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Designwerk präsentiert „Megawatt-Charger“ – Die OST ist mit dabei

Mit batteriegepufferten Ladecontainern und Ladeleistungen von mehr als einem Megawatt schlägt die Designwerk Technologies AG ein neues Kapitel in der Ladetechnik auf.

Der Ausbau der Ladeinfrastruktur gehört zu den Topthemen bei der Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs: Die Transportbranche ist auf leistungsstarke Ladetechnik angewiesen, um Nutzfahrzeuge ausreichend schnell zu laden. Nur so kann die Dekarbonisierung auf Langstrecken sowie im Dauer- oder Schichtbetrieb gelingen.

Der «Megawatt-Charger» ist eine batteriegepufferte Ladestation mit zwei CCS- bzw. MCS-Ladepunkten und einer derzeitigen Ladeleistung von je 840 kW, die zukünftig auf 2100 kW ausgebaut wird. Die Ladestation im Containerformat ist mit einem modulare Second-Life-Speichersystem ausgestattet. Mit einer Speicherkapazität von bis zu 2 MWh sorgt die Anlage dafür, dass das Stromnetz beim Ladevorgang nicht durch Ladespitzen belastet wird. Die Energiespeicher ermöglichen auch eine “Energiepreis-optimierte Ladestrategie” und unterstützen damit die Integration neuer erneuerbarer Energieträger in das bestehende Stromnetz.

Partnerschaftliches Pilotprojekt

Das Ziel dieses Pilotprojekt ist die Entwicklung und Inbetriebnahme der schweizweit ersten Megawatt-Ladestation Jahr 2024. Es wird dabei eine Ladeleistung von 1 MW pro Ladepunkt angestrebt. Mit diesem Vorhaben an der Schnittstelle zwischen Forschung und Markt wird der Reifegrad der Megawatt-Ladetechnologie erhöht, um sie auf dem Markt zu lancieren. Die wissenschaftliche Begleitung dieser technischen Innovation wird vom Bundesamt für Energie (BFE) sowie von renommierten Industrie- und Hochschulpartnern unterstützt. Unter anderem auch von der OST.

Beitrag der OST

Das Institut für Energiesysteme (IES) der OST – Ostschweizer Fachhochschule untersucht innerhalb des Projekts unterschiedliche Ladestrategien. Es sind Netz- als auch Energiekosten optimierte Strategien möglich. Eine Begrenzung von Leistungsspitzen im Netzbezug kann beispielsweise die Netzkosten reduzieren. Orientiert man sich bei den Nachladezeitpunkten an den Stunden mit den geringsten Börsenstrompreisen, können so die Energiekosten minimiert werden. Auch eine Kombination der Strategien oder ein gepoolter Einsatz am Regelenergiemarkt sind möglich. Die optimale Ladestrategie bzw. Strategien sollen mithilfe eines mathematischen Modells, in das die realen Messdaten des Probebetriebes einfließen, ermittelt werden.

Key-Facts des Mega Chargers:

  • Ladeleistungen von 840 kW bis zukünftig 2 x 1 MW ermöglichen Schnellladen schwerer E-Trucks in 45 Minuten von ca. 20 % auf 80 %.
  • Energiepufferung mit bis zu 2 MWh ermöglichen Energie- und Netz- optimierte Ladestrategien.
    • Spitzenlastkappung und Lastverschiebung (Peak-Shaving)
    • Zugang zum Regelenergiemarkt (mittels Pooling)
    • Laden bei niedrigen Börsenstrompreisen und somit hoher Einspeisung erneuerbarer Energieträger
  • Laden ohne Netzanschluss sowie Notstromversorgung im Inselnetzbetrieb sind möglich.
  • Weiterverwendung ausgemusterter Traktionsbatterien im Second-Life
  • Transportables und flexibles Nutzungskonzept aufgrund der Container-Bauweise
  • Konformität mit dem weltweiten Standard MCS

Contact

Simon Nigsch, MSc. FHO

Bereichsleiter Elektrische Energiesysteme IES

Tel. +41 58 257 31 78

 

