Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung, die darauf ausgerichtet sind, die Betriebsdauer einer oder mehrerer Fahrzeug- Komponenten zu reduzieren, um in effizienter Weise die Lebensdauer der Fahrzeug-Komponenten einer Fahrzeug-Photovoltaik- Anlage zu erhöhen.

Ein Fahrzeug kann, z.B. im Rahmen einer Fahrzeug-Photovoltaik- Anlage, ein oder mehrere Photovoltaik-Zellen aufweisen, die ausgebildet sind, elektrische Energie für den Betrieb des Fahrzeugs und/oder für den Betrieb einer Fahrzeugextemen Einheit zu generieren. Die generierte elektrische Energie kann z.B. in einem elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs gespeichert werden, und kann ggf. für den Betrieb eines elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs oder einer weiteren Komponente (etwa einer Niedervolt-Komponente) im Fahrzeug oder für den Betrieb einer Fahrzeug-externen Einheit verwendet werden.

Die in Zusammenhang mit einer Fahrzeug-Photovoltaik- Anlage verbauten Fahrzeug-Komponenten sind für die typische Lebensdauer eines Fahrzeugs (z.B. 15 Jahre und mehr) auszulegen, was mit relativ hohen technischen Anforderungen verbunden ist. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu beschreiben, die es ermöglichen, Lebensdauer-bezogene Anforderungen an ein oder mehrere Komponenten in Zusammenhang mit einer Fahrzeug-Photovoltaik- Anlage zu reduzieren, insbesondere um die Kosten für die in Zusammenhang mit der Fahrzeug-Photovoltaik- Anlage stehenden ein oder mehreren Komponenten im Fahrzeug zu reduzieren.

Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.

Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zum Betrieb einer Photovoltaik- Anlage eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Die Photovoltaik- Anlage umfasst zumindest eine Photovoltaik-Zelle, die eingerichtet ist, Strom mit einer variablen elektrischen Leistung zu erzeugen. Typischerweise umfasst die Photovoltaik- Anlage eine Vielzahl von Photovoltaik-Zellen, die z.B. jeweils an dem Dach des Fahrzeugs angeordnet sind. Die elektrische Leistung kann in Abhängigkeit von der Intensität und/oder der Richtung der Sonneneinstrahlung variieren. Die Photovoltaik-Anlage umfasst ferner ein oder mehrere Komponenten, die (zusammen) eine bestimmte Betriebs-Leistung aufweisen, um mit der von der Photovol taik-Zelle erzeugten elektrischen Leistung einen (Hochvolt- und/oder Niedervolt-) Energiespeicher des Fahrzeugs zu laden. Die ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik-Anlage können einen Gleichspannungswandler umfassen, der eingerichtet ist, von der Photovoltaik-Zelle erzeugte elektrische Leistung auf die Ladespannung zum Laden des Energiespeichers zu wandeln. Alternativ oder ergänzend können die ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik-Anlage eine Überwachungseinheit des Energiespeichers zur Überwachung eines Ladevorgangs des Energiespeichers umfassen.

Die Vorrichtung ist eingerichtet, zu bestimmen, ob die von der Photovoltaik-Zelle erzeugte elektrische Leistung größer als oder kleiner als die (insgesamt erforderliche) Betriebs-Leistung (für den Betrieb der ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik-Anlage) ist. Zu diesem Zweck kann anhand einer Messeinheit der Photovoltaik-Anlage ein Spannungs-Messwert in Bezug auf die Spannung an den Anschlüssen der Photovoltaik-Zelle erfasst werden. Des Weiteren kann anhand der Messeinheit ein Strom -Messwert in Bezug auf den Strom an einem Anschluss der Photovoltaik-Zelle erfasst werden. Es kann dann auf Basis des Spannungs-Messwerts und auf Basis des Strom-Messwerts in zuverlässiger und präziser Weise bestimmt werden, ob die von der Photovoltaik- Zelle erzeugte elektrische Leistung größer als oder kleiner als die Betriebs- Leistung ist.

Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, die Photovoltaik-Zelle von den ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik-Anlage abzukoppeln, wenn bestimmt wurde, dass die von der Photovoltaik-Zelle erzeugte elektrische Leistung kleiner als die Betriebs-Leistung ist.

Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, die ein oder mehreren

Komponenten der Photovoltaik-Anlage zu deaktivieren, wenn bestimmt wurde, dass die von der Photovoltaik-Zelle erzeugte elektrische Leistung kleiner als die Betriebs-Leistung ist.

Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Photovoltaik-Zelle mit den ein oder mehreren Komponenten der Photovol taik- Anlage zu koppeln, um (zumindest mit einem Teil der) mit der von der Photovoltaik-Zelle erzeugten elektrischen Leistung den Energiespeicher des Fahrzeugs zu laden, wenn (insbesondere nur dann, wenn) bestimmt wurde, dass die von der Photovoltaik-Zelle erzeugte elektrische Leistung größer als die Betriebs-Leistung ist.

Es wird somit eine Vorrichtung beschrieben, die den Betrieb der ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik- Anlage auf Zeiträume begrenzt, in denen die erzeugte elektrische Leistung größer als die für den Betrieb der ein oder mehreren Komponenten erforderliche Betriebs-Leistung ist. So kann die effektive Betriebsdauer der ein oder mehreren Komponenten reduziert, und als Folge daraus die Lebensdauer der ein oder mehreren Komponenten in effizienter Weise erhöht werden (ohne die technischen Anforderungen an die ein oder mehreren Komponenten zu erhöhen).

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, wiederholt, insbesondere periodisch, (z.B. alle 5 Minuten) zu überprüfen, ob die von der Photovoltaik-Zelle erzeugte elektrischen Leistung größer oder kleiner als die Betriebs-Leistung ist (in dem jeweiligen Beobachtungszeitraum). Basierend auf dem jeweiligen Überprüfen, kann dann die Photovoltaik-Zelle von den ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik- Anlage abgekoppelt oder mit den ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik- Anlage gekoppelt werden.

Es kann somit wiederholt die jeweils erzeugte Leistung ermittelt und mit der Betriebs-Leistung verglichen werden, um jeweils darüber zu entscheiden, ob die Photovoltaik-Zelle von den ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik- Anlage abgekoppelt (und die ein oder mehreren Komponenten deaktiviert) oder mit den ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik- Anlage gekoppelt (und die ein oder mehreren Komponenten aktiviert) werden. So kann die effektive Betriebsdauer der ein oder mehreren Komponenten in besonders präziser Weise optimiert werden.

Die Photovoltaik- Anlage kann zumindest ein Trenn-Schaltelement (z.B. einen Halbleiter-Schalter) umfassen. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, das Trenn- Schaltelement zu veranlassen, die Photovoltaik-Zelle in selektiver Weise von den ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik- Anlage abzukoppeln oder mit den ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik-Anlage zu koppeln. Durch die Verwendung eines Trenn-Schaltelements kann die Kopplung und Abkopplung der zumindest einen Photovoltaik-Zelle in besonders effizienter und zuverlässiger Weise bewirkt werden.

