2018 wurde das Vorgängerprojekt OptiCharge nach drei Jahren Bearbeitungszeit erfolgreich abgeschlossen. Die Forschungsaufgaben von OptiCharge+ basieren auf den Ergebnissen von OptiCharge. Außerdem wird die dort aufgebaute quasi autarke Ladeinfrastruktur weiterhin genutzt und im Rahmen von OptiCharge+ optimiert und um weitere Komponenten ergänzt.
OptiCharge – Optimiertes, speichergestütztes Lademanagement für autarke, regenerativ betriebene Stromparkplätze
Projektkonsortium: IZES gGmbH, Technische Universität Kaiserslautern, Universität des Saarlandes, SCHMID Energy Systems GmbH
Laufzeit: August 2015 – Dezember 2018
Förderung: BMWi
Betreuung: Projektträger Jülich (PtJ)
FKZ: 03ET6053A-D
Im Folgenden werden kurz die durchgeführten Baumaßnahmen sowie die Ziele und die wesentlichen Ergebnisse des Vorhabens OptiCharge beschrieben.
Bauphasen:
In der ersten Bauphase wurden der Carport, die Ladesäulen sowie die Fundamente für die geplante Vanadium-Redox-Fluss-Batterie (VRFB) erstellt. Ebenso wurden im Rahmen der Erdarbeiten die Lehrrohre für die Energie- und Datenkabel verlegt. Nach Abschluss dieser Arbeiten wurden die Dienstfahrzeuge der IZES gGmbH an den neuen Standort verlegt.
Die zweite Bauphase umfasste die Lieferung des Batteriecontainers und die Installation der PV-Anlage auf dem Dach des Carports.
Im Folgenden wurde die VRFB mit Elektrolyt befüllt und die Anlage in Betrieb genommen. Gleichzeitig wurde die Datenerfassung implementiert sowie die Einzelkomponenten mit dem entwickelten Energiemanagementsystem (EMS) verknüpft.
Ziele und Ergebnisse:
Das Ziel der Entwicklung und Realisierung einer Ladeinfrastruktur in Form eines Funktionsmusters bzw. einer Testanlage für Elektrofahrzeuge mit quasi autarker und gleichzeitig regenerativer Versorgung mittels einer Photovoltaikanlage und einer effizienten Speicherunterstützung durch eine Vanadium-Redox-Fluss-Batterie wurde somit erreicht.
Die Schwerpunkte von OptiCharge lagen auf der Entwicklung von Methoden zur Konzeption und Dimensionierung einer derartigen Ladeinfrastruktur, die Methodenentwicklung für das EMS beim Einsatz dieser Ladeinfrastruktur, die Optimierung und Modifikation von Einzelkomponenten und der Systemtechnik von Vanadium-Redox-Fluss-Batterien zur Anwendung in einer solchen Ladeinfrastruktur, sowie der Evaluierung der entwickelten Methoden und Komponenten in der Testanlage. Dabei standen insbesondere die Komponenten- und Systementwicklung für die Vanadium-Redox-Fluss-Batterie sowie die Verknüpfung von Energie- und Batteriemanagementsystem im Fokus.
Motiviert war OptiCharge dadurch, dass die regenerative Versorgung von Elektrofahrzeugen für eine klimaneutrale Mobilität von entscheidender Wichtigkeit ist und eine autarke Versorgung von Elektrofahrzeugen maßgeblich zur Entlastung von lokalen Stromnetzen beitragen kann. Eine regenerative und autarke Versorgung kann aber nur durch ein intelligentes Energiemanagementsystem verbunden mit einer optimierten und effizienten Speicherunterstützung realisiert werden. Die dazu eingesetzte Vanadium-Redox-Fluss-Batterie stellt für eine stationäre Stromspeicherung eine interessante Alternative dar, muss dazu jedoch noch umfassend technisch und wirtschaftlich optimiert werden. All diese Punkte haben während der Projektlaufzeit durch die rasant steigenden Zulassungszahlen von Elektrofahrzeugen sogar an Relevanz gewonnen und zeigen, dass Vorhaben wie OptiCharge essentiell für das Gelingen der Energiewende bzw. im Speziellen der Verkehrswende sind.
Neben der erfolgreichen Umsetzung des Vorhabens wurden eine Reihe von Ansatzpunkten zur Verbesserung der Einzelkomponenten und des Gesamtkonzepts identifiziert und außerdem die Notwendigkeit der Umsetzung eines größer skalierten Demonstrators erkannt. Diese Ansätze sollen im Folgevorhaben OptiCharge+ umgesetzt werden. Das Vorhaben OptiCharge⁺ verknüpft die Sektoren alternative Mobilitätskonzepte, Stromspeicher, DC-Micro-Grids und das Internet der Dinge. Außerdem werden das bestehende Energiemanagementsystem der Gesamtanlage, die Funktionsmaterialien der VRFB sowie das Gesamtsystem optimiert. Zu diesem Zweck wird auch das bestehende Buchungssystem weiterentwickelt, welches dann gemeinsam mit dem eingesetzten EMS den Anteil regenerativer Energien beim Ladevorgang maximiert.
