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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

Erste Klimakonferenz an der OST

19.09.2020

«Wir müssen uns auf Lösungen konzentrieren, die funktionieren, Wohlstand und Komfort erhalten und bezahlbar umzusetzen sind», sagte ETH-Professor und Unternehmer Anton Gunzinger und traf damit den Kern der Veranstaltung. Rund 60 Teilnehmende aus Wirtschaft, Wissenschaft und Behörden diskutierten an der ersten Klimakonferenz an der OST technische, wirtschaftliche und soziale Handlungsmöglichkeiten im Angesicht des Klimawandels.

Podiumsdiskussion an der Klimakonferenz 2020 an der OST
Anton Gunzinger an der Klimakonferenz 2020 an der OST
Henrik Nordborg an der Klimakonferenz 2020 an der OST
Klimakonferenz 2020: Dominik Siegrist spricht in der Podiumsdiskussion
Klimakonferenz 2020: Susanne Kytzia (Mitte) in der Podiumsdiskussion
Igor Bosshard (Mitte) spricht in der Podiumsdiskussion an der Klimakonferenz 2020 an der OST

Der aus 12 Forschungsinstituten bestehende Klimacluster der OST – Ostschweizer Fachhochschule hat am 16.9.2020 zur ersten Klimakonferenz eingeladen. Nach rund fünf Stunden, spannenden Referaten von Expertinnen und Experten sowie der abschliessenden Podiumsdiskussion war klar: Die Ursachen und Folgen des Klimawandels sowie die Herausforderungen bei der Bekämpfung desselben sind bekannt und wissenschaftlich breit untersucht. Die aktuell besten Lösungen wären ebenfalls bekannt, die nötigen Technologien bereit zum Einsatz und der «Umbau» zu einer CO2-neutralen Schweiz ohne massive Einbussen beim individuellen Komfort zu tragbaren Kosten umsetzbar. Nur: Zur Erreichung von politisch bereits gesteckten Zielen wie der CO2-Neutralität bis 2050 (rund 20 Staaten sowie die EU bekennen sich dazu) fehlt derzeit die notwendige Konsequenz.

«Unsere Wirtschaft verwandelt Kohle in Kohle»

Das Klimadilemma zeigte Henrik Nordborg, Physiker und Studiengangleiter Erneuerbare Energien und Umwelttechnik, in seinem Vortrag auf: «Uns wird seit Jahren erzählt, es werde viel für das Klima gemacht, die Atmosphäre haben wir aber offenbar nicht über unsere Fortschritte informiert. Jedes Jahr zeigen die Messungen zuverlässig steigende Werte bei der globalen Temperatur und der globalen CO2-Konzentration in der Atmosphäre.» Das liege daran, dass der CO2-Ausstoss seit mehr als 60 Jahren mit dem Wirtschaftswachstum korreliere – trotz energieeffizienteren Autos, Geräten, Maschinen und Digitalisierung. Salopp ausgedrückt: «Unsere Wirtschaft verwandelt Kohle in Kohle», sagt Nordborg.

Warum das so ist, zeigte Markus Friedl, Institutsleiter am IET Institut für Energietechnik, auf: «Eine stabile, zuverlässige Energieversorgung ist die Grundlage für die Entwicklung unserer Wirtschaft, sie ist aber auch die Verursacherin der Klimaerwärmung.» Rund zwei Drittel der Energie in der Schweiz stammen aus nicht-erneuerbaren Quellen. Treibstoffe für Fahrzeuge oder Brennstoffe für die Strom- und Wärmeerzeugung sind nur einige Beispiele. Um das Energiesystem in der Schweiz CO2-neutral umzubauen, müssten Sektoren wie Wärme- und Kälteproduktion, Transport und Mobilität sowie Stromproduktion und Endverbrach via Sektorkopplung zusammenspielen. Dafür müssten moderne, auf erneuerbaren Quellen basierende Technologien genutzt werden. Zudem müssten die gesetzlichen Grundlagen für die Energiewende technologieneutral formuliert werden, damit sich der beste Energiemix durchsetzen könne.

Planung schafft Tatsachen für die nächsten Jahrzehnte

Einen anderen Blickwinkel auf den Klimawandel brachte Dominik Siegrist, Leiter des ILF Institut für Landschaft und Freiraum, ein. «In den nächsten Jahrzehnten müssen wir mit steigenden Temperaturen leben, selbst wenn wir morgen auf Netto-Null-CO2-Emissionen kommen würden.» Entsprechend wichtig sei der Beitrag der Landschaftsarchitektur und der Raumentwicklung, weil die Planungen von heute die Tatsachen für die nächsten Jahrzehnte schaffen: Etwa bei den Gebäuden sowie der Verkehrsinfrastruktur in Städten, bei der Abwägung zwischen Landwirtschaftsflächen und Regenwasser-Retentionsflächen oder bei Regularien für die Integration von Solaranlagen und moderner Gebäudetechnik in Gebäuden.

Doch auch bei der Gebäudetechnik lauern einige Herausforderungen, wie Igor Bosshard, Projektleiter am SPF Institut für Solartechnik, betonte. Einen «Glaspalast» mit technischen Mitteln energieeffizient zu machen sei beispielsweise weniger sinnvoll. Besser sei es, das Gebäude von Beginn an gleich energieeffizient zu planen – dafür könne man aber natürlich nicht nur die Architekten verantwortlich machen, auch die Bauherrschaften sowie die Baurichtlinien seitens der Behörden müssten ihren Beitrag für energieeffiziente Gebäude leisten.

Auch postfossile Regionen waren ein Thema an der Konferenz. So erläuterte Susanne Kytzia, Institutsleiterin des IBU Institut für Bau und Umwelt, welche Handlungsfelder angegangen, aber auch welche gesellschaftliche Folgen miteinkalkuliert werden müssen. Einen Rebound-Effekt gelte es zu vermeiden sowie die Einkommensverhältnisse in den jeweiligen städtischen oder ländlichen Regionen miteinzubeziehen.

Den Abschluss der Klimakonferenz bildete eine spannende Podiumsdiskussion mit allen Referentinnen und Referenten, darunter auch ETH-Professor und Unternehmer Anton Gunzinger, der in seinem Vortrag basierend auf Berechnungen aufzeigte, dass die Schweiz sich den Umbau zu einem CO2-neutralen Land bis 2050 leisten könne, wenn man jetzt damit beginnt. «Wir müssen uns dabei auf Lösungen konzentrieren, die funktionieren, Wohlstand und Komfort erhalten und bezahlbar umzusetzen sind», sagt er.

Die Klimakonferenz soll künftig regelmässig an der OST Ostschweizer Fachhochschule stattfinden. Der Klimacluster plant zudem, das bestehende, gebündelte Know-how von 12 Forschungs- und Entwicklungsinstituten zu erweitern. Denn nach der Fusion der ehemaligen HSR Hochschule für Technik Rapperswil mit den Fachhochschulen in St. Gallen und Buchs seit 1.9.2020 «können wir nun weitere relevante Kompetenzen in den Klimacluster integrieren», wie Zoe Stadler, Leiterin Klimacluster, in Aussicht stellte.

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