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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 Dozent für Leistungselektronik, Leiter Elektrische Energiesysteme IES

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

IES News

Roboter als Barkeeper

23.08.2024

Mechatronik-Studierende der OST haben ihre Roboter präsentiert, die sie im ersten Studienjahr entwickelt haben. Zwei Roboter von zwei Teams mussten gemeinsam eine Aufgabe lösen. Das bekannte «Systemtechnik-Projekt» wurde in dieser Form zum letzten Mal durchgeführt. Ab Herbst wird es mit dem neuen REAL-Projekt ersetzt: Der Ansatz des Project-Based-Learnings bleibt erhalten, die Studierenden bekommen aber keine Aufgabe vorgesetzt, sondern können während vier Semestern eine eigene Idee umsetzen.

«Unlösbar» sei ihnen die Aufgabe vor einem Jahr erschienen, erzählte ein Student dem Publikum am Campus St.Gallen beim Abschlussevent des Roboterprojekts aus dem Studiengang Mechatronik/Systemtechnik. In kurzen Präsentationen haben die Studierendenteams ihre Roboter und deren Entstehungsgeschichte vorgestellt, bevor sie diese auf das Spielfeld setzten. Eine Holzfläche, die einer Bar nachempfunden wurde. Die Aufgabe dieses Jahr: Zwei Roboter sollen ein Getränk servieren. Es galt eine Flasche in der Küche zu holen, ein Glas auf den Tresen zu stellen und es mit Wasser zu füllen. Auf dem Weg zwischen Küche und Bar mussten die elektronischen Barkeeper einem Arbeitskollegen ausweichen und eine Bodenschwelle überwinden.

Learning by doing

Die Studierenden haben in ihren ersten Wochen des Studiums mit dem Projekt gestartet. «Das gleicht schon einem Wurf ins kalte Wasser», sagt Urs Graf, Professor für Informatik und Modulleiter. «Doch es ist eine sehr gute Erfahrung für die Studierenden, wenn sie eine anfangs scheinbar unlösbare Aufgabe nach einem Jahr meistern und ihre Roboter einen grossen Teil der Aufgaben erfüllen können.» Dieser Project-Based-Learning-Ansatz bringe viele Vorteile: «Die Erfahrung, dass viel zu schaffen ist, das Verständnis, wie man systematisch an eine Problemlösung herangeht und das Erlebnis, wie wichtig Teamarbeit ist», sagt Urs Graf. Ein wertvoller Rucksack für den späteren Berufsalltag.

Bis zu 19 Sensoren und mehrere Motoren

Damit die diesjährige Aufgabe erfüllt werden konnte, wurden die Roboter mit bis zu 19 Schaltern und Sensoren und mehreren Motoren ausgestattet. Jedes Team hat eine eigene Methode entwickelt, um das Wasser aus der Flasche ins Glas zu bringen. Zum Beispiel wurde eine sehr präzise Dosierspritze aus dem 3D-Drucker eingebaut. Andere Teams entwickelten ein höhenverstellbares Pumpsystem, wieder andere setzten Metallröhrchen oder Trichter ein und kippten die Flasche. Dabei galt es Grössenbestimmungen einzuhalten und die Roboter durften höchstens 3kg schwer sein. Um die Aufgabe präzise und effizient lösen zu können, mussten die einzelnen Teilfunktionen der Roboter gut zusammenarbeiten.

Neu: REAL-Projekt mit mehr Gestaltungsfreiheit

Die Studierenden die im Herbst ihr Mechatronik-Studium am Campus Buchs oder St.Gallen starten, werden eine neue Form eines Praxisprojekts absolvieren, das REAL Project. REAL steht für Realize Engineering in Applied Learning. Die Studierenden erhalten dabei keine Aufgabe vorgesetzt, sondern können während vier Semestern eine eigene Idee in die Realität umsetzen. Dafür steht ihnen die Infrastruktur der OST zur Verfügung und sie werden von den Dozierenden unterstützt. «Sie können so ab dem ersten Tag direkt in der Praxis anwenden, was sie in der Theorie lernen», sagt Urs Graf. «Und zwar in einem Thema, das sie persönlich interessiert und das sie auf Wunsch bis und mit der Bachelorarbeit verfolgen können.»

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