseerd ingrijpen kan de veiligheid, typegoedkeuring en garantievoorwaarden aantasten.
- Tests en goedkeuringsprocedures zullen nodig zijn. Het project moet onder meer de veiligheid van de elektrische installatie, elektromagnetische compatibiliteit, bescherming bij een ongeval, bevestiging van componenten, typegoedkeuringseisen en toegestane afmetingen van de combinatie omvatten.
Conclusie: Solar Container is geen „lader op wielen". Het is een mogelijke aanvullende energiebron waarvan de waarde moet worden bevestigd door een gezamenlijk project met een voertuigfabrikant en metingen in een echte logistieke cyclus.
Wat moet er gebeuren om het concept toepasbaar te maken?
De weg van een PV-frame op een container naar een systeem dat samenwerkt met een elektrische vrachtwagen moet in beheersbare etappes worden verdeeld.
- Kies een concreet voertuig, containerchassis en containertype. Zonder referentiemodel zijn bevestiging, verbindingen en energiestrategie niet te ontwerpen.
- Bepaal het eerste doel van de pilot: voeding van de container, de hulpverbruikers, een aparte energiebuffer of directe ondersteuning van de tractiebatterij.
- Bouw een energiemodel van de route. Rijprofiel, stops, oriëntatie, seizoensinvloeden, instraling, schaduw en het werkelijke verbruik van de verbruikers.
- Herontwerp de mechanische laag voor wegverkeer. Massa, hoogte, aerodynamica, bevestiging, vermoeiing, trillingen, wind en het overslagproces van de container.
- Ontwikkel de energie-interface van Solar Container naar het voertuig. MPPT, DC/DC, scheiding, magneetschakelaars, beveiliging, isolatiebewaking, noodontkoppeling en een veilige connector.
- Integreer het systeem met het BMS en de VCU van de fabrikant. De vrachtwagenfabrikant moet bepalen wanneer en met welk vermogen energie naar de batterij of de hulpbus mag gaan.
- Voer laboratorium- en goedkeuringstests uit. De scope moet onder meer UN R100, UN R10, typegoedkeuring volgens EU-verordening 2018/858 en eisen aan de afmetingen van de combinatie omvatten.
- Start een wegpilot en meet het resultaat over volledige seizoenen. Pas bedrijfsdata zouden over verdere opschaling moeten beslissen.
Het veiligste pilotpad
| Fase | Scope | Doel |
|---|---|---|
| 1 | Aparte buffer en containerverbruikers of hulpapparatuur | Opbrengst bevestigen zonder de tractiebatterij te raken |
| 2 | Integratie met de hulpbus van het voertuig | De uit de tractiebatterij afgenomen energie verlagen |
| 3 | Specifieke interface naar de hoogspanningsinstallatie | Gecontroleerd laden van de batterij tijdens rijden en stilstand |
Wat te meten in een pilotproject?
- de energie opgewekt tijdens rijden, stilstand en terminalwerk,
- de energie geleverd aan verbruikers, buffer en voertuigaccu,
- de verandering in tractie-energieverbruik op vergelijkbare routes,
- het effect van massa en aerodynamica op het verbruik,
- de temperatuur van panelen en elektronica en hun gedrag bij regen, vorst en hitte,
- de betrouwbaarheid van de connector, het aantal koppelcycli en de afhandeltijd van de container,
- het werkelijke economische effect voor de vloot.
Solar Container als platform voor samenwerking met de automotive sector
ATC Solutions beschikt over een reëel PV-frame voor containers van 20' en 40', plus ervaring in zonne-energie, energieopslag en containersystemen. Dat betekent niet dat het zelfstandig alle competenties bezit om een compleet voertuigsysteem te bouwen.
De waarde van het project kan ontstaan in samenwerking tussen meerdere partners:
- de vrachtwagenfabrikant: toegang tot de voertuigarchitectuur, BMS, VCU, typegoedkeuring en wegtests,
- de fabrikant van chassis of containeroplegger: mechanica, hoogte, massa en containerafhandeling,
- ATC Solutions: het frame, PV-panelen, containerkennis en energiemetingen,
- een integrator van vermogenselektronica: MPPT, DC/DC, beveiliging en communicatie,
- een logistiek operator: de echte route, inzetprofiel en bedrijfsdata,
- een onderzoeks- of technische instelling: milieutests, EMC, veiligheid en goedkeuringen.
Zonne-energie die met de lading meereist
De grootste kracht van dit concept is niet de belofte dat één frame het bereikprobleem van een elektrische vrachtwagen oplost. De waarde zit in iets realistischers: rij- en stilstandtijd benutten om continu energie op te wekken op het oppervlak van een container die toch al deelneemt aan het transport.
Voor een voertuigfabrikant kan dit een extra energiebron zijn. Voor een operator een manier om een deel van het verbruik te verlagen. Voor ATC Solutions het startpunt voor een gezamenlijk pilotproject en de ontwikkeling van een nieuwe standaard in mobiele containerenergie.