Wie bereits weiter oben dargelegt, kann die Photovoltaik-Anlage zumindest eine Messeinheit zur Ermittlung eines Messwertes in Bezug auf die von der Photovoltaik-Zelle erzeugte elektrische Leistung umfassen. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, die Messeinheit zeitlich begrenzt (und ggf. wiederholt) für jeweils einen Beobachtungszeitraum zu betreiben, um zu bestimmen, ob die von der Photovoltaik-Zelle erzeugte elektrische Leistung größer oder kleiner als die Betriebs-Leistung ist. So kann die Überprüfung der erzeugten Leistung in besonders effizienter Weise bewirkt werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, innerhalb eines Beobachtungszeitraums (z.B. mit einer Dauer von 1 bis 5 Minuten) eine Sequenz von Messwerten in Bezug auf die von der Photovoltaik-Zelle an dem j eweiligen Zeitpunkt erzeugte elektrische Leistung zu ermitteln. Es kann dann auf Basis der Sequenz von Messwerten eine gemittelte elektrische Leistung in dem Beobachtungszeitraum ermittelt werden. Ferner kann auf Basis der gemittelten elektrischen Leistung in besonders robuster Weise bestimmt werden, ob die von der Photovoltaik-Zelle erzeugte elektrische Leistung größer oder kleiner als die Betriebs-Leistung ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Photovoltaik- Anlage für ein Kraftfahrzeug beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Photovoltaik-Anlage und/oder Vorrichtung umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb einer Photovoltaik-Anlage eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Die Photovoltaik-Anlage umfasst zumindest eine Photovoltaik-Zelle, die eingerichtet ist, Strom mit einer variablen elektrischen Leistung zu erzeugen. Des Weiteren umfasst die Photovoltaik-Anlage ein oder mehrere Komponenten, die eine bestimmte Betriebs-Leistung aufweisen, um mit der von der Photovoltaik-Zelle erzeugten elektrischen Leistung einen Energiespeicher des Fahrzeugs zu laden (bzw. laden zu können).

Das Verfahren umfasst das Bestimmen, ob die von der Photovoltaik-Zelle erzeugte elektrische Leistung größer oder kleiner als die Betriebs-Leistung ist. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Abkoppeln der Photovoltaik-Zelle von den ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik-Anlage, wenn bestimmt wurde, dass die von der Photovoltaik-Zelle erzeugte elektrische Leistung kleiner als die Betriebs-Leistung ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Ferner sind in Klammern aufgeführte Merkmale als optionale Merkmale zu verstehen.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

Figur 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs mit ein oder mehreren Photovol taik-Zell en;

Figur 2 eine beispielhafte Photovoltaik-Anlage für ein Fahrzeug; und

Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Reduzierung der Betriebsdauer einer Komponente einer Photovoltaik-Anlage für ein Fahrzeug.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten Erhöhung der Lebensdauer von ein oder mehreren Komponenten einer Photovoltaik-Anlage für ein Fahrzeug. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1 ein beispielhaftes Fahrzeug 100, das z.B. auf dem Dach des Fahrzeugs 100 ein oder mehrere Photovoltaik-Zellen 104 aufweist, die eingerichtet sind, in Reaktion auf Sonneneinstrahlung Strom, insbesondere einen Gleichstrom, zu erzeugen. Der von den ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 erzeugte Strom kann in einem elektrischen Energiespeicher 102 des Fahrzeugs 100 gespeichert werden. Alternativ oder ergänzend kann der erzeugte Strom für den Betrieb eines elektrischen Antriebsmotors 103 des Fahrzeugs 100 verwendet werden.

Fig. 2 zeigt beispielhafte Komponenten einer Photovoltaik-Anlage 200 für ein Fahrzeug 100. Die Anlage 200 umfasst die ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104. Die Spannung des von den ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 generierten Stroms kann anhand eines Gleichspannungswandlers 205 verändert werden, insbesondere derart, dass der Strom zum Laden des Energiespeichers 102 verwendet werden kann. Die ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 können z.B. Strom mit einer ersten Spannung (etwa bei 50V oder weniger) generieren. Andererseits kann der Energiespeicher 102 ausgebildet sein, elektrische Energie mit einer zweiten Spannung (etwa bei 400V oder höher) zu speichern. Der Gleichspannungswandler 205 kann ausgebildet sein, elektrische Energie mit der ersten Spannung in elektrische Energie mit der zweiten Spannung zu wandeln.

