Techno-ökonomische Auslegungsmethodik für die Elektrifizierung urbaner Busnetze

Aufgrund verstärkter politischer, juristischer und gesellschaftlicher Tendenzen nach einer umweltverträglicheren Mobilität forcieren Städte die Transformation ihres Stadtbusverkehrs vom Diesel- zum elektrischen Antrieb. Diese Entwicklung stellt aufgrund umfangreicher ökonomischer und technologischer Aufwände sowie Unsicherheiten die Busbetreiber vor neue, große Herausforderungen. Es ergibt sich die Frage nach der langfristig technologisch und betriebswirtschaftlich optimalen Konfiguration einzelner E-Bus-Linien sowie eines stadtweiten E-Bus-Netzes. Diese Arbeit soll ihren Beitrag dazu leisten, die vorhandenen Auslegungs-Zielkonflikte aufzulösen, indem sie eine techno-ökonomische Methodik einführt, wie für zu elektrifizierende Buslinien die technischen Parameter zu wählen sind. Hierbei sind über die Lebenszeit der Fahrzeuge und ihrer Infrastruktur die günstigsten Total Cost of Ownership (Lebenszykluskosten) zu gewährleisten. Die Methodik fußt auf zwei Säulen: Einerseits auf einer detaillierten technologischen Simulation des Gesamtsystems E-Bus zur Ermittlung validierter Energiebedarfe in Abhängigkeit der betrieblichen Anforderungen. Andererseits auf einer umfassenden Analyse der Lebenszykluskosten für E-Bus- Systeme, auch unter Berücksichtung von externen Kosten. Die Berechnungen aus beiden Bereichen liefern die Eingangswerte zur anschließenden technoökonomische Optimierung. Anhand deren Ergebnisse können die Konfiguration einzelner E-Buslinien unter verschiedenen Rahmenbedingungen analysiert, Synergieeffekte zu anderen Linien in Hinblick auf eine Busnetzauslegung ermittelt und entsprechend die geeigneten kostenoptimalen technischen Parameter gewählt werden

Techno-ökonomische Auslegungsmethodik für die Elektrifizierung urbaner Busnetze

Mit dem Ziel einer umweltverträglicheren Mobilität forcieren Städte die Transformation ihres Busverkehrs hin zum elektrischen Antrieb. Diese Entwicklung stellt Busbetreiber vor technologische, betriebliche und betriebswirtschaftliche Herausforderungen. Diese Arbeit führt eine techno-ökonomische Methodik ein um die vorhandenen Auslegungs-Zielkonflikte aufzulösen. Hierzu werden die technischen Parameter für zu elektrifizierende Buslinien so optimiert, dass die günstigsten TCO gewährleisten sind

Gesteuertes Laden

GESTEUERTES LADEN Gesteuertes Laden / Tausenteufel, Fanny (Rights reserved) ( -

Untersuchungen zu weiterentwickelten Starterbatterien auf Basis des Bleiakkumulators für Mikrohybrid-Anwendungen im Fahrzeug

[no abstract

Multikriteriell optimierendes Betriebsführungsverfahren für PV-Batteriespeichersysteme

Die vorliegende Dissertation stellt ein neues multikriteriell optimierendes Betriebsführungsverfahren für netzgekoppelte Energiespeicher am Beispiel eines PV-Batteriespeichersystems im Hausbereich vor. Neben der Maximierung des Eigenverbrauchs an Solarenergie steht die Minimierung von Leistungsspitzen sowie der lebensdaueroptimierende Betrieb der Lithium-Ionen-Batterie im Fokus. Zur Verknüpfung der unterschiedlichen Wirkungshorizonte der teils konkurrierenden Betriebsführungsziele wird ein mehrstufiger, optimierungsbasierter Ansatz entwickelt. Das Betriebsführungsverfahren unterteilt sich in die Ebenen Momentan-, Kurzzeit- und Langzeitoptimierung. Die Momentanoptimierung regelt die Netzleistung, gene-riert den Leistungswert der Lithium-Ionen-Batterie und sorgt für einen effizienten Betrieb des Gesamtsystems. Die Kurzzeitoptimierung auf Basis der Dynamischen Programmierung ist verantwortlich für die Maximierung der Nutzung der Solarenergie, die Minimierung der Netzeinspeise- und Netzbezugsleistung und die Minimierung der Stromkosten. Die Reduzierung des Einflusses von Modell- und Prognoseunsicherheiten gelingt durch einen modellprädiktiven Ansatz. Die Langzeitoptimierung beeinflusst das Alterungsverhalten der Lithium-Ionen-Batterie und gewährleistet den lebensdaueroptimierenden Betrieb. Für eine breite Anwendungsklasse werden die Betriebsführungsparameter der einzelnen Ebenen hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit untersucht und der Funktionsnachweis des gesamten Betriebs-führungsverfahrens erbracht. Weiterhin erfolgt der Vergleich mit zwei ausgewählten Referenzverfahren anhand definierter Bewertungskriterien. Abschließend wird der Einsatz des Betriebsführungsverfahrens für den industriellen Anwendungsbereich im Rahmen des For-schungsprojekts OptiStore vorgestellt

Kältemittelbasierte Direkttemperierung von Batteriesystemen - Ein alternatives Kühlkonzept zur Schnellladung von zwei- und vierrädrigen E-Fahrzeugen

Die Schnellladung von Elektrofahrzeugen stellt neue Herausforderungen an das Batterie-Thermomanagement. Die beim Laden erzeugte Verlustwärme übersteigt die Kühlleistung der heute eingesetzten Systeme. Der Vortrag stellt ein alternatives Konzept zur Kühlung und Heizung von Batterien vor. Dieses basiert auf der Entkopplung der Batterie vom Kältekreis der Klimaanlage bzw. auf der Nutzung eines eigenen Kältekreises zur ausschließlichen Temperierung der Batterie. Dies wirkt sich bezüglich der Umschaltung der Klimaanlage als Wärmepumpe günstig auf die Systemkomplexität aus. Gleichzeitig kann durch eine Anpassung der Verdampfungstemperatur auf die Anforderungen der Batterie und der Einsatz von alternativen Kältemitteln eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit und der Effizienz des Batteriekältekreises erreicht werden. Speziell bei Fahrzeugen ohne Klimaanlage wie z.B. E-Mopeds und E-Motorräder herrscht dringender Bedarf nach kompakten Kühlkonzepten, da sonst in dieser Fahrzeugklasse keine Schnellladung durchführbar ist. Der Vortrag befasst sich zunächst mit den thermischen Anforderungen der Batterie an das Thermomanagement und gibt nachfolgend einen Überblick über die weiteren Vor- und Nachteile der Direkttemperierung. Desweiteren werden der Stand der Technik (Tesla, Kreisel, etc.) und neue Lösungen bezüglich der thermischen Schnittstelle von zylindrischen Zellen vorgestellt. Abschließend soll kurz auf das Förderprojekt ZEC-Bike (Zero Emission Cargo Bike) eingegangen werden, bei dem das Thermomanagement nicht nur für die Schnellladung benötigt wird, sondern auch zur intensiven Rekuperation über das Vorderrad