Accu-opslagsystemen voor elektrische laadstations

De automobielindustrie is aan het omschakelen. Van Audi en Volvo tot Fiat en Opel, steeds meer fabrikanten stellen een datum vast voor het afscheid van de verbrandingsmotortechnologie. Er zijn echter nog een aantal hindernissen te nemen op de weg naar elektromobiliteit. Eén daarvan is snelladen. Commeo, Schulz Systemtechnik en Rittal laten zien hoe accu-opslagsystemen het antwoord zijn.

Het duurt slechts een paar minuten bij een gewoon tankstation. Uw auto heeft al snel weer een volle tank en kan enkele honderden kilometers afleggen voordat opnieuw moet worden getankt. Elektrische voertuigen hebben nu een aanvaardbare actieradius en er wordt ook vooruitgang geboekt met de technologie voor het snel opladen. Met de huidige accutechnologie, laadapparatuur en -kabels is ongeveer een half uur snelladen voldoende voor een actieradius van een paar honderd kilometer. Er zijn echter nog grote uitdagingen bij de aanleg van de laadinfrastructuur. In veel gevallen zijn de distributienetwerken bijvoorbeeld niet berekend op de capaciteit die nodig is voor snelladen.

De netaansluitingen zijn vaak ontoereikend

Huishoudelijke contactdozen bieden laadvermogens tussen 10 kW en 35 kW per woning. Dit betekent dat typische wandcontactdozen in een garage voor het opladen van elektrische voertuigen een maximumcapaciteit van 11 kW hebben. Voor een enkel voertuig dat ’s nachts in de garage van een eengezinswoning staat, is dat misschien voldoende, maar als in een groter wooncomplex meerdere voertuigen tegelijk moeten worden opgeladen – bijvoorbeeld in een ondergrondse parkeergarage – dan is de beschikbare capaciteit in de meeste gevallen ontoereikend. Vooral snelladen is onmogelijk met conventionele netaansluitingen. Zelfs voor industriële locaties zijn er grenzen. Tenzij die over een eigen middenspanningsaansluiting beschikken, is de beschikbare capaciteit nauwelijks toereikend voor snelladen.

Accu-opslagsystemen zijn het antwoord

Betrouwbare bescherming: typische Outdoorkast met outdoor-koelaggregaat voor de juiste temperatuur van de batterij-opslag.

Uitbreiding van distributienetwerken is een uiterst kostbare en tijdrovende zaak, maar een oplossing voor dit probleem is het gebruik van accu-opslagsystemen die samen met laadzuilen worden geïnstalleerd. Deze kunnen stroom van het net opslaan om het laadproces veel sneller te laten verlopen. Als er geen elektrisch voertuig bij de laadpaal staat, slaan de accu’s de elektrische stroom van het net op. Als een voertuig dan snel moet worden opgeladen, kan het accusysteem de capaciteit opvoeren.

Schulz Systemtechnik GmbH heeft op basis van dit principe een laadstation ingericht bij zijn hoofdvestiging in Wallenhorst. Het bedrijf ontwikkelt automatiseringsoplossingen en kiest daarbij voor een multidisciplinaire aanpak die alles omvat, van mechanische en elektrische engineering tot IT-expertise. Naast de volledige laadinfrastructuur combineert het ook verschillende energieoplossingen tot één slim, efficiënt systeem. In Wallenhorst heeft de specialist op het gebied van installaties een laadstation ontwikkeld met een laadcapaciteit van 150 kW dat voor bezoekers en het publiek beschikbaar is voor snelladen.

“Aangezien onze netaansluiting op deze locatie een reserve van slechts 110 kW heeft en een uitbreiding van het net met een nieuwe middenspanningstransformator een enorme investering zou hebben gevergd, hebben we gekozen voor het alternatief van een accu-opslagsysteem”, legt Tobias Schulz, CEO van Schulz Systemtechnik GmbH, uit.

Het project werd succesvol uitgevoerd in samenwerking met Commeo en Rittal. Commeo GmbH leverde het accu-opslagsysteem en Rittal de benodigde outdoor-behuizingen en systeemtechniek. Commeo en Rittal werken al een aantal jaren samen aan energieopslagprojecten. “Onze accu-opslagsystemen zijn gebaseerd op lithium-ion-technologie. Ze hebben omgevingscondities nodig om binnen een optimaal bereik te blijven, vooral wanneer een permanente ontladingscapaciteit van meer dan 4 C is vereist, zoals mogelijk is met onze energiesystemen”, zegt Michael Schnakenberg, CEO van Commeo.