Der Gleichspannungswandler 205 ist ein Beispiel für eine Komponente der Photovoltaik-Anlage 200, die für den Eigenbetrieb elektrische Energie benötigt. Die für den Eigenbetrieb der ein oder mehreren Komponenten der Photovoltaik- Anlage 200 benötige elektrische Leistung kann als Betriebs-Leistung der Photovoltaik-Anlage 200 bezeichnet werden. Die Betriebs-Leistung kann z.B. zwischen 10W und 20W liegen. Die Betriebs-Leistung kann im Vorfeld zu dem Betrieb der Photovoltaik-Anlage 200 ermittelt werden.

Wenn die ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 der Anlage 200 weniger elektrische Leistung generieren als die zum Betrieb der ein oder mehreren Komponenten 205 erforderliche Betriebs -Lei stung, so ist der Betrieb der Anlage 200 energetisch nicht sinnvoll. Die Anlage 200 kann daher derart ausgebildet sein, dass die ein oder mehreren Komponenten 205 der Anlage 200 deaktiviert werden, wenn die von den ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 generierte elektrische Leistung kleiner als die Betriebs-Leistung ist. Als Folge daraus kann auch die effektive Betriebsdauer der ein oder mehreren Komponenten 205 reduziert werden, wodurch in effizienter Weise die Lebensdauer der ein oder mehreren Komponenten 205 erhöht werden kann (ohne die technischen Anforderungen an die ein oder mehreren Komponenten 205 zu erhöhen).

Die in Fig. 2 dargestellte Anlage 200 umfasst eine Messeinheit 201, die eingerichtet ist, Messwerte in Bezug auf die elektrische Leistung zu erfassen, die von den ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 generiert wird. Die Messeinheit 201 kann über ein Mess-Schaltelement 204 parallel zu den beiden Anschlüssen der ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 angeordnet werden, insbesondere derart, dass von der Messeinheit 201 die Spannung zwischen den beiden Anschlüssen gemessen werden kann. Die Messeinheit 201 und das Mess- Schaltelement 204 können ggf. miteinander kombiniert werden.

Die Anlage 200 umfasst ferner zumindest ein Trenn-Schaltelement 203, das ausgebildet ist, die ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 mit dem Gleichspannungswandler 205 zu koppeln oder von dem Gleichspannungswandler 205 zu trennen. Das Trenn-Schaltelement 203 kann insbesondere eingerichtet sein, einen Anschluss der ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 mit einem entsprechenden Anschluss des Gleichspannungswandlers 205 zu koppeln oder davon zu entkoppeln.

Die Photovoltaik-Anlage 200 umfasst eine (Steuer-) Vorrichtung 202, die eingerichtet ist, wiederholt, z.B. periodisch, zu veranlassen, dass von der Messeinheit 201 Messwerte in Bezug auf die von den ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 generierte elektrische Leistung erfasst werden. Zu diesem Zweck kann die Messeinheit 201 selektiv für die jeweilige Messung parallel zu den Anschlüssen der ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 angeordnet werden. Ferner kann das Trenn-Schaltelement 203 veranlasst werden, für die jeweilige Messung die ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 selektiv von dem Gleichspannungswandler 205 zu entkoppeln.

Ggf. können die (Steuer-) Vorrichtung 202 und/oder die Messeinheit 201 direkt mit dem Trenn-Schaltelement 203 integriert sein, sodass die Überprüfung der elektrischen Leistung und/oder das Öffnen bzw. Schließen des Trenn- Schaltelements 203 direkt autark durch das Trenn-Schaltelement 203 durchgeführt werden können.

Die Vorrichtung 202 kann die durch den jeweiligen Messwert angezeigte elektrische Leistung mit der erforderlichen Betriebs-Leistung vergleichen. Ferner kann das Trenn-Schaltelement 203 in Abhängigkeit von dem Vergleich betrieben werden. Des Weiteren können die ein oder mehrere Komponenten 205, insbesondere der Gleichspannungswandler, der Anlage 200 in Abhängigkeit von dem Vergleich deaktiviert oder aktiviert werden.

