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

Contact

Simon Nigsch, MSc. FHO

Bereichsleiter Elektrische Energiesysteme IES

Tel. +41 58 257 31 78

simon.nigsch@ost.ch

Projektteam:

Simon Nigsch

IES Institut für Energiesysteme Bereichsleiter Elektrische Energiesysteme IES

+41 58 257 31 78 simon.nigsch@ost.ch

Matthias Berthold

IES Institut für Energiesysteme Wissenschaftlicher Mitarbeiter IES

+41 58 257 31 51 matthias.berthold@ost.ch

IES News

IMES Lecture über die Miniaturisierung von Sensoren

28.05.2024

Das IMES Institut für Mikroelektronik, Embedded Systems und Sensorik lädt regelmässig zu den IMES Lectures ein, um Interessierten Einblicke in aktuelle Forschung und Entwicklungen zu bieten. Die Veranstaltung im Mai 2024 widmete sich den Herausforderungen im Bereich der Gas-Sensoren.

Thomas Uehlinger von der Firma Sensirion präsentierte das photoakustische Messprinzip, das massgeblich zur Miniaturisierung des von Sensirion entwickelten CO2-Sensorsystems beigetragen hat.
Die IMES Lectures werden auch genutzt, um News aus dem Institut bekannt zu machen.
Die IMES Lectures werden jeweils mit einem Apéro und Zeit für den Austausch abgerundet.

Multigas-Sensorik zur Lungenfunktionsprüfung

Prof. Guido Keel, Professor für (Mikro-)Elektronik und Sensorik am IMES, eröffnete den Abend mit einem spannenden Vortrag über ein innovatives Projekt zur Lungenfunktionsprüfung. In Zusammenarbeit mit der Firma Ecomedics entwickelte das IMES ein System, das mithilfe von Ultraschallsensoren die Luftmenge und -geschwindigkeit während der Ein- und Ausatmung misst. Zur detaillierten Diagnose der Lungenfunktion kommt die Multiple-Breath-Washout-Technik zum Einsatz. Dabei wird die Zusammensetzung der Atemgase O2, CO2, N2 und des Tracer-Gases SF6 mit hoher Präzision und kurzer Latenzzeit analysiert. Die Messung der O2-Konzentration erfolgt mittels Wellenlängenmodulations-Spektroskopie, während die Gase CO2 und SF6 mit einem Nicht-Dispersiven Infrarotsensor detektiert werden.

Besondere Herausforderungen bei diesem Projekt waren die Verarbeitung kleiner Signale, kurze Messzeiten, Rauschen sowie Temperaturdrifts.

Prof. Keels Vortrag bot den Teilnehmern einen tiefen Einblick in die technischen Grundlagen und Herausforderungen, die zur Entwicklung dieses fortschrittlichen Systems geführt haben.

Durchbruch in der Miniaturisierung von CO2-Sensoren

Dr. Thomas Uehlinger von der Firma Sensirion präsentierte als nächster Referent das photoakustische Messprinzip, das massgeblich zur Miniaturisierung des von Sensirion entwickelten CO2-Sensorsystems beigetragen hat. Um die Systemgrösse zu reduzieren, hat Sensirion eigens eine Infrarot-Lichtquelle auf Basis einer MEMS-Micro-Heatplate, sowie einen ASIC zur Signalauswertung entwickelt. Ein MEMS-Mikrofon detektiert Druckänderungen im Gehäuse, die durch die Lichtabsorption von CO2 und die resultierende erhöhte Translationsenergie der CO2-Moleküle entstehen.

Diese innovative Kombination ermöglicht die Entwicklung deutlich kleinerer und kostengünstiger CO2-Sensoren für vielfältige Anwendungen in der Luftqualitätsüberwachung, Sicherheit und Emissionskontrolle.

Dr. Uehlinger präsentierte eindrucksvoll die Evolution des weltweit kleinsten spektroskopischen CO2-Sensors von Sensirion. Der Vortrag zeigte die Evolution vom grösseren Vorgängersystem über die ersten Prototypen bis hin zum fertigen Endprodukt, welches nun in Millionenstückzahlen produziert wird.

Die IMES Lecture bot den Teilnehmern wertvolle Einblicke in die neuesten Entwicklungen und Herausforderungen im Bereich der Sensorik. Abgerundet wurde die Veranstaltung durch einen Apéro, der den Teilnehmern die Möglichkeit bot, mit den Referenten und untereinander ins Gespräch zu kommen.

Infos zu den IMES Lectures: IMES Lectures | OST
Zur Website des Instituts: IMES

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