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
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
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.