30.03.2023 – Bei der Konzeption der Leistungsverteilung für einen HPC-Ladepark werden Schaltfelder in den Mittelspannungs-Schaltanlagen erstmals in Schleifen angeordnet, um eine Integration weiterer Ladestationen zu ermöglichen.
Als einen Schlüssel zum Aufbau von Schnellladeinfrastruktur sehen Betreiber hierzulande den Zugang zu autobahnnahen Grundstücken. Unweit des Hauptsitzes der Firma Sortimo im bayrischen Zusmarshausen befindet sich ein HPC-Ladepark mit 72 Ladepunkten an der Autobahn 8 zwischen Augsburg und Günzburg. Im August 2021 hat Sortimo, Anbieter für die Innenausstattung von Fahrzeugen, beispielweise für Handwerksbetriebe, seinen „Innovationspark“ eröffnet. Dieser ist als campusähnliches Areal angelegt, das neben Gastronomie- und Einzelhandelsangeboten auch Schulungseinrichtungen beherbergt. Diese nutzt die IHK Schwaben für Weiter- und Fortbildungen rund um die Themen Elektromobilität, Energieeffizienz und Digitalisierung.
Die aktuell fünf Übergabestationen wurden von Ormazabal mit Mittelspannungs-Schaltanlagen ausgestattet. Diese sind in Schleifen angeordnet, damit eine spätere Integration weiterer Stationen möglich ist. (Foto: Ormazabal GmbH)
Unter den derzeit 72 Ladepunkten befinden sich 24 Schnelllader mit Leistungen von je 420 kW, darunter 12 Tesla V3-Supercharger. Die Ladezeiten betragen dort, abhängig von der Leistungsstufe – zwischen 35 und 280 kW – 15 bis 45 Minuten. Damit die aktuell rund 1.000 Fahrzeuge täglich mit regenerativ erzeugtem Strom laden können, bedarf es einer Energieverteilung, der den eingespeisten Strom zu Gleichstrom wandelt und auf die Ladepunkte verteilt. Bei ihrer Konzeption galt es zu berücksichtigen, dass der Ladepark ausgebaut werden soll. Die Erweiterung um 84 Ladepunkte ist bereits in Planung, potenziell bis zu 4.000 Fahrzeuge sollen dann pro Tag bedient werden können. Das entspricht einer Leistung von rund 88 Millionen kWh im Jahr.
Ormazabal lieferte außerdem die 1250-kVA-Transformatoren. Dabei wurde berücksichtigt, dass die zwölf Tesla V3-Supercharger niederspannungsseitig eine erhöhte Spannung von 480 V benötigen. (Foto: Ormazabal GmbH)
Mittelspannungstechnik für Ladepark
Der Ladepark ist an das öffentliche Versorgungsnetz der LEW Lechwerke angeschlossen, in das der Park einspeist und aus dem er bei Bedarf zusätzliche Energie beziehen kann. Langfristig soll sich der Ladepark selbst versorgen – zum einen über eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach des naheliegenden Sortimo-Werks mit einer Leistung von 3.000 kWp. Zum anderen wird auch die Abwärme der Ladestationen sowie aus der Kühlung von Trafostationen von einer Wärmepumpe genutzt.