Die Vorrichtung 202 kann insbesondere eingerichtet sein, zu bewirken, dass das Trenn-Schaltelement 203 geschlossen wird oder geschlossen gehalten wird, um die ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 mit dem Gleichspannungswandler 205 zu koppeln, wenn die von den ein oder mehreren Photovoltaik-Zellen 104 bereitgestellte Leistung größer als die Betriebs-Leistung ist. In diesem Fall kann auch der Gleichspannungswandler 205 betrieben werden. Andererseits (wenn die bereitgestellte Leistung kleiner als die Betriebs-Leistung ist) kann das Trenn- Schaltelement 203 geöffnet werden oder offen gehalten werden, und/oder es kann der Gleichspannungswandler 205 deaktiviert werden oder inaktiv gehalten werden.

Es wird somit ein Fahrzeug 100 beschrieben, das ein verbautes Solarelement 104, z.B. ein Solardach, aufweist, das die Aufgabe hat, Solarenergie einzufangen und in einem (Nieder- und/oder Hochvolt) Speicher 102 im Fahrzeug 100 zu speichern. Damit soll der Speicher 102 aufgeladen und zusätzliche Reichweite für das Fahrzeug 100 zur Verfügung gestellt werden. Das Solarelement 104 erzeugt eine variable Leistung, die sich aus der Multiplikation aus einer variablen Spannung und einen variablen Strom ergibt, und die von dem Einstrahlungswinkel der Sonne und/oder von der Tageszeit abhängt.

Das Solarelement 104 ist über eine Leitung an einem DC/DC-Wandler 205 angeschlossen. Dieser DC/DC-Wandler 205 sorgt dafür, dass die variable Spannung geglättet und konstant auf einem definierten Wert, z.B. 12 Volt oder 400 Volt, für den Speicher 102 ausgegeben wird. Der DC/DC-Wandler 205 kann ein integraler Bestandteil des Solardaches, eine eigenständige Komponente oder in eine weitere Komponente integriert sein.

Nach der Glättung der Spannung kann die vom Solardach erzeugte variable Leistung in den (Nieder- und/oder Hochvolt) Speicher 102 eingespeist werden. Der Speicher 102 wird während des Ladevorgangs typischerweise durch eine in dem Speicher 102 integrierte Überwachungseinheit überwacht, um z.B. eine Überladung einzelner Speicherzellen des Speichers 102 zu verhindern.

Zusammengefasst gibt es mehrere Komponenten, die für einen Ladevorgang durch Solarelemente 104 aktiv betrieben werden. Dazu gehören das Solarelement 104, ein DC/DC-Wandler 205 und ein (Nieder- und/oder Hochvolt) Speicher 102 inkl. Überwachungseinheit, die über Leitungen miteinander verbunden sind. Diese Komponenten benötigen selbst Energie, um ihre Teilfunktionen für die (Gesamt-) Funktion des Ladens ausführen zu können. In der Summe kann das z.B. eine Leistung von 17 Watt sein, die in diesem Dokument auch als mindestens zu erzeugende Leistung oder als Betriebs-Leistung bezeichnet wird.

Es kommt vor, dass insbesondere bei zu geringer Sonnenstrahlung, z.B. in den Morgen- und Abendstunden oder bei relativ starker Bewölkung, die mindestens zu erzeugende Leistung durch das Solarelement 104 nicht erreicht wird. Aus diesem Grund kann bewirkt werden, dass das Solarelement 104 nur dann Sonnenenergie in den Speicher 102 einspeisen kann, wenn die mindestens zu erzielende Leistungsschwelle überschritten wird. Zu diesem Zweck kann auf der Leitungsstrecke zwischen dem Solarelement 104 und dem Speicher 102 ein Halbleiter-Trennelement 203 angeordnet werden, das den Fluss der Sonnenenergie unterbrechen kann. Es kann (ggf. kontinuierlich) die über das Trennelement 203 anliegende bzw. fließende Leistung (= Strom * Spannung) gemessen werden. Die Messung der fließenden Leistung kann durch das Trennelement 203 selbst erfolgen (d.h. diese Funktion kann in dem Trennelement 203 integriert sein). Alternativ oder ergänzend kann die Messung in Kombination mit einer zusätzlichen Softwareeinheit, Hardwareeinheit oder einer kombinierten Software- und Hardwareeinheit, z.B. in einem weiteren Steuergerät, erfolgen.

