Schnellladestationen für E-Busse
Modellprojekt für die Elektrifizierung des ÖPNV auf dem Land
Isabellenhütte beteiligt sich am Projekt »Buffered-HLL« für Schnellladestationen im ländlichen Personennahverkehr. Mit seinen Gleichstromzählern ermöglicht der Messspezialist eine eichrechtskonforme Erfassung der Energiemengen sowie eine cloudbasierte Bereitstellung aller gesammelten Daten.
Eine der großen Herausforderungen bei der Elektrifizierung des Nahverkehrs im ländlichen Raum sind die längeren Strecken, für die die eingesetzten Busse eine ausreichende Ladekapazität benötigen, also entsprechend große Batterien.
Ein Konsortium aus fünf Industriepartnern (Adaptive Balancing Power, CuroCon, Reiner Lemoine Institut, Verkehrsgesellschaft Gersprenztal und Isabellenhütte Heusler) arbeitet nun im Modellprojekt »Buffered-HLL« zusammen, das Schnellladestationen im Streckennetz für vollelektrische Busse erprobt, die ohne Batterien größeren Ausmaßes auskommen können. Testregion ist das hessische Bensheim. Start der Umsetzung wird diesen Sommer sein, das Projekt läuft dann bis Juni 2024.
Schnellladung per Zwischenspeicher
Die Schnellladestationen realisieren die Energie, die sie für die Schnellladung brauchen, nicht komplett über die Netzanschlussleistung, sondern über einen Energiezwischenpuffer, der aufgeladen wird. Es handelt sich um einen neuartigen Schwungmassenspeicher, der praktisch verschleißfrei und damit sehr langlebig ist und nur sehr geringe Speicherverluste aufweist. Wenn der Bus zur Ladung über einen Pantografen an eine entsprechende Haltestelle auf der Wegstrecke kommt, kann aus dem Energiespeicher sehr schnell Energie an den Bus abgegeben werden, und der Bus nach ein oder zwei Minuten seine Fahrt fortsetzen. Anschließend wird der Speicher wieder langsam aus dem Stromnetz gefüllt.
Der Vorteil: Die hohe Ladeleistung für den Bus wird nicht direkt aus dem Netz entnommen und verursacht so punktuell keine zu hohe Belastung, sondern die Netzanschlussleistung wird durch den Zwischenpuffer geschont. Zum anderen ist die Anforderung, dem Bus beim Haltevorgang in kurzer Zeit wieder nennenswert Energie zuzuführen, erfüllt. Durch die Zwischenladungen kann die Batteriegröße des Busses um die Hälfte reduziert werden im Vergleich zu einer Batterie, die eine volle Depotladung aufnehmen und über die gesamte Wegstrecke des geplanten Streckennetzes abgeben müsste.
Weiterentwickelter Gleichstromzähler für drei Messpunkte
Initiiert hat das Projekt ein Konsortium von Partnern, die ihre jeweilige Expertise in die Entwicklung mit einbringen. Isabellenhütte Heusler ist mit seiner Expertise für Präzisionsmesstechnik für die eichrechtskonforme Erfassung, Speicherung und Bereitstellung der Energiedaten verantwortlich. »Wir bringen hier die zweite Generation Gleichstromzähler ein«, erläutert Dr. Jan Marien, Entwicklungsleiter bei Isabellenhütte. »Der weiterentwickelte IEM-DCR lässt sich für verschiedene Leistungsgrößen auslegen, ist mechanisch kompakter und bietet mehr Kommunikationsschnittstellen für einen flexibleren Einsatz.«
Gleich an drei Messpunkten erfasst der Gleichstromzähler eichrechtskonform Daten:
- die Energiemenge, die aus dem Speichersystem in den Bus geladen wird,
- die Energiemenge, die in den Speicher hinein- oder aus dem Speicher hinausfließt; hier geht es um die Überwachung des internen Energieflusses,
- die Energiemenge, die aus dem Netz bezogen wird.
All diese anfallenden Daten sollen nicht nur eichrechtskonform gemessen werden, sondern auch rechtssicher in eine Cloud übertragen und aus der Cloud heraus für den Anwender (Busbetreiber, Netzbetreiber oder Betreiber der Ladestation) verfügbar gemacht werden. Neben der vereinfachten Abrechnung der Energiemengen könnte die Datenerfassung auch zur Etablierung eines netzdienlichen Speichers beitragen.
Dazu zählen Aspekte wie das Laden bei günstigen Strompreisen oder auch das Rückspeisen von gespeicherter Energie, wenn Engpässe im Stromnetz auftreten. Diese Möglichkeiten werden in der Umsetzungsphase des Projekts erprobt.
