Il ciclo di vita di una batteria ad alto voltaggio non è limitato necessariamente al suo utilizzo sul veicolo. Lo dimostra il progetto pilota GUW+ di Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG, a cui Daimler Buses partecipa come partner. Nel progetto annunciato nel 2021, i sistemi di batterie degli eCitaro hanno una seconda vita come accumulatori di energia stazionari. L'innovativa soluzione di accumulo di energia è stata sviluppata e realizzata da Mercedes-Benz Energy GmbH. Il sistema di accumulo nella sottostazione elettrica di conversione di Üstra, ora in funzione ad Hannover, consente l'alimentazione di energia congiunta e simultanea degli autobus elettrici eCitaro e della linea del tram di trasporto pubblico urbano.
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Lancio ad Hannover: Entra in servizio l'accumulatore di energia stazionario realizzato con batterie eCitaro usate.
La soluzione di stoccaggio stazionario di questo progetto pilota non è solo rigenerativa e configurabile, ma può anche essere adattata, se necessario, ad altre applicazioni e scalata di conseguenza. Un ulteriore valore aggiunto: Trovare una seconda vita per queste batterie come unità di accumulo di energia stazionaria riduce i costi del ciclo di vita dell'eCitaro. Allo stesso tempo, l'utilizzo dell'infrastruttura esistente di Üstra ha un effetto positivo sui costi di investimento e consente ulteriori opzioni di ammortamento.
L'unità di accumulo di energia stazionaria ha una capacità totale di oltre 500 kWh. È costituita da 28 sistemi di batterie di seconda vita del Mercedes-Benz eCitaro. Ogni autobus urbano eCitaro è dotato di potenti batterie NMC, che ora, per la prima volta, ricevono una seconda vita in un'unità di accumulo di energia stazionaria nell'ambito del progetto pilota GUW+ ad Hannover, una volta raggiunto il limite di autonomia specifico del veicolo.
Leinfelden-Echterdingen / Hannover, dicembre 2023
- Per la prima volta, le batterie usate dell'eCitaro hanno una seconda vita
- Dal progetto pilota alla soluzione di serie scalabile: Integrazione delle batterie ad alto voltaggio come accumulatori di energia nella sottostazione elettrica di conversione GUW+ di Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG
- Alimentazione di energia comune per autobus elettrici eCitaro e tram
- Migliore bilancio ambientale e maggiore redditività dell'eCitaro
- L'accumulatore di energia stazionario GUW+ è rigenerativo, regolabile e scalabile
- Sviluppo e realizzazione da parte di Daimler Buses e Mercedes-Benz Energy
L'accumulatore a batteria stazionario garantisce una seconda vita alle batterie degli autobus elettrici.
La sostenibilità, secondo Daimler Buses, deve essere estesa all'intero ciclo di vita degli autobus e delle batterie. Una volta che la batteria NMC dell'eCitaro ha raggiunto circa l'80% della sua capacità originale (dopo circa cinque-sei anni di esercizio), di norma è necessario sostituirla per garantire l'autonomia richiesta da questi autobus urbani.
Tuttavia, nel funzionamento stazionario, dove le perdite di capacità giocano solo un ruolo minore, queste batterie sono ancora pienamente in grado di funzionare fino a dieci anni. L'uso continuato di queste batterie come moduli di accumulo di energia stazionaria in un'applicazione di seconda vita significa che queste batterie possono fornire ulteriori vantaggi economici e aiutare l'eCitaro a mantenere un equilibrio ambientale.
Le batterie del progetto pilota di accumulo stazionario di Üstra provengono ancora dagli eCitaro utilizzati da Daimler Buses per effettuare test drive di migliaia di chilometri. In futuro, l'unità di accumulo di energia stazionaria potrà essere ampliata con batterie di 49 autobus completamente elettrici attualmente gestiti da Üstra.
Circuito di accumulo e alimentazione di energia elettrica locale ad Hannover.
La sottostazione elettrica di conversione di Hannover alimenta le linee del tram e gli autobus elettrici di Üstra ed è collegata alla rete elettrica pubblica. L'accumulatore di energia funge da tampone per lo sfruttamento efficiente dell'energia di recupero generata nell'ambito dell'esercizio delle linee del tram. L'energia accumulata consente di compensare i picchi di carico e di assicurare l'esercizio senza problemi in caso di interruzione della rete.
Üstra si concentra anche sull'alimentazione delle infrastrutture di ricarica pubbliche e sull'immissione della capacità in eccesso nella rete elettrica pubblica. Nei momenti in cui viene prodotta troppa elettricità e c'è una maggiore domanda sulla rete pubblica, questi picchi devono essere coperti senza sovraccaricare la rete elettrica e mantenendo gestibili gli scenari di blackout nella fornitura di energia. Üstra ha installato una stazione di ricarica appositamente progettata presso la propria sede per ricaricare gli autobus elettrici utilizzando il sistema di accumulo della sottostazione raddrizzatrice.
