Unidade da Mercedes-Benz, em Hanover, implanta o sistema estacionário de armazenamento de energia composto por baterias eCitaro usadas

O ciclo de vida de uma bateria de propulsão não termina necessariamente após a sua utilização num veículo. O projeto piloto GUW+ na Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG, do qual a Daimler Buses é parceira, demonstra isso. Neste projeto, anunciado em 2021, os sistemas de baterias dos autocarros urbanos Mercedes-Benz eCitaro ganham uma segunda vida como unidades estacionárias de armazenamento de energia. Esta solução inovadora de armazenamento de energia foi desenvolvida e implementada pela Mercedes-Benz Energy GmbH. O sistema de armazenamento da subestação retificadora da Üstra, agora colocada em operação em Hanover, fornece um fornecimento de energia compartilhado e simultâneo para os ônibus elétricos eCitaro da operadora de transporte público e metrô leve.

A solução de armazenamento estacionário deste projeto piloto não é apenas regenerativa e configurável, mas também pode ser adaptada conforme necessário para outras aplicações e dimensionada adequadamente. Valor acrescentado adicional: Encontrar uma segunda vida para estas baterias como unidades estacionárias de armazenamento de energia reduz os custos do ciclo de vida do eCitaro. Ao mesmo tempo, a utilização da infraestrutura existente da Üstra, composta por edifícios, ligação à rede e eletrónica de potência, tem um efeito positivo nos custos de investimento e permite opções adicionais de amortização.

A unidade estacionária de armazenamento de energia tem capacidade total de mais de 500 kWh. Consiste em 28 sistemas de bateria de segunda vida do Mercedes-Benz eCitaro. Todos os autocarros urbanos eCitaro estão equipados com potentes baterias NMC, que agora, pela primeira vez, recebem uma segunda vida numa unidade estacionária de armazenamento de energia como parte do projecto piloto GUW+ em Hannover, uma vez que o limite de autonomia específico do veículo tenha sido atingido. foi alcançado.

O armazenamento de baterias estacionárias garante uma segunda vida às baterias de ônibus elétricos

Mantendo-se fiel à sua compreensão da sustentabilidade, a Daimler Buses está a adotar uma abordagem holística ao ciclo de vida dos autocarros e dos seus sistemas de baterias. Depois que uma bateria elétrica NMC do ônibus urbano Mercedes-Benz eCitaro, totalmente elétrico, sem emissões locais e silencioso, cai para cerca de 80% de sua capacidade original após cerca de cinco a seis anos de operação, a substituição geralmente é necessária para para garantir a autonomia exigida destes autocarros urbanos.

No entanto, em operação estacionária, onde as perdas de capacidade desempenham apenas um papel menor, estas baterias ainda são plenamente capazes de funcionar por até dez anos. A utilização contínua destas baterias como módulos estacionários de armazenamento de energia numa aplicação de segunda vida significa que estas baterias podem proporcionar benefícios económicos adicionais e ajudar o eCitaro a manter um equilíbrio ambiental.

As baterias do projeto piloto de armazenamento de baterias estacionárias da Üstra ainda vêm atualmente de ônibus urbanos eCitaro usados ​​pela Daimler Buses para realizar testes de milhares de quilômetros. No futuro, a unidade estacionária de armazenamento de energia poderá ser ampliada com a troca das baterias dos 49 ônibus rígidos e articulados totalmente elétricos eCitaro atualmente operados pela Üstra.

Fluxo de armazenamento e fornecimento de energia local em Hanover

A subestação retificadora em Hanover alimenta os veículos ferroviários leves e os ônibus elétricos da Üstra e está conectada à rede elétrica pública. A unidade de armazenamento de energia serve como buffer, permitindo que a energia recuperada seja utilizada de forma eficiente para veículos leves sobre trilhos. Ao armazenar energia desta forma, é possível equilibrar os picos de carga e garantir um funcionamento suave e contínuo em caso de falha da rede.

A Üstra também se concentra em alimentar a infraestrutura pública de carregamento e alimentar o excesso de capacidade na rede elétrica pública. Nos momentos em que é produzida demasiada eletricidade e há maior procura na rede pública, estes picos devem ser cobertos sem sobrecarregar a rede elétrica e ao mesmo tempo manter gerenciáveis ​​os cenários de apagões no fornecimento de energia. A Üstra instalou em suas instalações uma estação de recarga especialmente projetada para carregar seus ônibus elétricos utilizando o sistema de armazenamento da subestação retificadora.

