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
Studierende simulieren Naturgefahren im Resilienzlabor
Risiken berücksichtigen
Starkniederschläge, Trockenheit, Murgänge, Hitze und Hochwasser: Die Schweiz ist aufgrund ihrer Gebirge, Flüsse und Seen Naturgefahren besonders ausgesetzt. Risiken verschärfen sich, neue treten auf. Umso wichtiger ist es, Gefahren bei der Planung von Strassen, Brücken, Quartieren und Freiräumen konsequent mitzudenken. «Das geschieht heute noch zu wenig», sagt Tanja Herdt, Professorin für Städtebau am IRAP Institut für Raumentwicklung. Sie ortet dabei zwei Defizite: mangelndes Wissen über komplexe Wirkungszusammenhänge und fehlende Instrumente, um Planungsentscheide fundiert zu überprüfen. Genau hier setzt das «Resilienzlabor Hitze, Mensch, Naturgefahren» an.
«Meine Hoffnung ist, dass die Planung in der Schweiz dadurch insgesamt klimaresilienter wird.»
Tanja Herdt, Professorin für Städtebau, IRAP Institut für Raumentwicklung
Zwar sind Risiken in Gefahrenkarten gut dokumentiert. Doch diese Grundlagen sind häufig zu grossmassstäblich, um parzellengenaue Aussagen zu ermöglichen, oder sie fliessen zu wenig in konkrete Projekte ein. Im Resilienzlabor sollen die Studierenden Hochwasser, Starkregen und Hitze in realen Schweizer Fallstudien softwaregestützt simulieren.
Tanja Herdt nennt ein Beispiel: Welche Effekte hat es auf die Umgebungstemperatur, wenn zehn statt fünfzig Bäume gepflanzt werden? Wie verändert die Position einer Baumreihe die Windströmung? Und wie beeinflusst sie das Mikroklima eines Quartiers? Studierende können Parameter variieren, Szenarien vergleichen sowie Wirkmechanismen und Wechselwirkungen analysieren. «Meine Hoffnung ist, dass die Planung in der Schweiz dadurch insgesamt klimaresilienter wird», so Herdt.
In die Curricula von vier Studiengängen
Das Resilienzlabor ist ein Projekt von vier Studiengängen: Bauingenieurwesen, Landschaftsarchitektur, Stadt-, Verkehrs- und Raumplanung sowie des Masterstudiengangs Raumentwicklung und Landschaftsarchitektur des Departements Architektur, Bau, Landschaft, Raum. Ab dem Frühlingssemester 2027 werden die neuen Lernangebote in die Curricula integriert.
Mit dem Begriff «Labor» ist in erster Linie eine digitale Arbeitsumgebung gemeint, die Zugang zu Simulationssoftware und Analyseinstrumenten bietet. Gleichzeitig fördert das Projekt die Zusammenarbeit zwischen den Disziplinen.
Finanzielle Unterstützung für Unterrichtsmaterialien
Das BAFU unterstützt den Aufbau mit über 50 000 Franken. Die Mittel fliessen in Übungsmaterialien, Skripte und Softwarelizenzen. Klar ist schon heute: Ereignisse wie in Bondo, Brienz oder Blatten zeigen, dass Naturgefahren die Schweiz künftig eher stärker als weniger beschäftigen werden. Mit dem Resilienzlabor investiert die OST in eine zukunftsgerichtete Ausbildung.