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
Metallische Brennstoffe als Energieträger und -lieferanten
Metalle als nachhaltige Energiespeicher
Die Speicherung erneuerbarer Energien ist eine der grössten Herausforderungen der Energiewende. Während Batterien für die Speicherung über Stunden oder Tage tauglich sind, fehlen bezahlbare Optionen für die Speicherung erneuerbarer Energie über Monate oder für den Transport über weite Distanzen. Forschende weltweit sehen Metalle wie Aluminium und Eisen als ideale Lösung: Sie lassen sich praktisch unendlich lange lagern, sind einfach und sicher transportierbar und nehmen bei der Produktion riesige Mengen Energie in wenig Volumen auf.
Alu-to-Energy-Prototyp
Wie dieser Prozess in der Praxis funktioniert, zeigte die OST den Teilnehmenden des Symposiums anhand eines Prototyps, der aktuell beim Institut für Solartechnik (SPF) in Rapperswil-Jona steht. Dieser wurde im Rahmen des Europäischen Verbund-Forschungsprojektes REVEAL entwickelt, welches durch das EU-Programm Horizon Europe und das Schweizerische SERI gefördert wird.
Nach der Inbetriebnahme soll hier live demonstriert werden, wie aus Aluminium durch chemische Prozesse Wärme und Strom produziert werden kann. Die produzierte Energie dient der Energieversorgung von Gebäuden und Industriebetrieben oder kann für die Fernwärme genutzt werden. Das Konzept zielt auf die Deckung von Winterspitzen.
Game-Changer für die Energiezukunft
Das Symposium machte deutlich: Während weiterhin Forschung nötig ist, um die Technologiereife voranzutreiben, zeigen zahlreiche Marktstudien und Pilotprojekte das Potenzial von Energiespeicherlösungen auf der Basis der beiden Metalle Eisen und Aluminium. In den kommenden Monaten wird der Alu-to-Energy-Prototyp an der OST weiterentwickelt und getestet – ein spannender Schritt in Richtung einer nachhaltigen Energiezukunft.
«Erneuerbare, metallische Energieträger könnten der lange ersehnte Game-Changer werden, um eine 100-prozentig erneuerbare, CO2-neutrale und damit klimafreundliche und ressourcenschonende künftige Energieversorgung zu ermöglichen.»
Dr. Michel Haller, OST-Tagungsgastgeber und Forschungsleiter am SPF Institut für Solartechnik
Die Organisation des Symposiums wurde durch das EU-Projekt REVEAL und den Kanton St.Gallen unterstützt.
