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Schweizer Konsortium baut «Mega-Ladestation»

Batteriegepufferter Ladecontainer soll Nutzfahrzeuge langstreckentauglich machen und Stromnetze entlasten.

Die Designwerk Technologies AG mit Sitz in Winterthur baut eine neuartige Ladestation der Megawatt-Klasse. Sie soll das Schnellladen von E-LKW innert 45 Minuten ermöglichen. Mit diesem Demonstrationsprojekt will Designwerk E-LKW langstreckentauglich machen und Netze entlasten. Die OST und weitere Forschungspartner unterstützen dabei dieses Projekt mit dem Know-How.

Bei der Designwerk Technologies AG entsteht zurzeit eine der ersten Megawatt-Ladestationen weltweit. Im Frühjahr 2023 soll die Ladestation im Container-Format erstmals E-LKW laden. Sie soll bis zu sechs Mal schneller sein als herkömmliche Hochleistungs-Ladestationen mit 350 kW Leistung. Mithilfe integrierte Batteriepuffer sollen dabei sowohl Lastspitzen vermieden als auch ein netzdienlicher Betrieb ermöglicht werden. Die wissenschaftliche Begleitung dieser technischen Entwicklungen wird vom Bundesamt für Energie (BFE) sowie von renommierten Industriepartnern unterstützt. Vonseiten der Forschung unterstützt die OST unter anderem dieses Projekt.

Die OST begleitet dieses Projekt

Mithilfe real gemessener Lastgänge werden dabei die Auswirkungen bzw. Einflussmöglichkeiten dieser (als auch zukünftiger) “Mega-Ladestationen” auf Arealnetze modelliert. So werden dann z.B. das Peak-Shaving Potential, eine börsenpreis-optimierte Energiebeschaffung, Regel-Energie-Potentiale als auch Blindleistungskompensationen analysiert.

Ladeinfrastruktur für Nutzfahrzeuge unerlässlich

Der Schwerlastverkehr ist für die Energiewende und das Erreichen der Klimaziele von zentraler Bedeutung. Auf den Strassen Europas sind rund 6,6 Millionen Lastkraftwagen im Einsatz. Sie transportieren 76,7% aller Frachten an Land. Folglich gilt es auch hier, den Anteil an emissionsarmen oder emissionsfreien Transportmitteln zu erhöhen. «Gerade für Langstrecken-LKW oder auch für Schiffe und Flugzeuge ist neuartige Ladeinfrastruktur nötig. Sie unterscheidet sich von der Infrastruktur für Elektro-PKW und ermöglicht es, schwere Nutzfahrzeuge in kurzer Zeit aufzuladen. Das hilft dabei, dass der emissionslose Güterverkehr in allen Anwendungsfeldern ankommt.», erklärt Vivien Dettwiler, Mitglied der Geschäftsleitung von Designwerk. Damit das System auf die notwendige Akzeptanz stösst, richtet es sich nach dem neuen Ladestandard Megawatt Charging System, kurz MCS. Dieser wurde im Juni dieses Jahres international lanciert.

Versorgungssicherheit als Projektbestandteil

Die Erkenntnis, dass leistungsstarke Ladestationen Netze beanspruchen, ist fester Bestandteil der Projektausgangslage. Der Demonstrationsbetrieb soll deshalb Wege aufzeigen, wie ein Hochleistungs-Ladenetzwerk und Versorgungssicherheit Hand in Hand gehen können. «In unseren Ladecontainern verbauen wir Second Life E-LKW Batterien als Puffer, um Lastspitzen vorzubeugen. Damit entfällt nicht nur ein Netzausbau: Der Speicher soll gar in der Lage sein, erneuerbar produzierten Strom wieder ans Netz abzugeben», so Dettwiler. Ähnlich wie beim bidirektionalen Laden, lässt sich Elektromobilität so als Teil von Versorgungslösungen nutzen. Dass das funktioniert, sollen Demonstrationsanlagen bei der Galliker Transport AG, Käppeli Logistik und Murg Flums Energie unter Beweis stellen.

Batteriegepufferter Ladecontainer soll Nutzfahrzeuge langstreckentauglich machen und Stromnetze entlasten

Contact

Simon Nigsch, MSc. FHO

Bereichsleiter Elektrische Energiesysteme IES

Tel. +41 58 257 31 78

 

Personen

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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