Es wird geschätzt, dass der Transport von Personen und Gütern für mehr als ein Viertel der gesamten globalen Kohlenstoff-emissionen verantwortlich ist. Regierungen weltweit arbeiten daran, den CO2-Ausstoß zu reduzieren. Bis zum Jahr 2040 sollen 83 % aller Busse weltweit emissionsfrei fahren. Die Netto-Null-Ziele tragen dabei nicht nur zu mehr Nachhaltigkeit bei. Im Vergleich zu herkömmlich angetriebenen Fahrzeugen ergeben sich mit dem Umstieg auf Elektromobilität auch Kosten- und Vermögensvorteile.
Raffael Loock, Vertrieb ABB Energieverteilungslösungen Schwerpunkt Ladeinfrastruktur, nennt drei wichtige Aspekte bei der Planung von Ladestationen für E-Fahrzeugflotten: „Die Ladeinfrastruktur ist das Rückgrat einer jeden Elektroflotte und muss den Leistungsanforderungen der zu ladenden Fahrzeuge entsprechen. Der Erfolg eines Neu- oder Umbauprojekts zum Laden von Elektrofahrzeugen hängt von drei wichtigen Faktoren ab: Infrastruktur, Elektrik und Mechanik.“
Infrastruktur
In der Anfangsphase der Projektentwicklung ist das Prüfen der bestehenden Standortbedingungen von entscheidender Bedeutung. So ist beispielsweise zu klären, wie viel Fläche für die elektrische Infrastruktur zum Laden einer elektrifizierten Flotte benötigt wird.
Bereits in dieser frühen Phase sollte ein Planungsteam mit dem lokalen Energieversorger zusammenarbeiten, um Quantität und Qualität der verfügbaren Energie zu bestimmen. Dabei sollten der Einsatz erneuerbarer Energien für die Stromerzeugung vor Ort sowie die Möglichkeiten von Energiespeicherung und -management berücksichtigt werden.
Auch die Reichweite der Fahrzeuge ist wichtig. Genaue Daten zu der von der elektrifizierten Flotte zurückgelegten Strecke werden darüber entscheiden, ob zusätzlich zur Aufladung im Hauptdepot über Nacht auch eine Aufladung auf der Strecke erforderlich ist. Diese Kriterien sind ausschlaggebend für die Höhe der Vorabinvestitionen, die für die Umstellung auf Elektrofahrzeuge erforderlich sind.
Elektrik
Die Umstellung auf eine E-Fahrzeugflotte ist meist nur ein erster Schritt. Um ein späteres Flottenwachstum zu ermöglichen, muss die neue Infrastruktur von vornherein skalierbar geplant werden. Eine Erweiterung der Fahrzeugflotte erfordert ein umfassendes Verständnis der Effizienz der Ladevorgänge, der Abfederung von Lastspitzen und der allgemeinen Steuerung des jeweiligen Stromnetzes.
Gegebenenfalls muss das Stromnetz für ein E-Fahrzeug-Depot weit mehr als das 10-fache der Leistung liefern, die für ein konventionelles Depot erforderlich wäre. Dieser erhöhte Strombedarf erfordert unter Umständen eine Aufrüstung der Stromversorgung des Standorts auf eine Mittelspannungsebene von 10.000 bis 42.000 Volt. Aus Sicherheitsgründen ist für elektrische Schaltanlagen und Komponenten mit höherer Spannung die Aufstellung innerhalb eines Gebäudes vorgeschrieben, etwa in einem geprüften und zertifizierten Schaltschrank oder in einem eHouse.
Bei kleineren Betriebshöfen kann der Einsatz eines Batterie-Energiespeichersystems (BESS) die Notwendigkeit einer Aufrüstung auf Mittelspannung abwenden, indem der Strom durch eine Standard-Niederspannungsversorgung „aufgestockt” wird, während die Fahrzeuge geladen werden. Für Busdepots kann eine Option auch darin bestehen, eine Solarstromerzeugung mit Lastoptimierung in Verbindung mit einem BESS zu nutzen. Eine solche Architektur trägt dazu bei, die Anforderungen an die Versorgungsinfrastruktur zu minimieren und einen ersten Schritt in Richtung einer elektrifizierten Flotte zu machen.
Unabhängig von der Konfiguration der elektrischen Komponenten ist ein digitales Energiemanagementsystem erforderlich, das Stromnetz, Infrastruktur, Ladesysteme und Fahrzeuge so koordiniert, dass sie effizient zusammenarbeiten.
Mechanik
Das Kabelmanagement und die Bereitstellung einer Verbindung zwischen dem Ladegerät und dem Fahrzeuganschluss stellen die Anforderungen an die Mechanik dar. Grundsätzlich kann gewählt werden zwischen manuell betriebenem Hochleistungsladen, d. h. Ladegeräten, die von Hand eingesteckt werden, und automatischem Bus- und Transitladen, bei dem die Ladeschnittstelle zum Laden automatisch vom Fahrzeugdach angehoben wird.
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