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
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
Gebäude der Zukunft
Der Schweizer Gebäudesektor hat seine CO₂-Emissionen seit 1990 um 46 Prozent reduziert – stärker als jeder andere Bereich. Dennoch verursachen Wohn- und Geschäftsgebäude weiterhin 22 Prozent der Treibhausgasemissionen und verbrauchen rund 44 Prozent der Energie in der Schweiz. «Wenn wir die Energiewende schaffen wollen, sind Gebäude einer der Schlüsselfaktoren», sagte Prof. Dr. Andreas Häberle, Leiter des SPF Instituts für Solartechnik der OST. Am SPF-Forum präsentierten Forschende innovative Lösungen für klimafreundliche Gebäude.
«Wenn wir die Energiewende schaffen wollen, sind Gebäude einer der Schlüsselfaktoren.»
Prof. Dr. Andreas Häberle, Leiter des SPF Instituts für Solartechnik
Energetische Sanierungen sind entscheidend
In der Schweiz sind mehr als eine Million Häuser schlecht oder gar nicht gedämmt. «Das sind die grossen Energiefresser», sagte Prof. Dr. Susanne Kytzia, Professorin am IBU Institut für Bau und Umwelt sowie Leiterin des Interdisziplinären Schwerpunkts «Klima und Energie» der OST. Statt Ersatzneubauten brauche es häufiger den Erhalt und die energetische Sanierung bestehender Gebäude. Ein Beispiel für innovative Materialien ist der klimaneutrale Beton «KLARK», der von der OST mitentwickelt wurde. Solche Lösungen sollen helfen, die Bauwirtschaft ressourceneffizienter und klimafreundlicher zu machen.
Ein häufiges Argument für den Abriss älterer Mehrfamilienhäuser ist der unzureichende Schallschutz. Das Forschungsprojekt «CombiSound» der OST, Empa und FHNW kombiniert deshalb Schallschutz und Flächenheizungen in vorgefertigten Sanierungslösungen. «Die Massnahmen sollen den Energiebedarf senken und gleichzeitig die Nutzungsdauer von Gebäuden verlängern», erklärte SPF-Projektleiter Toni Calabrese. Erste Simulationen mit Gebäuden in Zürich und Basel zeigen vielversprechende Ergebnisse.
PV-Fensterläden könnten Strom für 400’000 Haushalte liefern
Erste Schweizer Energieversorger haben dynamische Strompreise eingeführt. Photovoltaik an Fassaden und auf Fensterflächen wird dadurch attraktiver. Denn auch in den sonnenarmen Wintermonaten lässt sich damit eine überproportional hohe Stromproduktion erzielen. Dr. Mario Lehmann, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am SPF, entwickelt im Projekt «PowerSlide» zusammen mit der Griesser AG motorisierte und energieerzeugende Fensterläden. Die Motorisierung erlaubt eine automatische und intelligente Steuerung, um das Tageslicht optimal auszunutzen und im Sommer Schatten zu spenden. Damit könnten jährlich rund zwei Terawattstunden Strom erzeugt werden – etwa so viel wie 400’000 Schweizer Haushalte verbrauchen.
Elektroautos als Stromspeicher für Gebäude
Mit dynamischen Stromtarifen wird auch das bidirektionale Laden von Elektroautos interessanter. Fahrzeuge können Strom speichern und bei Bedarf wieder ins Haus zurück speisen (Vehicle-to-Home). Im Forschungsprojekt «V2Heff» untersucht Lukas Omlin, Projektleiter am SPF, mit der Berner Fachhochschule und dem IES Institut für Energiesysteme der OST, wie sich diese Technologie effizient einsetzen lässt. Eine Testanlage am OST-Campus Rapperswil-Jona liefert dafür erste Daten.