O projeto piloto, que é o primeiro a integrar baterias usadas de autocarros elétricos de veículos eCitaro de pré-série, está em fase de implementação desde 2021. Esta fase está agora concluída com a integração total deste sistema de armazenamento de baterias que garante um funcionamento suave, seguro, e operação regular de longo prazo. Além de testes intensivos, a fase de teste e identificação envolveu a integração deste sistema de armazenamento em todo o ambiente técnico da Üstra, incluindo os sistemas de controle elétrico de sua rede elétrica de metrô leve, bem como a finalização do conceito de segurança contra incêndio.

Do projeto piloto de armazenamento de bateria à solução escalonável em série

O conceito do projeto piloto de armazenamento de baterias estacionárias GUW+ destina-se principalmente à validação no que diz respeito ao potencial uso de baterias da frota regular de ônibus eCitaro da Üstra, uma vez atingidas seu limite de capacidade. Os 49 autocarros urbanos eléctricos eCitaro da Üstra foram colocados em funcionamento gradualmente desde 2020, prevendo-se que 490 baterias sejam integradas na solução de armazenamento de segunda vida a partir de 2026. Isto permitiria à Üstra cobrir completamente as suas necessidades de energia com as suas próprias baterias em segunda vida estacionária. -life, aumentando assim a sua rentabilidade.

O projeto para prolongar a vida útil das baterias dos ônibus elétricos é geralmente escalonável em tamanho e escopo. Isto torna-o adequado como base para o desenvolvimento deste conceito e a sua futura implementação como uma solução de produção em série economicamente eficiente que dá uma segunda vida às baterias dos veículos eCitaro.

Potencial de sistemas estacionários de armazenamento de energia para operadores de transporte público

A Üstra e outros operadores de transporte público podem atualizar a unidade estacionária de armazenamento de energia conforme necessário e adaptá-la às suas necessidades. Por exemplo, já existem planos para uma solução de contentor que não utilize o espaço existente no local. Em vez disso, pode ser integrado de forma flexível de acordo com as diferentes condições locais.

Outra opção seria integrar o fornecimento de energia na infraestrutura de carregamento para veículos elétricos adicionais, como veículos municipais ou carros de funcionários. Além disso, a energia pode ser armazenada para utilização em oficinas ou departamentos administrativos no local, conduzindo a um aumento considerável do benefício económico do investimento do operador numa segunda vida para as suas baterias, substituindo-as, trocando-as e utilizando-as como unidades estacionárias.

Outra solução interessante seria combinar este sistema de armazenamento com sistemas fotovoltaicos instalados em telhados, instalações de produção e estacionamentos no local. O armazenamento intermédio de energia solar em sistemas de baterias de segunda vida do eCitaro e a utilização local da energia gerada no local, por exemplo, para carregamento noturno de veículos, satisfazem as necessidades de numerosos operadores de transportes públicos e empresas de serviços que visam aumentar a rentabilidade dos suas frotas de ônibus elétricos como parte do cálculo do custo total.

Por último, mas não menos importante, o projeto piloto GUW+ para a Daimler Buses também serve para avaliar a opção de utilizar a unidade estacionária de armazenamento de energia como unidade de armazenamento sobressalente: Novas baterias para o eCitaro, armazenadas pela Daimler Buses ou operadores de serviço, e destinadas a serem utilizadas como unidades de reposição em caso de falha repentina da bateria do veículo, podem ser integradas em sistemas de armazenamento estacionários para operação em baixa carga até serem utilizadas em um ônibus elétrico. Desta forma, as baterias podem ser mantidas em boas condições até serem utilizadas num autocarro eléctrico, evitando efetivamente o seu envelhecimento prematuro.

Desenvolvimento e implementação da unidade de armazenamento de energia  – projeto GUW+

O projeto GUW+ é financiado pelo Ministério Federal de Assuntos Digitais e Transportes (BMDV) da Alemanha como parte da Diretiva de Financiamento da Eletromobilidade. Além da líder do consórcio Alstom Transport Deutschland GmbH, com sede em Salzgitter, Alemanha, o consórcio também inclui a Elpro GmbH de Berlim, a Motion Control and Power Electronics GmbH, a Fraunhofer IVI em Dresden e a Universidade de Tecnologia de Dresden. A Daimler Buses apoia o projeto como parceiro associado.

Como subsidiária da Mercedes-Benz AG, a Mercedes-Benz Energy GmbH é especializada em aplicações de “segunda vida” e “unidades de armazenamento sobressalentes” e é responsável pelo desenvolvimento e implementação da unidade de armazenamento de energia para o projeto GUW+ em nome da Fraunhofer IVI .

A Daimler Buses forneceu as baterias e auxiliou no desenvolvimento do software e dos componentes de controle. Criada recentemente, a Daimler Buses Solutions GmbH implementará futuras aplicações de segunda vida baseadas em baterias do Mercedes-Benz eCitaro como parte de soluções prontas para uso para a infraestrutura de ônibus elétricos dos operadores de transporte público.