Wenn die mindestens zu erzeugende Leistungsschwelle überschritten wird, schließt das Trennelement 203 den Energiefluss und die Solarenergie kann im Speicher 102 gespeichert werden. Um z.B. Schwankungen in der Leistungserzeugung durch das Solarelement 104 auszugleichen, kann eine Mittelung der anliegenden bzw. fließenden Leistung über einen Beobachtungszeitrum, z.B. 5 Minuten, erfolgen. Auf diese Weise wird der Speicher 102 nur dann durch das Solarelement 104 aufgeladen, wenn die mindestens zu erzeugende Leistungsschwelle (im zeitlichen Mittel) überschritten wird. Dadurch können die effektiven Betriebsstunden der am Solarladeprozess beteiligten Komponenten 205 signifikant reduziert werden.

In einem Beispiel kann ein in einem Fahrzeug 100 verbauter Hochvoltspeicher 102 mit elektrischer Energie, das von einem Solardach 104 erzeugt wird, geladen werden. Das Solardach 104 kann in das Dach des Fahrzeugs 100 integriert sein und kann je nach Einstrahlungswinkel eine variable Leistung erzeugen. Das Solardach 104 ist z.B. über eine Kupferleitung mit einem weiteren Steuergerät, das sich z.B. im Dach befindet, verbunden. In diesem Steuergerät können ein oder mehrere Halbleiter integriert sein, die kontinuierlich und/oder wiederholt, z.B. alle 5 Sekunden, die anliegende Leistung messen. Dadurch fallen in diesem Steuergerät z.B. 2 Watt für diese Messung an. Dieses Steuergerät, das sich z.B. im Dach befindet, ist z.B. über eine Kupferleitung mit dem DC/DC-Wandler 205 verbunden, der sich an einer anderen Stelle im Fahrzeug 100 befindet. Dieser DC/DC-Wandler 205 glättet die variable Eingangsspannung und sorgt für eine konstante ausgehende Spannung, mit welcher der Hochvoltspeicher 102 geladen werden kann. Der DC/DC-Wandler 205 benötigt für seinen eigenen Betrieb z.B. 5 Watt.

Der DC/DC-Wandler 205 ist über eine weitere Kupferleitung mit dem Hochvoltspeicher 102 im Fahrzeug 100 verbunden. Der Hochvoltspeicher 102 wird ggf. während des Ladevorgangs ständig durch eine in dem Speicher 102 integrierte Überwachungseinheit überwacht, um z.B. ein Überladen einzelner Speicherzellen zu verhindern. Die Überwachungseinheit benötigt während des Ladevorgangs z.B. 10 Watt. Folglich werden in dem beschriebenen Beispiel während des Ladevorgangs konstant 17 Watt verbraucht. Diese 17 Watt stellen die mindestens zu erzeugende Leistung bzw. die Betriebs-Leistung dar.

Am Morgen kann der Einstrahlungswinkel der Sonne auf das Solardach 104 ggf. derart flach sein, dass gemittelt während des Beobachtungszeitraums nur 5 Watt Leistung gemessen werden. Die Mittelung über den Beobachtungszeitraum kann erfolgen, um Schwankungen in der vom Solardach 104 erzeugten Leistung, z.B. aufgrund von Wolken, auszugleichen. Diese 5 Watt sind kleiner als die mindestens zu erzeugende Leistung von 17 Watt. Daher befindet sich das Trennelement 203 im Zustand „Offen“ und es wird keine Leistung in den Hochvoltspeicher 102 geladen.

