Leinfelden-Echterdingen/Hannover – Življenjski cikel pogonskega akumulatorja se ne konča nujno po uporabi v vozilu. To dokazuje pilotni projekt GUW+ družbe Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG, pri katerem podjetje Daimler Buses sodeluje kot partner. V projektu, napovedanem v letu 2021, so akumulatorski sistemi iz mestnih avtobusov Mercedes-Benz eCitaro zaživeli drugo življenje kot stacionarni zbiralnik energije. Inovativno rešitev zbiralnika energije je razvilo in uvedlo podjetje Mercedes-Benz Energy GmbH. Sistem za shranjevanje v usmerniški postaji Üstra, ki je zdaj začel delovati v Hannovru, omogoča skupno in hkratno napajanje z energijo električnih avtobusov eCitaro in mestne železnice podjetja javnega potniškega prometa.

Stacionarna rešitev shranjevanja v tem pilotnem projektu ni le regenerativna in nastavljiva, temveč jo je mogoče individualno prilagoditi tudi za druga področja uporabe in ustrezno nadgraditi. Dodatne prednosti: nadaljnja uporaba akumulatorjev v drugem življenju (Second Life) kot stacionarni zbiralnik energije zmanjša stroške življenjskega cikla avtobusa eCitaro. Poleg tega družba Üstra uporablja obstoječo infrastrukturo stavb, električno omrežje in močnostno elektroniko, kar pozitivno vpliva na stroške investicije in omogoča nadaljnje možnosti amortizacije. Skupna kapaciteta stacionarnega hranilnika električne energije je več kot 500 kWh. Sestavlja ga 28 akumulatorskih sistemov »Second Life« iz avtobusov Mercedes-Benz eCitaro. Vsak mestni avtobus eCitaro ima zmogljive akumulatorske pakete NMC, ki zdaj, ko dosežejo svojo določeno mejo dosega, prvič dobijo priložnost za drugo življenje v stacionarnem zbiralniku energije pilotnega projekta GUW+ v Hannovru.

Stacionarni zbiralnik električne energije zagotavlja drugo življenje za akumulatorje električnih avtobusov
Podjetje Daimler Buses v okviru svojega razumevanja trajnosti celostno obravnava življenjski cikel avtobusov in njihovih akumulatorskih sistemov. Ko električni pogonski akumulator NMC v popolnoma električnem mestnem avtobusu Mercedes-Benz eCitaro brez lokalnih izpustov in s tihim delovanjem po približno petih do šestih letih uporabe doseže približno 80 odstotkov svoje prvotne kapacitete, ga je načeloma treba zamenjati, da se zagotovi zahtevani doseg mestnih avtobusov.

Pri stacionarnem obratovanju, kjer imajo izgube kapacitete le manjšo vlogo, pa akumulatorji ostanejo popolnoma delujoči do deset let. Ponovna uporaba akumulatorjev v drugi fazi (Second Life) v obliki stacionarnih modulov za zbiralnik energije tako povečuje njihove gospodarne koristi in podpira okoljsko bilanco avtobusa eCitaro. Akumulatorji v pilotnem projektu družbe Üstra v stacionarnem zbiralniku električne energije trenutno še vedno izhajajo iz mestnih avtobusov eCitaro, s katerimi je podjetje Daimler Buses opravilo na tisoče kilometrov testnih voženj. V prihodnosti bo mogoče stacionarni zbiralnik energije razširiti z akumulatorji, ki bodo odstranjeni iz 49 popolnoma električnih enodelnih in zgibnih avtobusov eCitaro, ki jih družba Üstra trenutno uporablja.

Krogotok lokalnega shranjevanja in oddajanja električne energije v Hannovru
Usmerniška postaja v Hannovru oskrbuje mestno železnico in električne avtobuse družbe Üstra ter je priključena na javno električno omrežje. Zbiralnik energije služi kot začasni hranilnik za učinkovito uporabo energije, nastale iz rekuperacije, pri obratovanju mestne železnice. Pri tem shranjena energija omogoča izravnavo konic obremenitve in nemoteno delovanje v primeru izpadov omrežja.

Poleg tega se družba Üstra osredotoča tudi na oskrbo javne polnilne infrastrukture in oddajanje presežnih kapacitet v javno električno omrežje. Kadar se proizvede preveč električne energije in so v javnem omrežju zaznane povečane potrebe, je treba te konice prestreči, razbremeniti električno omrežje in preprečiti scenarije popolnega izpada napajanja z energijo. Družba Üstra je na svojem zemljišču postavila posebej zasnovano polnilno postajo za polnjenje lastnih električnih avtobusov prek zbiralnika usmerniške postaje.

Pilotni projekt za prvo integracijo rabljenih akumulatorjev električnih avtobusov iz predserijskih vozil eCitaro je bil od leta 2021 v izvedbeni fazi. Zdaj se je zaključil s popolno integracijo zbiralnika električne energije ter zagotavlja redno, varno in dolgoročno delovanje brez motenj. Poskusna in identifikacijska faza sta poleg intenzivnih testiranj vključevali tudi implementacijo tega sistema za shranjevanje v celotno tehnično okolje družbe Üstra, vključno z elektrotehničnimi nadzornimi sistemi električnega omrežja mestne železnice ter z dokončanjem koncepta protipožarne zaščite.

