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Batteriewechsel

Die sieben Elemente der E-Tankstelle der Zukunft

Batteriewechsel in max. 1,5 Minuten

Der Batteriewechsel in max. 1,5 Minuten (technische Wechselzeit: 20 Sekunden!) eliminiert Wartezeiten, wie sie bei dem Plug-in-System auftreten. Das bedeutet sichere E-Mobilität ohne den teuren Zeitverlust. Diese Komponente kann allein oder in Kombination eingesetzt werden und gewährleistet einen produktiven Flottenbetrieb.

Der Batteriewechsel führt zu höheren Nutzerfrequenzen (bis zu 1000 Abfertigungen am Tag) wodurch E-Tankstellen dann Discountpreise, klassischen Komfort, Dual-Use-Speicherdienst sowie systeminterne Netzentlastung (systemisch gesteuertes Laden statt Netzproblemen durch permanente Batterieaggregation) anbieten können.

Plug-in-Hubs mit flexibler Aufladung

Zentralisierte Plug-in-Systeme garantieren eine kontrollierte Ladung mit mehr als 24 Steckverbindungen. Dies umfasst normales Plug-in (AC-Laden) und schnelles Plug-in (DC-Laden). Der Energiespeicher (in der Regel: 2 x 0,7 MW-Container) wird netzkonform geladen und damit gesteuert. Dadurch kann das Ladestationsdilemma (siehe extreme Allokation, Überversorgungspflichten) vielerorts beseitigt werden.

Auch Fahrzeuge mit austauschbarer Swapping-Technologie können dieses Angebot über ein zusätzliches Kabel nutzen.

Zusätzliche Informationen zum Standard Plug-in-Hub:

Der Standard-Plug-in-Hub ist eine Energie-Einheit mit zwei 20-Fuß-Containern, die zu geringen Kosten über Nacht oder durch Containertausch aufgeladen werden können.

In Zusammenarbeit mit großen Windparks transportieren selbstaufladende E-Container-LKWs gefüllte Batteriecontainer von nahegelegenen Windparks zu den "7 in 1"-Stationen, wo die leeren Container sofort ersetzt werden. Dies ermöglicht sehr niedrige Plug-in-Preise aufgrund der minimalen Kosten für grüne Überschussenergie.

Dual-Use-Speicher zur Energieregulierung

In den Superhubs können recycelte, gebrauchte Batterien als Speicher für sekundäre und tertiäre Regelenergie sowie zur Redundanz bereitgestellt werden und aktive Fahrzeugbatterien mit Hilfe von Stromrichtern, Transformatoren und Energie- und Batteriemanagementsystemen in die Lage versetzt werden, den steigenden Bedarf an ausgleichenden Speichersystemen (Verbindung von Netz und Mobilität) weitgehend zu decken.

Diese Regelleistung ist Teil der Kompensation, die im Rahmen der Energiebereitstellung zur Deckung von Energieverlusten und zur Minimierung einspeisebedingter Leistungsschwankungen erforderlich ist (§ 3 EnWG). Sie wird von den Übertragungsnetzbetreibern eingekauft und ihre Kosten werden auf die für die Energieabweichungen Verantwortlichen (Bilanzverantwortliche) umgelegt.

Die Vergütung erfolgt zu einem Leistungspreis (in €/MW), der die verfügbare Bereitstellung der Regelleistung honoriert; bei Sekundär- oder Tertiärregelleistungen wird ein dezentral definierter Mehrpreis (in €/MW) für die reale Nutzung gezahlt (Ausnahme: Primärregelleistung pro ENTSO-E).

Eine Batterie-Ladezeit von ≤ 0,5 C (2 Stunden) durch unsere systemimmanente, speicherbasierte stationäre Ladetechnik (flexible Ladung) vermeidet umfassend punktuelle Belastungen (siehe lokale Stromversorgungssysteme) und bietet zusätzliche Kostenvorteile von bis zu einem zweistelligen Milliardenbetrag (siehe Deutschland). Positive Speichereffekte für das Smart Grid, das für seine Volatilitätsprobleme permanent Regelenergie benötigt, können durch die Superhubs gewährleistet werden. Sie werden somit zu wesentlichen systemsichernden Elementen der angestrebten erneuerbaren Energieversorgung und des zukünftigen Betriebs virtueller Kraftwerke (siehe volatile Quellen).

 

Batterie-Wechselstation

 

Einsparung von Energiekosten

Aufgrund der sehr hohen nominalen Nutzerfrequenz von praktisch bis zu 1000 E-Autos am Tag und des Mengenvorteils der E-Tankstellen (Superhub) können die benötigten Strommengen im besten Fall zu 5-6 Cent/kWh bezogen werden, wenn die Mehrkosten aus Stromerzeugung, Stromverteilung und tradierten Steuern/Abgaben eingedämmt werden können. Darüber hinaus werden zusätzliche Einnahmen durch die Bereitstellung von Regelenergie erzielt, so dass alle diese Faktoren zusammen einen kWh-Preis von etwa 20 Cent für den Verbraucher ermöglichen könnten. Damit bietet das System mittelfristig niedrigere Stromversorgungspreise als alle gängigen Steckdosensäulen (AC und DC) oder gewöhnlichen AC- und DC-Hausanschlüsse, und wird wettbewerbsfähig gegenüber "fossiler" Antriebsarten.

