O ciclo de vida de uma bateria de tração não termina necessariamente após a utilização num veículo. Isto é comprovado pelo projeto piloto GUW+ da Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG, no qual a Daimler Buses está envolvida como parceiro. No projeto anunciado em 2021, os sistemas de baterias dos autocarros urbanos Mercedes-Benz eCitaro recebem uma segunda vida como acumuladores de energia estacionários. A inovadora solução de armazenamento de energia foi desenvolvida e implementada pela Mercedes-Benz Energy GmbH. O sistema de armazenamento na subestação de retificadores da Üstra, que agora entrou em funcionamento em Hanôver, permite a alimentação de energia conjunta e simultânea dos autocarros elétricos eCitaro e dos elétricos urbanos da empresa de transportes públicos.
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Arranque em Hanôver: O acumulador de energia estacionário a partir de baterias usadas do eCitaro entra em funcionamento.
A solução de armazenamento estacionário neste projeto-piloto não só é regenerativa e regulável, como também pode ser adaptada individualmente a outras áreas de aplicação e escalonada em conformidade. Outras vantagens incluem: A continuação da utilização das baterias no modo Second-Life como acumulador de energia estacionário reduz os custos do ciclo de vida do eCitaro. Ao mesmo tempo, na Üstra, a utilização da infraestrutura existente de edifícios, ligação à rede e eletrónica de potência tem um efeito positivo nos custos de investimento e permite outras vias de amortização.
O acumulador de energia estacionário dispõe de uma capacidade total de mais de 500 kWh. É composto por 28 sistemas de baterias Second Life do Mercedes-Benz eCitaro. Cada autocarro urbano eCitaro dispõe de potentes conjuntos de baterias NMC que, pela primeira vez, recebem uma segunda vida num acumulador de energia estacionário quando atingem o limite de autonomia específico do veículo no projeto-piloto GUW+ em Hanôver.
Leinfelden-Echterdingen / Hanôver, dezembro de 2023
- Pela primeira vez, as baterias de autocarro elétrico usadas do autocarro urbano totalmente elétrico Mercedes-Benz eCitaro têm uma segunda vida
- Do projeto piloto à solução de série escalável: Integração das baterias de tração como acumulador de energia na subestação de retificação GUW+ da Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG
- Alimentação de energia conjunta para autocarros elétricos eCitaro e elétricos urbanos tipo trem.
- Melhoria do balanço ambiental e da rentabilidade do eCitaro
- O acumulador de energia estacionário GUW+ pode ser recuperado, regulado e escalonado
- Desenvolvimento e implementação pela Daimler Buses e Mercedes-Benz Energy
O acumulador de bateria estacionário garante uma segunda vida para as baterias dos autocarros elétricos.
No âmbito do seu conceito de sustentabilidade, a Daimler Buses considera o ciclo de vida dos autocarros e dos seus sistemas de baterias de forma holística. Se, após cerca de cinco a seis anos de utilização, uma bateria de propulsão elétrica NMC no autocarro urbano Mercedes-Benz eCitaro totalmente elétrico, isento de emissões locais e silencioso, tiver atingido cerca de 80 por cento da sua capacidade original, isso requer, por norma, uma substituição para garantir a autonomia necessária dos autocarros urbanos.
No entanto, no funcionamento estacionário, em que as perdas de capacidade desempenham apenas um papel secundário, as baterias ainda podem ser totalmente utilizadas durante até dez anos. A reutilização das baterias numa aplicação Second-Life como módulos de armazenamento de energia estacionários aumenta assim a sua utilidade económica e apoia o balanço ambiental do eCitaro.
As baterias no projeto-piloto de armazenamento de baterias estacionário da Üstra ainda provêm atualmente de autocarros urbanos eCitaro, que foram utilizados pela Daimler Buses durante milhares de quilómetros para viagens de teste. No futuro, o acumulador de energia estacionário poderá ser ampliado com baterias substituídas dos atuais 49 autocarros eCitaro solo e articulados totalmente elétricos da Üstra.
Ciclo de armazenamento e distribuição de energia elétrica local em Hanôver.
A subestação de retificação em Hanôver alimenta os comboios urbanos, bem como os autocarros elétricos da Üstra, e está ligada à rede elétrica pública. O acumulador de energia serve de reserva para a utilização eficiente da energia de recuperação gerada no âmbito do funcionamento do trem elétrico. A energia armazenada permite a compensação de picos de carga e um funcionamento sem problemas em caso de falhas de rede.
Além disso, na Üstra, o foco também está no abastecimento da infraestrutura de carregamento pública e na alimentação de excesso de capacidade na rede elétrica pública. Em tempos de produção excessiva de eletricidade e de aumento da procura na rede pública, estes picos devem ser amortecidos, a rede elétrica aliviada e os cenários de corte de energia geridos. Para o carregamento dos próprios autocarros elétricos através do acumulador da subestação do rectificador, a Üstra instalou uma estação de carregamento especialmente concebida para o efeito nas suas instalações.
