EV-Flottendepots: 3 Erfolgsfaktoren

Der Transport von Personen und Gütern ist schätzungsweise für mehr als ein Viertel der gesamten globalen Kohlenstoffemissionen verantwortlich. Regierungen weltweit arbeiten daran, den CO2-Ausstoß zu reduzieren mit dem konkreten Ziel, dass bis zum Jahr 2040 83 Prozent aller Busse weltweit emissionsfrei fahren. Die Netto-Null-Ziele tragen dabei nicht nur zu mehr Nachhaltigkeit bei. Im Vergleich zu herkömmlich angetriebenen Fahrzeugen ergeben sich mit dem Umstieg auf Elektromobilität auch Kosten- und Vermögensvorteile.

Raffael Loock, Vertrieb ABB Energieverteilungslösungen Schwerpunkt Ladeinfrastruktur, erklärt warum die drei Aspekte bei der Planung von Ladestationen für E-Fahrzeug-flotten so wichtig sind: „Die Ladeinfrastruktur ist das Rückgrat einer jeden Elektroflotte und muss den Leistungsanforderungen der zu ladenden Fahrzeuge entsprechen. Der Erfolg eines Neu- oder Umbauprojekts zum Laden von Elektrofahrzeugen hängt von drei wichtigen Faktoren ab: Infrastruktur, Elektrik und Mechanik.“

In der Anfangsphase der Projektentwicklung ist das Prüfen der bestehenden Standortbedingungen von entscheidender Bedeutung. So ist beispielsweise zu klären, wie viel Fläche für die elektrische Infrastruktur zum Laden einer elektrifizierten Flotte benötigt wird.

Bereits in dieser frühen Phase sollte ein Planungsteam mit dem lokalen Energieversorger zusammenarbeiten, um Quantität und Qualität der verfügbaren Energie zu bestimmen. Dabei sollten der Einsatz erneuerbarer Energien für die Stromerzeugung vor Ort sowie die Möglichkeiten von Energiespeicherung und -management berücksichtigt werden.

Auch die Reichweite der Fahrzeuge ist wichtig. Genaue Daten zu der von der elektrifizierten Flotte zurückgelegten Strecke werden darüber entscheiden, ob zusätzlich zur Aufladung im Hauptdepot über Nacht auch eine Aufladung auf der Strecke erforderlich ist. Diese Kriterien sind ausschlaggebend für die Höhe der Vorabinvestitionen, die für die Umstellung auf Elektrofahrzeuge erforderlich sind.

Die Umstellung auf eine E-Fahrzeugflotte ist meist nur ein erster Schritt. Um ein späteres Flottenwachstum zu ermöglichen, muss die neue Infrastruktur von vornherein skalierbar geplant werden. Eine Erweiterung der Fahrzeugflotte erfordert ein umfassendes Verständnis der Effizienz der Ladevorgänge, der Abfederung von Lastspitzen und der allgemeinen Steuerung des jeweiligen Stromnetzes.

Gegebenenfalls muss das Stromnetz für ein E-Fahrzeug-Depot weit mehr als das 10-fache der Leistung liefern, die für ein konventionelles Depot erforderlich wäre. Dieser erhöhte Strombedarf erfordert unter Umständen eine Aufrüstung der Stromversorgung des Standorts auf eine Mittelspannungsebene von 10.000 bis 42.000 Volt. Aus Sicherheitsgründen ist für elektrische Schaltanlagen und Komponenten mit höherer Spannung die Aufstellung innerhalb eines Gebäudes vorgeschrieben, etwa in einem geprüften und zertifizierten Schaltschrank oder in einem eHouse.

Bei kleineren Betriebshöfen kann der Einsatz eines Batterie-Energiespeichersystems (BESS) die Notwendigkeit einer Aufrüstung auf Mittelspannung abwenden, indem der Strom durch eine Standard-Niederspannungsversorgung „aufgestockt“ wird, während die Fahrzeuge geladen werden. Für Busdepots kann eine Option auch darin bestehen, eine Solarstromerzeugung mit Lastoptimierung in Verbindung mit einem BESS zu nut-zen. Eine solche Architektur trägt dazu bei, die Anforderungen an die Versorgungsinfr-struktur zu minimieren und einen ersten Schritt in Richtung einer elektrifizierten Flotte zu machen.

Unabhängig von der Konfiguration der elektrischen Komponenten ist ein digitales Energiemanagementsystem erforderlich, das Stromnetz, Infrastruktur, Ladesysteme und Fahrzeuge so koordiniert, dass sie effizient zusammenarbeiten.

Das Kabelmanagement und die Bereitstellung einer Verbindung zwischen dem Ladegerät und dem Fahrzeuganschluss stellen die Anforderungen an die Mechanik dar. Grundsätzlich kann gewählt werden zwischen manuell betriebenem Hochleistungsladen, d. h. Ladegeräten, die von Hand eingesteckt werden, und automatischem Bus- und Transitladen, bei dem die Ladeschnittstelle zum Laden automatisch vom Fahrzeugdach angeh-ben wird.

Ein Modell für die Implementierung von Depot-Ladeinfrastrukturen reduziert den Arbeitsaufwand vor Ort und gewährleistet eine reibungslose Inbetriebnahme, unabhängig von der Größe der Flotte oder der Komplexität des zu errichtenden Standorts.

Lösungsarchitekturen können eine Reihe von optimierten Netzwerkkomponenten kombinieren, erlauben schnellere Planungen, Produktionsabläufe sowie Start- und Inbetriebnahmeprozesse.

Die Implementierung von Lösungsarchitekturen kann oft auf modularer und skalierbarer Basis erfolgen. Dies ermöglicht vereinfachte Upgrades oder Ergänzungen, wenn der Flottenbetrieb wächst und sich der Bedarf an Energie und Elektrifizierungsinfrastruktur erhöht.

„Elektromobilität umfasst weit mehr als die Installation einzelner Ladesysteme und sollte daher gesamtheitlich betrachtet werden. Unsere Lösungsarchitektur verstehen wir als größtmöglichen Vorteil für den Kunden. Unsere schlüsselfertigen und skalierbaren Lösungen von der Mittelspannungseinspeisung bis zum Ladepunkt ermöglichen es uns, dem Kunden alles aus einer Hand anzubieten“, betont Loock. „Wir setzen Produkte aus dem eigenen Haus ein, um unsere Lösungen skalierbar zu gestalten – von unserer öko-effizienten Mittelspannungsschaltanlage SafePlus Airplus mit alternativem Gas (GWP<1) über die intelligente Niederspannungsschaltanlage MNS3.0 bis hin zu unseren zuverlässigen Ladestationen aus der HVC Serie. Mit dem ABB OPTIMAX® Last- und Lademanagementsystem besteht noch eine zusätzliche Möglichkeit, CO2-Emissionen zu reduzieren und Energiekosten zu senken.“