Il progetto pilota, che è il primo a integrare le batterie usate di autobus elettrici provenienti da veicoli eCitaro pre-serie, è in fase di attuazione dal 2021. Questa fase è ora completata con la piena integrazione di questo sistema di accumulo delle batterie che garantisce un funzionamento regolare, sicuro e a lungo termine. Oltre ai test intensivi, la fase di sperimentazione e identificazione ha comportato l'integrazione di questo sistema di accumulo nell'intero ambiente tecnico di Üstra, compresi i sistemi di controllo elettrico per la rete della metropolitana leggera, nonché la finalizzazione del concetto di sicurezza antincendio.
Dal progetto pilota di accumulo a batteria alla soluzione di serie scalabile.
Il concetto del progetto pilota di accumulo a batteria stazionario GUW+ serve in primo luogo alla validazione di un possibile equipaggiamento con batterie del regolare parco autobus eCitaro di Üstra, dopo che queste hanno raggiunto il loro limite di capacità. Dal 2020 Üstra ha messo in funzione progressivamente 49 eCitaro, le cui 490 batterie potranno essere integrate progressivamente nella soluzione di accumulo "Second Life" indicativamente a partire dal 2026. In questo modo Üstra sarebbe in grado di coprire completamente il proprio fabbisogno energetico con batterie proprie nell'impiego stazionario come seconda vita e di aumentare la redditività.
Il progetto di estensione della vita utile delle batterie degli autobus elettrici è generalmente scalabile in termini di dimensioni e portata. Ciò lo rende adatto come base per un ulteriore sviluppo di questo concetto e per la sua futura implementazione come soluzione di produzione in serie economicamente efficiente che dà alle batterie dei veicoli eCitaro una seconda vita.
Potenziali degli accumulatori di energia stazionari per le aziende di trasporto pubblico urbano.
L'accumulatore di energia stazionario può essere ampliato a piacere presso Üstra o presso altre aziende di trasporto pubblico urbano e adattato individualmente al loro fabbisogno. L'obiettivo è, ad esempio, una soluzione containerizzata che non dipenda da locali già esistenti nell'area aziendale e che possa invece essere integrata in modo flessibile in diverse condizioni ambientali.
Un'altra prospettiva è l'integrazione dell'alimentatore di corrente per altri veicoli elettrici come i veicoli comunali o le auto dei dipendenti nell'infrastruttura di ricarica; ma l'accumulo di energia, da utilizzare anche nella propria officina o nell'ambito dell'amministrazione aziendale, comporta un notevole aumento dell'utilità economica di questo investimento in una seconda vita della batteria, grazie alla sostituzione e al riutilizzo stazionario.
Una soluzione interessante è anche la combinazione con impianti fotovoltaici installati su tetti, capannoni di produzione e superfici di appoggio dell'area aziendale. L'accumulo temporaneo di energia solare nei sistemi di batterie "Second Life" riutilizzati dell'eCitaro e l'utilizzo locale dell'elettricità autoprodotta, ad esempio nelle ore notturne per la ricarica dei veicoli, corrispondono al desiderio di numerose aziende di trasporto pubblico urbano e officine di assistenza che mirano ad aumentare la redditività delle loro flotte di autobus elettrici nell'ambito del calcolo dei costi complessivi.
Infine, ma non meno importante, il progetto pilota GUW+ per Daimler Buses serve anche a valutare la possibilità di utilizzo dell'accumulatore di energia stazionario come accumulatore di ricambio: Le nuove batterie per l'eCitaro, fornite da Daimler Buses o da officine di assistenza e destinate all'utilizzo come gruppi ricondizionati in caso di improvvisa avaria delle batterie nei veicoli, possono essere integrate in sistemi di accumulo stazionari a basso carico fino al loro impiego negli autobus elettrici. In questo modo le batterie possono essere mantenute in efficienza fino all'impiego previsto nell'autobus elettrico e si previene efficacemente un processo di invecchiamento prematuro.
Sviluppo e realizzazione dell'accumulatore di energia - il progetto GUW+.
Il progetto GUW+ è sostenuto dal Ministero federale tedesco per il digitale e i trasporti (BMDV) nel quadro della direttiva sulla promozione dell'elettromobilità. Oltre all'azienda che guida il consorzio, Alstom Transport Deutschland GmbH di Salzgitter, sono coinvolte nel progetto anche le aziende Elpro GmbH di Berlino, Motion Control and Power Electronics GmbH, Fraunhofer IVI di Dresda e il Politecnico di Dresda. La Daimler Buses sostiene il progetto in qualità di partner associato.
Mercedes-Benz Energy GmbH, specializzata in applicazioni nei settori «Second Life» e «Accumulatore di energia per ricambi», è responsabile dello sviluppo e dell'implementazione dell'accumulatore di energia nel progetto GUW+ per conto di Fraunhofer IVI in qualità di società affiliata di Mercedes-Benz AG.
Daimler Buses ha messo a disposizione le batterie e ha supportato lo sviluppo dei componenti software e di comando. La neo-fondata Daimler Buses Solutions GmbH realizzerà future applicazioni "Second Life" basate sulle batterie del Mercedes-Benz eCitaro nell'ambito di soluzioni infrastrutturali chiavi in mano per autobus elettrici destinate alle aziende di trasporto pubblico urbano.
06 dicembre 2023