Desde 2021, o projeto-piloto para a integração inicial de baterias de autocarros elétricos usados, de veículos da pré-série do eCitaro, encontrava-se na fase de implementação, que agora foi concluída com a integração completa do acumulador de bateria e garante o funcionamento regular sem falhas de forma segura e duradoura. Para além de testes intensivos, na fase de teste e identificação foi realizada a integração em todo o ambiente técnico e nos sistemas de comando eletrotécnicos da rede elétrica dos elétricos trem urbanos da Üstra, bem como a finalização do conceito de proteção contra incêndios.
Do projeto piloto de armazenamento em baterias à solução de série escalável.
O conceito do projeto-piloto de armazenamento de baterias estacionário GUW+ serve, em primeiro lugar, para a validação de um possível equipamento com baterias do stock regular de autocarros eCitaro da Üstra, depois de estas terem atingido o seu limite de capacidade. Desde 2020, a Üstra iniciou sucessivamente a operação de 49 autocarros urbanos elétricos eCitaro, cujas 490 baterias poderão ser gradualmente integradas na solução de armazenamento Second-Life, previsivelmente a partir de 2026. Isto permitiria à Üstra cobrir completamente as suas necessidades energéticas com as suas próprias baterias em utilização estacionária de segunda vida e aumentar a rentabilidade.
O projeto para prolongar a vida útil das baterias dos autocarros elétricos é, em princípio, escalável em termos de tamanho e âmbito. Assim, é adequado como base para o desenvolvimento do conceito e a futura implementação como solução de série económica que dá uma segunda vida às baterias do veículo eCitaro.
Potenciais dos acumuladores de energia estacionários para empresas de transporte público.
Tanto na Üstra como noutras empresas de transportes públicos, o acumulador de energia estacionário pode ser ampliado à vontade e adaptado individualmente às suas necessidades. Por exemplo, procura-se uma solução de contentor que não dependa de espaços já existentes nas instalações da empresa e que, em vez disso, possa ser integrada de forma flexível em diferentes condições ambientais.
Outra perspetiva é a integração da alimentação de corrente para outros veículos elétricos, como veículos municipais ou os automóveis dos colaboradores na infraestrutura de carregamento; mas também o armazenamento da energia para utilização na própria oficina ou nas áreas administrativas da própria administração da empresa conduz a um aumento considerável da utilidade económica deste investimento do operador numa segunda vida útil da bateria através da substituição e da continuação da utilização estacionária.
Uma solução interessante também é a combinação com sistemas fotovoltaicos, que são instalados em telhados, pavilhões de produção e áreas de estacionamento nas instalações da empresa. O armazenamento intermédio da eletricidade solar nos sistemas de baterias Second-Life reutilizados do eCitaro e a utilização local da eletricidade produzida pelo próprio, por exemplo, durante as horas noturnas para o carregamento dos veículos, corresponde ao desejo de um grande número de operadores de transportes públicos e empresas de serviço, que pretendem aumentar a rentabilidade das suas frotas de autocarros elétricos no âmbito do cálculo dos custos totais.
Por último, mas não menos importante, o projeto piloto GUW+ serve para a Daimler Buses também para avaliar a possibilidade de utilização do acumulador de energia estacionário como acumulador de peças sobressalentes: As novas baterias para o eCitaro, que são armazenadas pela Daimler Buses ou por empresas de serviço e destinam-se a ser utilizadas como agregados de substituição em caso de falha súbita da bateria nos veículos, podem ser integradas em sistemas de armazenamento estacionários de baixa carga até à sua utilização em autocarros elétricos. Desta forma, as baterias podem ser mantidas em forma até à utilização prevista no autocarro elétrico e um processo de envelhecimento prematuro é evitado de forma eficiente.
Desenvolvimento e implementação do acumulador de energia - o projeto GUW+.
O projeto GUW+ é patrocinado pelo Ministério Federal da Digitalização e dos Transportes (BMDV) no âmbito da diretiva de apoio à eletromobilidade. Para além do líder do consórcio, a Alstom Transport Deutschland GmbH de Salzgitter, o consórcio inclui as empresas Elpro GmbH de Berlim, bem como a empresa Motion Control and Power Electronics GmbH, a Fraunhofer IVI em Dresden e a TU Dresden. A Daimler Buses apoia o projeto como parceiro associado.
A Mercedes-Benz Energy GmbH, especializada em aplicações das áreas "Second Life" e "Acumulador de peças sobressalentes", é, enquanto filial da Mercedes-Benz AG, responsável, em nome da Fraunhofer IVI, pelo desenvolvimento e implementação do acumulador de energia no projeto GUW+.
A Daimler Buses disponibilizou as baterias e ajudou no desenvolvimento dos componentes de software e de comando. A recém-fundada Daimler Buses Solutions GmbH irá implementar futuras aplicações Second-Life com base em baterias do Mercedes-Benz eCitaro no âmbito de soluções de infraestrutura de autocarros elétricos chave na mão para empresas de transportes públicos.
6 de dezembro de 2023