Projektteam:

Simon Nigsch

IES Institut für Energiesysteme Dozent für Leistungselektronik, Leiter Elektrische Energiesysteme IES

+41 58 257 31 78 simon.nigsch@ost.ch

IES News

Das IET baut eine Low-Cost-Wasserstofftankstelle

24.04.2024

Auf der Power-to-X Forschungsplattform des IET Institut für Energietechnik der OST entsteht zurzeit eine weitere neue Forschungsanlage: Der Prototyp für eine Schweizer Wasserstofftankstelle, die auch kleineren Betrieben die Umstellung ihrer LKW-Flotten auf Wasserstoff massiv erleichtern soll.

In der Schweiz gibt es bisher nur vereinzelte grössere Wasserstofftankstellen. Sie stammen von ausländischen Herstellern und sind für die Betreiber mit relativ hohen Anschaffungskosten verbunden – eine Hürde auf dem Weg zur Energiewende, die das IET Institut für Energietechnik der OST in Rapperswil-Jona überwinden will. Im Rahmen eines Innosuisse-Projekts entwickelt das IET zusammen mit Partnern aus der Industrie einen Prototyp für kleinere Schweizer Wasserstofftankstellen, die dank Serienproduktion und modularem Aufbau den Einstieg in die Welt des Wasserstoffs für Kunden aus der Mobilitätsbranche massiv erleichtern sollen. Möglich macht das ein Engineering, das die Investitionskosten so tief wie möglich hält und die hohe Flexibilität für die Kunden, die ihre Tankstelle aus einzelnen Modulen zusammenstellen können.

Der Prototyp, der am IET entsteht, beherbergt alle Komponenten der zukünftigen Serienmodule und vereint diese in einem 20-Fuss-Container auf der Power-to-X-Forschungsplattform. Eingesetzt werden könnten solche Low-Cost-Wasserstofftankstellen beispielsweise für Gabelstapler-, kleine PKW- und LKW-Flotten in Logistikunternehmen oder kommunalen Betrieben.

Eigens entwickeltes Simulationstool

Das Innosuisse-Projekt dauert vier Jahre – im August dieses Jahres soll der Prototyp fertiggestellt werden. Der Prototyp wird simulierte Betankungsvorgänge mit Rückführung ermöglichen, so dass die Betankungen auch ohne Fahrzeuge getestet werden können und kein Wasserstoff verbraucht wird. Für die Simulation der gesamten Tankstelle wurde am IET im Vorfeld der Engineeringphase eigens ein Tool entwickelt (HRSim). Das Tool hat es unter anderem ermöglicht, die Komponenten hinsichtlich ihrer Dimensionierung an die vordefinierten Leistungsziele des Tankstellenprototyps anzupassen.

Testplattform für neue H2-Komponenten

Mit dem Prototyp wird die Grundlage für ein Serienprodukt geschaffen, welches sich in erster Linie aus Komponenten von Schweizer Firmen zusammensetzt und so den Werkplatz Schweiz in der Wasserstoff-Mobilität weiter vorantreiben soll. Nach dem Innosuisse-Projekt ist vorgesehen, den Prototyp einem realitätsnahmen Feldtest zu unterziehen. Dadurch sollen das IET und alle beteiligten Projektpartner Betriebserfahrungen sammeln und weiteres Optimierungspotential im Engineering finden können. Des Weiteren existiert mit dem Prototyp am IET eine interessante Testplattform für Komponenten aus der Welt des Wasserstoffs, welche von den Partnern aus dem Innosuisse-Projekt und weiteren interessierten Firmen genutzt werden kann.

Für seine Anlagen kombiniert das IET modernste Technik mit bewährten Bauelementen. Herzlichen Dank an den Sponsor Lanz Oensingen AG für die robusten und vielseitig einsetzbaren Stahlprofile, die sich bereits beim Innenausbau der Power-to-Gas-Forschungsanlage des IET und jetzt auch beim Tankstellen-Prototyp als ideale Option für Montagen aller Art erwiesen haben.

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