Wie im Forschungsprojekt „Powerstation“ zuvor ungeahnte Effizienzsteigerungen erzielt werden

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „Powerstation“ befasst sich mit der Bremsenergierückgewinnung von Straßenbahnen, der effizienten Speicherung dieser Energie sowie der intelligenten Weiterverwendung der gewonnenen Energie. Projektpartner sind die Schäfer Elektronik GmbH, das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit dem Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST) sowie die Hochschule Aalen mit dem Institut für Antriebstechnik Aalen (IAA).,

Neben der Entwicklung von neuen Strategien, Verfahren und leistungselektronischen Komponenten zur Rückgewinnung und Speicherung der Energie bei Bremsvorgängen von Straßenbahnen im öffentlichen Nahverkehr steht die spätere bedarfsorientierten Wiedereinspeisung dieser gespeicherten Energie im Fokus. Die Energiespeicherung erfolgt dabei in großen Batteriepufferspeichern, die die gewonnene Energie in abgeschlossene Verbrauchernetze (z. B. von städtischen Verkehrsbetrieben) abgeben. Durch die Kopplung mehrerer Verbrauchernetze entsteht in einem geschlossenen Verbund ein virtuelles Kraftwerk, das intelligent gesteuert die gespeicherte Energie bedarfsorientiert in das Verbrauchernetzt wieder abgibt.

Die Wissenschaftler am FAST forschen darüber hinaus an der Vision, Lastspitzen und Bremsvorgänge im Straßenbahnnetz präziser voraussagen zu können. Lastspitzen entstehen insbesondere bei Anfahrvorgängen an den Haltestellen. Im Zusammenspiel mit der Bremsenergierückgewinnung der Straßenbahnen (Rekuperation), die insbesondere bei Haltevorgängen erfolgt, entsteht ein komplexes Szenario.

Durch die Einbindung der rnv Echtzeitdaten für die Abfahrtszeiten an ausgewählten Haltestellen werden Lastspitzen und die Rekuperation im Voraus erkannt und für die Optimierung des Batteriemanagements herangezogen. Dies ermöglicht eine effizientere Auslastung der Batteriepufferspeicher und Energieeinspeisung in das Verbrauchernetz.

Die rnv unterstützt das Projekt „Powerstation“ mit ihren Echtzeitdaten über die Start.Info API für einen Streckenabschnitt der Linie 5 im Mannheimer Stadtgebiet.

Mittelfristig kann je nach Anwendungskontext und Szenario bisher ungenutzte Energie in Höhe von 20% bis 35% der verbrauchten Energie für den Straßenbahnbetrieb im Verbrauchernetz genutzt werden. Es lassen sich dadurch nicht nur Kosten-, sondern im besonderen Maße auch Umweltvorteile, z. B. durch CO2-Einsparungen, erzielen.

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