Pod koniec grudnia 2020 r. w jednej z dzielnic Kolonii, Bocklemünd, stanęła stacja ładowania autobusów elektrycznych o mocy ładowania do 500 kW. Uruchomienie stacji nastąpiło w kwietniu 2021 r. Stacja ładowania jest rezultatem projektu badawczego finansowanego przez Federalne Ministerstwo Transportu i Infrastruktury Cyfrowej (BMVI) oraz przez Biuro Zarządzania Projektami Projektträger Jülich (PTJ). Z zewnątrz stacja ładowania autobusów elektrycznych przypomina ogromny betonowy blok. Za to jej wnętrze jest świadectwem wysokiego poziomu technicznego, know-how oraz sporej dawki odważnej innowacji, dzięki którym możliwe było wykorzystanie w transporcie publicznym autobusów ładowanych elektrycznie. Dodatkowo wszystko zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju. Bo, po pierwsze, energia elektryczna jest generowana z energii hamowania tramwajów, która w przeciwnym razie zostałaby bezpowrotnie utracona. Po drugie, magazyn energii w takiej stacji ładowania składa się z regenerowanych akumulatorów.
KAŻDY AKUMULATOR MA SWOJĄ WŁASNĄ HISTORIĘ I SWOJĄ WŁASNĄ CHARAKTERYSTYKĘ. TO UTRUDNIA ŁĄCZENIE ICH W STABILNY SYSTEM MAGAZYNOWANIA ENERGII. – Nicolaj Fehringer, partner zarządzający Biura Inżynierskiego Fehringer
Od odpadów niebezpiecznych do systemu magazynowania energii
Zastosowano zużyte zespoły akumulatorów trakcyjnych z samochodów elektrycznych firmy Ford Werke GmbH. Akumulatory były za słabe, aby służyć jako bateria trakcyjna w samochodzie elektrycznym. Są one jednak jeszcze na tyle wydajne, że mogą być używane jako tymczasowe magazyny energii. „To tchnięcie nowego życia w te urządzenia” – ujmuje to krótko Nicolaj Fehringer, partner zarządzający Biura Inżynierskiego Fehringer. „W przeciwnym razie skończyłyby jako odpady niebezpieczne dla środowiska, mimo że nadal wykazują do 80 procent swojej pierwotnej pojemności”.
W kwietniu 2021 roku w Kolonii, w dzielnicy Bocklemünd uruchomiono stację ładowania autobusów elektrycznych o mocy ładowania do 500 kW. Zdjęcia: Holger Jacoby/vor-ort-foto.de
288 używanych akumulatorów staje się magazynem energii
Największa przeszkoda? Każda akumulator ma „własną historię, własną charakterystykę”. Utrudnia to ich szeregowe łączenie w stabilny system magazynowania energii, który będzie podstawą stacji ładowania autobusów elektrycznych. Ale jest i rozwiązanie: „Opracowany przez nas system zarządzania akumulatorami doprowadza je do wspólnego poziomu napięcia. W tym celu napięcie każdego akumulatora jest osobno mierzone i równoważone” – wyjaśnia Nicolaj Fehringer. Brzmi to niestety prościej, niż jest w rzeczywistości. Trzeba było bowiem opracować własny system zarządzania akumulatorami, specjalnie dostosowany do koncepcji ponownego wykorzystania używanych baterii. Nadrzędny system zarządzania energią, który również został w tym celu opracowany, zapewnia funkcjonalne współdziałanie wszystkich komponentów systemu.
MM-40399_GWA_Referenz_Fehringer_JAC_20210520-wago-045_2000x1125.jpg Łącznie 288 starych akumulatorów trakcyjnych z samochodów elektrycznych firmy Ford Werke GmbH jest wykorzystywanych jako magazyny energii. Zdjęcia: Holger Jacoby/vor-ort-foto.de
O WYBORZE TECHNOLOGII WAGO DO KOMUNIKACJI I STEROWANIA ZADECYDOWAŁA MOŻLIWOŚĆ KORZYSTANIA Z SYSTEMU LINUX® JAKO ŚRODOWISKA OTWARTEGO, ŁATWEGO I PROGRAMOWALNEGO. – Nicolaj Fehringer, partner zarządzający Biura Inżynierskiego Fehringer
Linux®– system otwarty i programowalny
Elementem kluczowym jest zrównoważenie źródeł energii. Algorytmy potrzebne w tym celu opracował i zaimplementował 8-osobowy zespół z biura konstrukcyjnego Fehringer na sterownikach (PLC) firmy WAGO, bazujących na systemie Linux®. Intensywne prace trwały półtora roku. „To właśnie otwartość i łatwość programowania w otwartym systemie Linux® zadecydowała o wyborze techniki WAGO do komunikacji i sterowania” – mówi Nicolaj Fehringer. i dodaje, że „ważne było aby nasze bazy danych oparte na systemie Linux® zostały zintegrowane z magazynem energii”.
TA ŁĄCZĄCA W SOBIE WIELE NOWOCZESNYCH ROZWIĄZAŃ STACJA ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH POKAZUJE, JAKA SIŁA TKWI W ZRÓWNOWAŻONEJ INNOWACJI. – Jeff Witting, RheinEnergie AG
Flagowy projekt dla zrównoważonego rozwoju
W tym złożonym systemie energia elektryczna musi być przekształcona dwukrotnie: pierwszy raz z prądu stałego (DC) energii hamowania na prąd zmienny (AC) w akumulatorze, a drugi raz w celu dostarczenia prądu stałego (DC) do punktu ładowania autobusów. „Mimo to sprawność energetyczna jest nadal większa niż pojazdów napędzanych benzyną” – mówi Nicolaj Fehringer. Ponadto, wykorzystana energia hamowania sprawia, że marnowaną wcześniej energię można wykorzystać, a zużytym akumulatorom samochodowym dać drugie życie. Stacja ładowania autobusów elektrycznych z innowacyjnym systemem zarządzania bateriami i energią jest zatem flagowym projektem, który redukuje negatywne aspekty e-mobilności i zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju poprawia bilans energetyczny. Dokładnie to potwierdza Jeff Witting z firmy RheinEnergie AG, zleceniodawcy projektu: „Jesteśmy po prostu zachwyceni. Ta łącząca w sobie wiele nowoczesnych rozwiązań stacja ładowania autobusów elektrycznych pokazuje, jaka siła tkwi w zrównoważonej innowacji. Koncepcja ta jest jedyna w swoim rodzaju w Niemczech. Wyróżnia się wykonaną pracą badawczą, śmiałą innowacyjnością, technicznym know-how oraz zgodnością z zasadami zrównoważonego rozwoju w energetyce, na które kładzie się tak duży nacisk”.
Wykorzystany w stacji ładowania autobusów prąd elektryczny generowany jest z energii odzyskiwanej podczas hamowania tramwajów, która w przeciwnym razie zostałaby bezpowrotnie utracona. Zdjęcia: Holger Jacoby/vor-ort-foto.de
Stacja ładowania autobusów elektrycznych
Łącznie 288 wycofanych z eksploatacji akumulatorów do samochodów elektrycznych firmy Ford Werke GmbH zostanie połączonych w jeden duży magazyn energii. Zdjęcia: Holger Jacoby/vor-ort-foto.de
