Neueste technologische Entwicklungen

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1 FACHTAGUNG NAHVERKEHR DER ZUKUNFT, 19. JUNI 2017 Neueste technologische Entwicklungen Dr. Alexandre Oudalov, Manager Power Systems of the Future, ABB Power Grids division

2 Agenda Technology Netzintegration Batterien Netzdienstleistungen June 16, 2017 Slide 2

3 Herausforderungen in Städten und Agglomerationen Mobilität Luftbelastung Staus Zunehmende Anzahl Pendler Zunehmende Länge des Arbeitsweges. Zunehmendes Freizeitbedürfnis Agglomerationen wachsen. 10 Millionen Sterbefälle durch Luftbelastung weltweit (World Health Organisation). Individualverkehr wird sich bis 2030 verdoppeln. Geschätzte Kosten von Staus: 2-4% des Bruttosozialproduktes. Neue Technologien und neue Geschäftsmodelle für den Nahverkehr des 21. Jahrhunderts 16. Juni 2017 Folie3

4 Zukünftige Richtungen Elektrifizierung Personalisierung Digitalisierung Reduzierte Luft- und Lärmbelastung. Verbesserter Reisekomfort. Tiefere Betriebskosten. On-demand travelling individuelle Reiseplanung. Multi-modeler Verkehr. Autonome Fahrzeuge weniger Unfälle. Real time Kommunication zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur. Mobility as a Service (MaaS). Netzintegration von Elektrofahrzeugen = Dienstleistungen. Neue Technologien und Digitalisierung für besseren Fahrkomfort und Kundenerlebnis 16. Juni 2017 Folie4 v2v vehicle to vehicle, v2i vehicle to infrastructure communication

5 Vom Fahrzeug zum Netz Batterien Ladeinfrastruktur Netzintegration Schnelle Lade- und Entladezyklen. Sicherheit und Verfügbarkeit. Kosten und Lebensdauer. Second life der Batterien. Schnelles und einfaches Laden. Kontaktloses Laden. Optimaler Standort kompakt. Harmonisierte Standards. Optimale Energiebezug. Flottenoptimierung. Netzdienstleistungen Intelligente Integration der Fahrzeugflotte im Netz 16. Juni 2017 Folie5

6 Batterien Stand der Technik E-bus models available on the market Batterie ist der Dieseltank des Elektrobusses. Zwei Typen von Batterien haben sich durchgesetzt 350 Lithium Iron Phosphate Lithium titanate Battery size, KWh Passengers 16. Juni 2017 Folie6 Data source: ZeEUS ebus report, 2016

7 Batterien Stand der Technik Batterie ist der Dieseltank des Elektrobusses. Zwei Typen von Batterien haben sich durchgesetzt. Kriterien für Batterien: Sicherheit Lebensdauer und Anzahl Ladezyklen Ladezeit Gewicht und Grösse Kosten. 16. Juni 2017 Folie7

8 Batterien Kosten der Batterien - Entwicklung Batterie ist der Dieseltank des Elektrobusses. Zwei Typen von Batterien haben sich durchgesetzt. Kriterien für Batterien: Sicherheit Lebensdauer und Anzahl Ladezyklen Ladezeit Gewicht und Grösse Kosten. Volumen der Batterieproduktion ist massiv angestiegen (TESLA, SAMSUNG, etc) - Individualverkehr. Elektrobusse können von Preisreduktionen profitieren. 16. Juni 2017 Folie8

9 Batterien Alterung und Leistungsreduktion Alterung durch Gebrauch Alterung durch Zeit Batterien unterliegen der Alterung und Leistungsreduktion durch Gebrauch und Zeit Cyclic Aging und Calendar Aging. Alterung in allen Komponenten: negative und positive Elektroden, Electrolyt, Gehäuse und Trennmedium Stressfaktoren: Temperatur, Maximale Entladetiefe Status der Ladung Lade- und Entladeströme. Flüssige Kühlung (Wasser) wird empfohlen für Batterielebensdauer über 10 Jahre. 16. Juni 2017 Folie9 Source of image: skywriting-net

10 Ladeinfrastruktur Typen von Ladeinfrastrukturen inkl kontaktlos Elektrobusse können wie folgt geladen werden: - Langsames Laden im Depot (25-50 kw, Stunden) - Schnelles Laden an Endstationen der Linien ( kw, Minuten) - Sehr schnelles Laden an Haltestellen (500+ kw, Sekunden) Konduktive und induktive (kontaktlos) Technologien sind verfügbar. Harmonisierung der Standards sind entscheidend für die flächendeckende Anwendung im Nahverkehr. Spezialfall: Kontaktloses Laden während der Fahrt auf speziellen Elektrostrassen 16. Juni 2017 Folie 10

11 Netzintegration Einfluss auf das Netz Netzbelastung ist planbar für den öffentlichen Nahverkehr (Fahrpläne). Mögliche Belastungen sind: Spannungsabfall Ueberlastung von Netzbereichen. Netzberechnungen und eventuelle Netzverstärkungen durch intelligenten Ladesystem zusammen mit zusätzlichen Kompontenten wie zb Way Side Energy Storage, erneuerbare Energien, Reactive power compensation. Zusammenspiel von Netzinfrastrukturen und Elektobussen ist entscheidend. 16. Juni 2017 Folie 11

12 Netzintegration Flottenmanagement Neusteste Technologien erlauben ein Internet of Things (Sensoren, mobile Kommunication, Datenspeicherung, AI, etc.). Cloud Plattform für Betrieb und Unterhalt von bemannten und unbemannten Flotten. Kontinuierliche Steuerung und Kontrolle: real-time, automatisierte Einsatzplanung Intelligente Routenführung basierend auf Verkehrsaufkommen, Ladezustand, Transportbedürfnisse Energiemanagement (Energieeinkauf und Netzbelastung) Ueberwachung, Diagnose, vorsorgliche Wartungen der Infrastruktur (Rolling Stock und Infrastruktur). 16. Juni 2017 Folie 12 Image source: BestMile

13 Netzdienstleistungen Dienstleistungen für das Netz und die Kunden Storage on wheels und die Ladeinfrastruktur auf der Linie: Möglichkeiten von Netzdienstleistungen für den Stromlieferanten und den Endkonsumenten: Netzunterstützung (d.h. Frequenzregulierung, Spannungshaltung, etc.) Netzinfrastruktur (e.g. Netzausbau, Unterstützung bei Netzüberlastungen, Hilfe bei Stromausfällen) Endkonsumenten (Unterstützung für Demand Side Management, Verfügbarkeit, Power Quality) Netzdienstleistungen als Zusatzgeschäft für Busbetreiber und Stromversorger. Transmission grid services Distribution grid services 16. Juni 2017 Folie 13

14 Netzdienstleistungen Autonome Fahrzeuge Strompreise werden in der Zukunft flexibler sein. D.h. Ladezyklen im Depot oder ausserhalb des Depots können angepasst werden. Autonome Fahrzeuge könnten : Autonom zu einem besseren Ladestandort fahren z.b. Aufladen direkt beim Kraftwerk (ohne Netznutzung) Elektrobusse als Stromlieferanten, d.h. Laden beim Kraftwerk und Entladen in der Stadt. Futuristische Szenarien gibt es. 16. Juni 2017 Folie 14 Image source: Olivier Goka

15 Summary A new generation of electric buses June 16, 2017 Slide 15

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