Weitere Informationen zum Projekt OptiCharge finden Sie hier:
Schlussbericht:
Veröffentlichungen:
Konferenzbeiträge:
26. Energiesymposiums REGWA an der FH Stralsund in Stralsund, 06. – 08.11.2019
- „Alternative Mobilität – Antriebs- und Versorgungskonzepte der Zukunft“
Verantwortlich: Dr. Bodo Groß (IZES gGmbH)
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24. Energiesymposiums REGWA an der FH Stralsund in Stralsund, 09. – 11.11.2017
- „OptiCharge – Optimiertes speichergestütztes Lademanagement für autarke regenerativ betriebene Stromparkplätze“
Verantwortlich: IZES gGmbH
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IEEE Conference on Control Technology and Applications, Kohala Coast, HI, USA, 27. – 30.08.2017
- „Energy Management System for Charging Stations with Renewable Supply and Battery Storage based on Hybrid Model Predictive Control“, DOI: 10.1109/CCTA.2017.8062558
Abrufbar unter: http://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8062558/?reload=true
(Zuletzt aufgerufen am 23.10.2020)
Verantwortlich: Tobias Lepold, Daniel Görges (TU Kaiserslautern)
k
23. Energiesymposiums REGWA an der FH Stralsund in Stralsund 03. – 05.11.2016
- „OptiCharge – Optimiertes speichergestütztes Lademanagement für autarke regenerativ betriebene Stromparkplätze: Monitoring und anwendungsbezogene Soft- und Hardwareentwicklung“
Verantwortlich: IZES gGmbH
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22. Energiesymposiums REGWA an der FH Stralsund in Stralsund, 05. – 07.11.2015
- „OptiCharge – Optimiertes speichergestütztes Lademanagement für autarke regenerativ betriebene Stromparkplätze“
Verantwortlich: IZES gGmbH
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Regionale Vorträge:
Das Saarland VOLLER ENERGIE,
OptiCharge – Optimiertes Regeneratives Ladekonzept für Elektrofahrzeuge, 21.09.2017
- „Optimiertes, Regeneratives und Speicherunterstütztes Laden von Elektrofahrzeugen“
Verantwortlich IZES gGmbH - „Energiemanagement in Ladeinfrastrukturen mit regenerativer Energieversorgung und Energiespeichern“
Verantwortlich TU Kaiserslautern - „Aktuelle Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der VRFB-Technologie“
Verantwortlich Universität des Saarlandes - „Energy Storage Anytime, Anywhere.“
Verantwortlich SCHMID Energy Systems
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LIESA Vollversammlung in Saarbrücken, 16.05.2017
- „OptiCharge: Ein neues Werkzeug zum optimierten, speichergestützten Laden von Elektrofahrzeugenmit einer autarken, regenerativ betriebenen Ladeinfrastruktur“
Verantwortlich: Dr. Bodo Groß, Stephan Schulte (IZES gGmbH)
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Pressemeldungen:
in der SaarWirtschaft, 25.04.2017
- „Autarke Elektrotankstelle Energie SaarLorLux unterstützt die Entwicklung einer speichergestützten, regenerativversorgten und autarken Ladestation für Elektrofahrzeuge„
Verantwortlich: IZES gGmbH
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in der Sonne Wind & Wärme, 05.2016
- „Solare E-Tankstelle“
Iss. 05/2016; p. 42; BVA Bielefelder Verlag GmbH & Co. KG; ISSN: 1861-2741 H 2607;
Verantwortlich: SCHMID Energy Systems
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Sun & Wind Energy, 03.2016
- „Solar charging station for electric vehicles“
Iss. 3/2016; p.54; BVA Bielefelder Verlag GmbH & Co. KG; ISSN: 1861-274174714;
Verantwortlich: SCHMID Energy Systems
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Pressemitteilung der Schmid Energy Systems zum Start des OptiCharge Vorhabens, 07.03.2016
Verantwortlich: SCHMID Energy Systems
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Automobil + Motoren, 08.09.2015
- „Projekt OptiCharge entwickelt eine autarke Solartankstelle“
Abrufbar unter: www.springerprofessional.de/en/automobil—motoren/projekt-opticharge-entwickelt-eine-autarke-solartankstelle/6589476 (Zuletzt aufgerufen am 23.10.2020)
Verantwortlich: Universität des Saarlandes
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Trends der Zukunft, 07.09.2015
- „OptiCharge: Autarke Solarstrom-Tankstelle mit neuer Batterie-Speicher-Technik„
Abrufbar unter: www.trendsderzukunft.de/opticharge-autarke-solarstrom-tankstelle-mit-neuer-batterie-speicher-technik/ (Zuletzt aufgerufen am 23.10.2020)
Verantwortlich: Universität des Saarlandes
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Start des OptiCharge Vorhabens in TRITTY, 21.08.2015
- „Opticharge: Autarke Solarstrom-Tankstelle mit neuer Batterie-Speicher-Technik“
Verantwortlich: Universität des Saarlandes
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Posterpräsentationen und Messen:
Elektrotechnik-Messe in Dortmund,
Zwei Posterpräsentationen und Betreuung des Messestands, 15. – 17.02.2017
- „Elektromobilität am IZES und im Saarland & OptiCharge Projektvorstellung“
Verantwortlich: IZES gGmbH