Als accu’s bij te lage of te hoge temperaturen moeten werken, lijdt het opslagsysteem daaronder. De systeemtechniek van Rittal vormt de basis voor compacte opslagsystemen waarbij de accu’s onder optimale omgevingsomstandigheden kunnen werken.

Deze accu’s zijn ondergebracht in een dubbelwandige outdoor-behuizing met een robuust oppervlak dat bestand is tegen zonlicht, regen en corrosie. De apparatuur binnenin is ook beschermd tegen vandalisme en lichte schokken bij het parkeren van auto’s.

Perfecte omstandigheden voor de accu’s

Dream team: De laadinfrastructuur bestaat uit een elektrische laadzuil en een batterijsysteem in een buitenbehuizing van Rittal.

De behuizing van het systeem is uitgerust met verwarming en een energie-efficiënt koelmoduul uit de Blue e+ serie. Zo blijft de temperatuur van de accu’s onder alle weersomstandigheden altijd binnen het optimale bedrijfsbereik tussen +5 °C en +35 °C. De outdoor-behuizing beschermt ook betrouwbaar tegen vocht, want door de dubbelwandige constructie is er vrijwel geen interne condensatie. “In tegenstelling tot andere aanbieders gebruiken wij geen water om de energieopslagblokken te koelen, waardoor ze absoluut geen onderhoud nodig hebben en veel flexibeler zijn in te zetten”, legt Schnakenberg uit.

De afzonderlijke blokken zelf hebben alleen koelribben aan de zijkant van hun behuizing, waarbij het temperatuurmanagement wordt verzorgd door de klimatisering van de behuizing. “De beschikbaarheid van vier verschillende celchemicaliën, de systematische modularisering en de momenteel ongeëvenaarde veiligheid maken onze energieopslagsystemen tot een benchmark voor industriële en commerciële toepassingen – en dat alles met het keurmerk ‘Made in Germany’”, vervolgt Schnakenberg. Door gebruik te maken van in de industrie beproefde componenten, zoals plug-in connectoren en behuizingen, zijn de Commeo-systemen dan ook veel eenvoudiger te bouwen en uit te breiden.

VX25 – Het platform voor accu-opslagsystemen

Het VX25-frame van Rittal dient als mechanische basis voor de systemen. Commeo beschouwt de geschiktheid van deze oplossing voor industrieel gebruik als een belangrijk voordeel. Dankzij de uitstekende stabiliteit van het frame en een draagvermogen van 1.500 N kunnen zware accusystemen probleemloos worden geïnstalleerd – zelfs in een flexibele opstelling tussen behuizingen. In totaal biedt het rack in de slechts 70 cm brede VX25-kast ruimte aan 45 accublokken met elk een capaciteit van 1,5 kWh. En dan is er nog ruimte over voor de regeltechniek van Commeo, de klimaatregeling en andere geïnstalleerde apparatuur.

Eenvoudig als wat: Het VX25-behuizingssysteem biedt probleemloos plaats aan de zware accusystemen van Commeo.

Het modulaire systeem van Rittal omvat alle noodzakelijke componenten – van kastverlichting en klimatisering tot bewakingssystemen voor temperatuur en vocht. Schulz Systemtechnik kon bij de engineering ook gebruikmaken van het Eplan Data Portal, waarin alle relevante gegevens voor de elektro- en configuratieplanning zijn opgenomen – niet alleen voor de modulaire systeemcomponenten van Rittal, maar ook voor de Commeo-accublokken.

Het gebruik van deze gegevens vereenvoudigt zowel de elektrische planning in Eplan Electric P8 als de 3D-ontwerpplanning in Eplan Pro Panel, waarbij een digital twin van het systeem wordt gegenereerd. Commeo levert ook het energiemanagementsysteem van het laadstation, dat alle componenten bewaakt en aanstuurt – van de netvoeding en het accu-opslagsysteem tot de eigenlijke laadtechnologie, inclusief het factureringssysteem. Ook de bewakingstechniek van de kast is aangesloten, net als het activeringssysteem voor de klimatisering.

Meer informatie? Neem contact op met Peter Reinewald, preinewald@rittal.nl