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
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.