Od pilotnega projekta zbiralnika električne energije do nadgradljive serijske rešitve
Koncept pilotnega projekta stacionarnega zbiralnika električne energije GUW+ je namenjen predvsem potrditvi možnosti, da se zbiralnik opremi z akumulatorji iz voznega parka avtobusov eCitaro družbe Üstra, ko ti dosežejo mejo kapacitete. Od leta 2020 je družba Üstra v svoj vozni park postopoma dodala 49 električnih mestnih avtobusov eCitaro, katerih 490 akumulatorjev bo predvidoma od leta 2026 postopoma vključenih v rešitev zbiranja energije »Second Life«. S tem bi lahko družba Üstra pokrila vse svoje potrebe po energiji z lastnimi akumulatorji v stacionarnem zbiralniku energije »Second Life« in povečala gospodarnost.

Projekt za podaljšanje življenjske dobe akumulatorjev električnih avtobusov je v osnovi nadgradljiv po velikosti in obsegu. Zato je primeren kot osnova za nadaljnji razvoj koncepta in njegovo prihodnjo implementacijo v obliki ekonomsko učinkovite serijske rešitve, ki akumulatorjem vozil eCitaro nudi drugo življenje.

Potenciali stacionarnih zbiralnikov energije za podjetja javnega potniškega prometa
Stacionarni zbiralnik energije lahko družba Üstra in druga podjetja javnega potniškega prometa po potrebi demontirajo in prilagodijo svojim potrebam. Cilj je na primer doseči rešitev zbiranja energije, ki ni odvisna od obstoječih prostorov na zemljišču podjetja in jo je mogoče fleksibilno integrirati v različne pogoje okolice. Nadaljnja perspektiva je vključitev napajanja drugih vozil na električni pogon v polnilno infrastrukturo, kot so komunalna vozila ali osebna vozila zaposlenih. Shranjevanje energije za uporabo v lastni delavnici ali v območjih administrativnega upravljanja podjetja vodi k znatnemu povečanju gospodarne koristi te investicije upravljavca v drugo življenjsko dobo akumulatorja z zamenjavo in stacionarno nadaljnjo uporabo.

Zanimiva rešitev je tudi kombinacija s fotovoltaičnimi sistemi, ki se namestijo na strehe, proizvodne hale in parkirišča na zemljišču podjetja. Začasno shranjevanje sončne energije v ponovno uporabljenih akumulatorskih sistemih »Second Life« iz avtobusov eCitaro in lokalna uporaba lastne proizvedene električne energije, na primer ponoči za polnjenje vozil, izpolnjujeta potrebe številnih upravljavcev javnega potniškega prometa in servisnih delavnic, ki si prizadevajo izboljšati donosnost svojih voznih parkov električnih avtobusov v okviru izračuna skupnih stroškov. Nenazadnje je pilotni projekt GUW+ za podjetje Daimler Buses namenjen tudi ocenjevanju možnosti uporabe stacionarnega zbiralnika energije kot zbiralnika nadomestnih delov: novi akumulatorji za avtobus eCitaro, ki jih imajo na zalogi podjetje Daimler Buses ali servisne delavnice in so namenjeni uporabi kot obnovljeni agregati za zamenjavo pri nenadnih izpadih akumulatorjev v vozilih, se lahko do uporabe v električnih avtobusih vgradijo v stacionarne sisteme za shranjevanje z nizko obremenitvijo. Na ta način se lahko akumulatorji ohranijo do predvidene uporabe v električnem avtobusu in učinkovito se prepreči prezgodnji proces staranja.

Razvoj in realizacija zbiralnika energije – projekt GUW+
Projekt GUW+ financira nemško zvezno ministrstvo za digitalizacijo in promet (BMDV) v okviru finančne podpore na področju električne mobilnosti. Poleg vodje konzorcija Alstom Transport Deutschland GmbH iz Salzgitterja so v konzorciju še podjetja Elpro GmbH iz Berlina, Motion Control and Power Electronics GmbH, inštitut Fraunhofer IVI iz Dresdna in Tehnična univerza v Dresdnu. Podjetje Daimler Buses podpira projekt kot povezani partner. Mercedes-Benz Energy GmbH, hčerinsko podjetje družbe Mercedes-Benz AG, ki je specializirano za aplikacije s področij »Second Life« in »Zbiralnik nadomestnih delov«, je po naročilu inštituta Fraunhofer IVI odgovorno za razvoj in implementacijo zbiralnika energije v projektu GUW+. Podjetje Daimler Buses je zagotovilo akumulatorje ter podprlo razvoj programske opreme in komponent za upravljanje. Novo ustanovljeno podjetje Daimler Buses Solutions GmbH bo v okviru infrastrukturnih rešitev za električne avtobuse na ključ za podjetja javnega potniškega prometa izvajalo prihodnje aplikacije s področja »Second Life« na podlagi akumulatorjev iz avtobusov Mercedes-Benz eCitaro.