Wenn die Sonne weiter aufgeht, und damit der Einstrahlwinkel auf das Solardach 104 steiler wird, kann die gemittelte Leistung innerhalb des Beobachtungszeitraums die erforderliche Betriebs-Leistung übersteigen. Das Trennelement 203 geht dann in den Zustand „Geschlossen“ und der Hochvoltspeicher 102 des Fahrzeugs 100 wird geladen. Durch das zeitlich selektive Laden des Hochvoltspeichers 102 über das Solardach 104 kann die Betriebszeit der beteiligten Komponenten 205 erheblich reduziert werden. Wodurch in effizienter Weise die Lebensdauer der Komponenten 205 erhöht werden kann.

Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer- und/oder Steuergeräte- implementierten) Verfahrens 300 zum Betrieb einer Photovoltaik-Anlage 200 eines Kraftfahrzeugs 100. Die Photovoltaik-Anlage 200 umfasst zumindest eine Photovol taik-Zelle 104, die eingerichtet ist, Strom mit einer variablen elektrischen Leistung zu erzeugen. Die zumindest eine Photovoltaik-Zelle 104 kann an einem Dach des Fahrzeugs 100 angeordnet sein. Die Photovoltaik-Anlage 200 kann insbesondere eine Vielzahl von Photovoltaik-Zellen 104 aufweisen, die z.B. an dem Dach des Fahrzeugs 100 angeordnet ist.

Die Photovoltaik-Anlage 200 umfasst ferner ein oder mehrere Komponenten 205 (insbesondere einen Gleichspannungswandler und/oder eine Lade- Überwachungseinheit des Energiespeichers 102), die eine bestimmte Betriebs- Leistung aufweisen, um mit der von der Photovoltaik-Zelle 104 erzeugten elektrischen Leistung den Energiespeicher 102 des Fahrzeugs 100 zu laden. Der Wert der Betriebs-Leistung kann im Vorfeld ermittelt und ggf. auf einem Datenspeicher des Fahrzeugs 100 gespeichert worden sein.

Das Verfahren 300 umfasst das Bestimmen 301, ob die von der Photovoltaik- Zelle 104 erzeugte elektrische Leistung größer oder kleiner als die (mindestens erforderliche) Betriebs-Leistung ist. Zu diesem Zweck kann (z.B. wiederholt, etwa periodisch) ein (ggf. zeitlich gemittelter) Messwert in Bezug auf die erzeugte elektrische Leistung ermittelt werden (anhand einer Messeinheit 201). Der Messwert kann dann mit der Betriebs-Leistung verglichen werden. Des Weiteren umfasst das Verfahren 300 das Ab koppeln 302 der Photovol taik- Zelle 104 von den ein oder mehreren Komponenten 205 der Photovoltaik- Anlage 200 (z.B. durch Öffnen eines Trenn-Schaltelements 203), wenn bestimmt wurde, dass die von der Photovoltaik-Zelle 104 erzeugte elektrische Leistung kleiner als die Betriebs-Leistung ist.

Alternativ oder ergänzend kann das Verfahren 300 umfassen, das Koppeln der Photovoltaik-Zelle 104 mit den ein oder mehreren Komponenten 205 der Photovoltaik-Anlage 200 (z.B. durch Schließen des Trenn-Schaltelements 203), wenn bestimmt wurde, dass die von der Photovoltaik-Zelle 104 erzeugte elektrische Leistung größer als die Betriebs -Lei stung ist.

Es kann insbesondere bewirkt werden, dass die ein oder mehreren Komponenten 205 der Photovoltaik-Anlage 200 nur dann betrieben werden, wenn bestimmt wurde, dass die von der Photovoltaik-Zelle 104 erzeugte elektrische Leistung größer als die Betriebs-Leistung ist. So kann die effektive Betriebsdauer der ein oder mehreren Komponenten 205 reduziert, und als Folge daraus die Lebensdauer erhöht werden (ohne die ein oder mehreren Komponenten 205 technisch anpassen zu müssen).

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.