Für die Umsetzung des Netzanschlusses holte sich der Generalplaner Steinbacher Consult das Fachwissen von Ormazabal im Bereich Mittelspannungsverteilung ein. „Bereits im Winter 2017 gab es ein erstes Treffen, bei dem wir die Bedarfe abgefragt haben. Wir waren folglich von Anfang an in die Planung involviert“, erinnert sich der Ormazabal-Vertriebsmitarbeiter Michael Lösle. Maximilian Mayer vom Fachbereich Energie bei Steinbacher Consult, ergänzt: „Wir haben uns an Ormazabal aufgrund der guten Beratung durch das Team gewandt und waren von der Technik überzeugt. Externe Expertise haben wir uns ins Boot geholt, damit die genaue Beschaffenheit der Anlagen sowie des Innenausbaus der Stationen inklusive der notwendigen Größen bereits während der Planung finalisiert werden konnten.“
Fünf Übergabestationen ausgerüstet
Der Krefelder Experte für Energieverteilung bekam schließlich den Zuschlag für die Ausstattung der Übergabestationen. Fünf Betonstationen, die im Halbkreis um den Ladepark angeordnet sind, sind bisher in mehreren Schritten von einem Partnerunternehmen angeliefert worden – und das komplett zusammengebaut. Ormazabal koordinierte den Prozess von der Planung bis zur Inbetriebnahme und steuerte die Mittelspannungs-Schaltanlagen sowie die 1250-kVA-fähigen Transformatoren bei. Bei Letzteren wurde berücksichtigt, dass die Ladepunkte für Tesla-Modelle niederspannungsseitig eine erhöhte Spannung von 480 V benötigen.
Erweiterbar und modular
Für den Sortimo Innovationspark lieferte Ormazabal bis dato drei MS-Schaltanlagen des Typs „ga/gae“, eine Übergabeschaltanlage mit eigener Mittelspannungsmessung für den Ladepark und zwei Unterstationen mit jeweils einem 1250-kVA-Trafo. „Dabei handelt es sich um vielfach bewährte Anlagen mit Typ-Prüfzertifikat, die wir projektspezifisch anpassen können“, so Michael Lösle. Die Erweiterbarkeit und der modulare Aufbau der Ladeinfrastruktur sowohl hinsichtlich der Anzahl an Ladepunkten als auch ihrer Leistungsfähigkeit stellten eine Herausforderung dar, erklärt der Ormazabal-Vertriebsmitarbeiter. „Das haben wir gelöst, indem wir die Schaltfelder in Schleifen, anstatt wie üblich in Sternenform angeordnet haben. Auf diese Weise können weitere Stationen später problemlos integriert werden.“
Drei Ormazabal-Schaltanlagen des Typs ga/gae, eine Übergabeschaltanlage mit eigener Mittelspannungsmessung sowie zwei Unterstationen mit jeweils einem Trafo stellen die Energieverteilung des Ladeparks sicher. (Foto: Ormazabal GmbH)
AC in DC umwandeln
Diese spezielle Art des Aufbaus und der dadurch möglichen Leistungsverteilung über einen DC-Bus sei einmalig und wurde durch die Technik der Firma eLoaded realisiert. In den Trafostationen wird auch die Wechselspannung in Gleichspannung umgewandelt, der Gleichstrom wird dann auf die Ladepunkte verteilt. Die Übergabeleistungsschalter sind außerdem mit Schutzgeräten ausgestattet, sodass zum Beispiel im Fall eines Kurzschlusses nur ein einzelner Abschnitt vom Netz getrennt wird und sich die E-Autofahrer:innen auf störungsfreies Laden verlassen können.
Michael Lösle erläutert das Zwischenergebnis nach Fertigstellung des ersten Bauabschnitts: „Wir haben für die Bedarfe des Kunden die sinnvollste und zugleich einfachste Lösung erarbeitet. Die Expertise von Steinbacher Consult bei der Ladeinfrastruktur hat sich perfekt mit unserem Know-how in der Mittelspannungstechnik ergänzt. Für mich ist die Energieverteilung das Herz des Sortimo Innovationsparks – ohne sie ginge gar nichts.“ Maximilian Mayer fügt hinzu: „Die Unterstützung seitens Ormazabal war während allen Leistungsphasen hervorragend. Von der gemeinsamen Planung über die Inbetriebnahme und auch jetzt während der Servicezeit hatten wir immer kurze Kommunikationswege und ein lösungsorientiertes Arbeiten. In dieser Konstellation freue ich mich auf die nächsten Projekte.“ (ds)
www.ormazabal.com/de
www.steinbacher-consult.com
www.mysortimo.de/de/