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
Solartechnik der OST rettet Leben in Afrika
Im internationalen Forschungsprojekt SophiA wurde ein modulares Container-System entwickelt, das Gesundheitseinrichtungen in ländlichen Regionen Afrikas zuverlässig, autark und umweltfreundlich mit Strom, sauberem Trinkwasser sowie Wärme- und Kühlsystemen versorgt. Das Ziel des Projektes unter der Leitung der Hochschule Karlsruhe (HKA) war es, die Lebensqualität der lokalen Bevölkerung durch bessere Behandlungs- und Arbeitsbedingungen in den Gesundheitseinrichtungen nachhaltig zu verbessern.
Die OST – Ostschweizer Fachhochschule war in dem von der EU finanzierten Projekt für die gesamte Solartechnik sowie das übergeordnete Energiemanagementsystem verantwortlich und hat beim Projektmanagement unterstützt. Die Pilotanlagen in Burkina Faso, Kamerun, Uganda und Malawi sind erfolgreich in Betrieb. Gebaut wurden die Container von einem lokalen Unternehmen in Südafrika – nach einem Open-Source-Leitfaden, der die Technologie langfristig in der Region verankert.
Know-how-Transfer und Umweltschutz
Die ersten Resultate sind sehr zufriedenstellend, wie Dr. Mihaela Dudita-Kauffeld sagt. Als Solarexpertin der OST war sie Co-Leiterin im vierjährigen Projekt, seit dem offiziellen Abschluss begleitet sie die lokalen Teams mit Monitorings und einem regelmässigen Austausch. «Es ist uns gelungen, die innovativen Technologien von Anfang an gemeinsam mit Partnern vor Ort zu entwickeln. Der Know-how-Transfer kann nicht genug gewichtet werden.»
Einen weiteren grossen Gewinn sieht sie im Umweltschutz: «Mit der Installation der Systeme in reale Gesundheitseinrichtungen konnten wir beweisen: Strom, zuverlässige Kühl- und Wärmesysteme sowie sauberes Trinkwasser können vollständig durch lokale erneuerbare Energien bereitgestellt werden.»
«Mit der Installation der Systeme in reale Gesundheitseinrichtungen konnten wir beweisen: Strom, zuverlässige Kühl- und Wärmesysteme sowie sauberes Trinkwasser können vollständig durch lokale erneuerbare Energien bereitgestellt werden.»
Dr. Mihaela Dudita-Kauffeld
Kühlsysteme für Medikamente, Impfstoffe und Blutplasma
Ein zentraler Bestandteil von SophiA sind die Kühlsysteme. Impfstoffe, Medikamente und Blutplasma müssen durchgängig gekühlt werden – eine grosse Herausforderung in ländlichen Regionen Afrikas. Manche Stoffe benötigen Temperaturen von bis zu minus 70 Grad. Innovative Kühlsysteme sind eine Spezialität der Hochschule Karlsruhe (HKA) und dort des IKKU - Institut für Kälte-, Klima- und Umwelttechnik. «Wir haben in den Kühlsystemen von SophiA ausschliesslich natürliche Kältemittel mit niedrigem Treibhauspotenzial und ohne umweltschädliche Abbauprodukte im Fall einer Kältemittelleckage eingesetzt», sagt Prof. Dr. Michael Kauffeld, Co-Leiter von SophiA. «Es war ein Highlight für uns, als wir diese Technologie auch hochrangingen Vertretern der Regierung von Uganda präsentieren durften.»
Zur Partnerschaft mit der OST sagt Michael Kauffeld: «Von den ersten Ideen im Oktober 2020 bis zum letzten Projekttag 2025 hat die Zusammenarbeit mit der OST hervorragend funktioniert. Über fünf herausfordernde Jahre hinweg war die Kooperation stets eng und konstruktiv.»
«Die Zusammenarbeit mit der OST hat hervorragend funktioniert. Über fünf herausfordernde Jahre hinweg war die Kooperation stets eng und konstruktiv.»
Prof. Dr. Michael Kauffeld, Hochschule Karlsruhe (HKA)
OST Award für Nachhaltigkeit
Das OST-Team von SophiA wurde an den diesjährigen OST Awards mit dem «Best Sustainability Effort Award» ausgezeichnet. Die OST verleiht jedes Jahr Awards für herausragende Leistungen in unterschiedlichen Kategorien.