Eine Standard-Wechselstation benötigt maximal 3 Millionen kWh pro Jahr. Ein Netz von 30 normalen Stationen benötigt mehr als 80 Millionen kWh pro Jahr. Diese Mengen sind außerordentlich hoch und sichern optimale Strombezugspreise.

Komfort der herkömmlichen Tankstellen

Der Super-Hub bietet eine attraktive Vision für die zukünftige Nutzung von Tankstellen, inklusive des bekannten Komforts und der heute gängigen Dienstleistungen wie Autowäsche, Nachteinkäufe, etc. Eine starke Nutzung könnte auch ausreichende Einnahmen in zusätzlichen Dienstleistungsbereichen sichern.

Sehr hohe Batterie-Lebensdauer

Die derzeit eingesetzten Lithium-Ionen-Batterien werden im Super-Hub exorbitant geschont, wenn sie nicht schnell, sondern nach einem Batteriewechsel in ≤ 0,5 C (2 Stunden) schonend geladen und dann zur kontinuierlichen Netzstabilisierung eingesetzt werden (siehe Regelleistung).

Aufgrund der systemimmanenten, speicherbasierten stationären Ladetechnik (flexible Ladung) werden umfassend punktuelle Belastungen vermieden und die Autobatterien durch den Regelenergieeinsatz effizient gehalten (Lebensdauereffekt insgesamt: Faktor 4-5 im Vergleich zur Schnellladung).

Blackout-Vorsorge

Durch kontrolliertes Wiederaufladen (mindestens ≤ 0,5 C) und die Bereitstellung von Speicherkapazität (siehe Regelenergie) trägt die E-Tankstelle der Zukunft selbst zur Blackout-Prävention bei. Die Sektorkopplung Mobilität/Netz schafft eine Win-Win-Situation: Die Batterieaggregate werden genutzt, um Speicherkapazitäten für das Smart Grid anzubieten, das eine permanente Speicherreserve benötigt, um die negativen Auswirkungen der Volatilitäten der Ökostromversorgung auszugleichen (siehe Primärreserve, Sekundärreserve und Minutenreserve) und das Smart Grid zu entlasten. Somit sollten Wechselstationen und virtuelle Kraftwerke als gemeinsames System verwaltet werden.

Mit der sukzessive wachsenden Infrastruktur des Super-Hub-Systems können landesweit risikolos mehrere Milliarden Euro an Netzerweiterungsinvestitionen eingespart werden. Diese stünden vor allem den Kommunen für andere Aufgaben im Zusammenhang mit der Energie- und Mobilitätswende zur Verfügung.

Eine Grafik zur Visualisierung der Blackoutgefahr durch E-Mobilität plus 5G-Ausbau finden Sie hier.

 

Die Vorteile auf einen Blick

  • Effiziente Kopplung von Mobilität und Energie für den Speicherbedarf zukünftiger virtueller Kraftwerke.
  • Sicherung der Funktionalität und Effizienz von Smart Grids.
  • Geringerer Batteriebedarf durch Überkompensation und häufige Bewertung der Batterien im Prozess des Austauschs/Aufladens/Rücktauschs.
  • Erhalt traditioneller Tankstellen
  • Milliardenhohe Einsparungen und geringe Investitionskosten durch Verzicht auf Ladesäulenausbau und daran gekoppelte Netzinvestitionen
  • Attraktive niedrige kWh-Preise im Vergleich zu AC/DC-Laden
  • Höhere Frequenzen als AC/DC-Laden
  • Reduzierung der Recyclingaufwendungen bei Batterien
  • Direkte Nutzung der Altbatterien als Sicherheitsspeicherung im Rahmen der geordneten Smart Grid-Speicherbereitstellung (pro 2 MW Normalspeicher 1 MW Sicherheitsspeicher).

 

Der SWAPTOPUS®

Unser Zukunftsprodukt heißt SWAPTOPUS® und nutzt die frisch aufgeladenen Akkus der Wechselstation für 100 MWh und mehr pro Tag zur Bereitstellung von Speicherenergie für das volatile Stromnetz der Zukunft. Der SWAPTOPUS® ist eine Energiestation für Mobilität und Netz. Aus der E-Tankstelle wird ohne Funktionsverlust ein Autoakku-Speicherkraftwerk, z.B. für Regelenergie oder „Peakshaving“.

Das BWS-Batteriespeicherpotenzial wird genutzt für:

  • den Regelenergiebedarf
  • das Lastmanagement
  • das Bilanzkreismanagement
  • die netzdienliche Betriebsführung ortsnaher Micro Grids
  • die höchstmögliche Nutzung von Batterien (inkl. Erholungseffekten und Kostenminimierung)

Der Mehrbedarf an Batterien kann im SWAPTOPUS®-System durch mehr Effizienz und lange Batterielebensdauer weit überkompensiert werden.

Die Funktionsweise des SWAPTOPUS® ist anhand der Grafiken ersichtlich:

 

 

 

Sollten Sie mehr über unsere Projekte erfahren wollen, dann kontaktieren Sie uns gerne.