All inclusice: Die Energiespeicher haben den DC/DC-Steller, die Regeleinheit und die Kondensatorbänke an Bord.

All inclusice: Die Energiespeicher haben den DC/DC-Steller, die Regeleinheit und die Kondensatorbänke an Bord. Liebherr

Das flüssigkeitsgekühlte Komplettsystem beinhaltet alle Teilkomponenten, was laut Liebherr die Integration in Anwendungen erheblich vereinfacht. Bis dato ist die Integration von Energiespeichereinheiten in mobile oder stationäre Anwendungen mit großem Aufwand in Entwicklung und Montage verbunden: Neben der mechanischen Umsetzung müssen mehrere einzelne Systeme – Speicherzellen, DC/DC-Steller, Kühlung, Steuer- und Regelungseinheit – kombiniert werden. Dies führt zu einem großen Platzbedarf in der Anlage und Mehrkosten für die Projektierung und Umsetzung. Aufgrund der Integration aller notwendigen Einzelkomponenten und -systeme in einer Einheit reduziert sich der Aufwand für Systemintegration, Montage und Materialkosten. Als ‚Connect-and-use-System‘ konzipiert, muss der Elektriker vor Ort lediglich die mechanische Befestigung und die elektrische Verkabelung durchführen. Die Speichereinheiten lassen sich in der zweipoligen Variante direkt an den Gleichspannungs-Zwischenkreis (530 bis 850 V) des Umrichters anschließen. Über die Kommunikationsschnittstelle des Energiespeichers wird dann die aufzunehmende und abzugebende Energiemenge parametriert. Zudem stehen über das Interface sämtliche Moduldaten zur Verfügung, beispielsweise für die Visualisierung, Diagnose und Ansteuerung der Motoren.

Bei einem dieselelektrisch betriebenen Portalkran reduziert der Energiespeicher den Treibstoffverbrauch um 40 %.

Bei einem dieselelektrisch betriebenen Portalkran reduziert der Energiespeicher den Treibstoffverbrauch um 40 %. Liebherr

Im Maximalausbau mit zehn Speichereinheiten stehen 15 MJ Energie bereit, die mit bis zu 100 kW Leistung pro Speichereinheit innerhalb von 15 s abrufbar beziehungsweise ladbar sind. So bleibt die überschüssige Energie im System und steht für nachfolgende Bewegungsabläufe zur Verfügung. Mit einer Reaktionszeit von 500 µs eignen sich die Speicher auch für dynamische Prozesse. Abhängig von der benötigten Speicherkapazität kommen bis zu zehn Speichereinheiten zum Einsatz. Im Vergleich zu Batterie-basierten Speichersystemen haben die von Liebherr favorisierten Doppelschichtkondensatoren einige Vorteile. Dies gilt insbesondere bei Applikationen mit vielen Lade- und Entladezyklen und temporär hohen Lastspitzen sowie hohen Anforderungen an die Langlebigkeit. Hierzu zählen Bereiche wie die Elektromobilität sowie Anwendungen mit Hub- und Hebebewegungen (Krane, Gabelstapler und Aufzüge).

Feuertaufe bestanden, Systemvorteile nachgewiesen

Das Grundsystem wurde bereits auf einem mobilen, dieselelektrisch betriebenen Hafenportalkran getestet. Die dabei erzielte Kraftstoffreduktion von bis zu 40 % entspricht einer Einsparung von 700 l Treibstoff pro Woche.

Das Grundsystem wurde bereits auf einem mobilen, dieselelektrisch betriebenen Hafenportalkran getestet. Die dabei erzielte Kraftstoffreduktion von bis zu 40 % entspricht einer Einsparung von 700 l Treibstoff pro Woche. Liebherr/Stevedores

Das Grundsystem wurde bereits auf einem mobilen, dieselelektrisch betriebenen Hafenportalkran getestet. Die dabei erzielte Kraftstoffreduktion von bis zu 40 % entspricht einer Einsparung von 700 l Treibstoff pro Woche. Parallel dazu verringert sich auch der Schadstoffausstoß. Der Testaufbau zeigt, dass bei entsprechender Auslastung des Krans die Kostenersparnis bis zu 18 000 Euro pro Jahr beträgt. Interessant für künftige Baureihen: Als weiterer Vorteil kristallisierte sich heraus, dass der Einsatz eines kleineren Dieselmotors möglich wäre. Denn der Motor muss nicht mehr für kurzzeitige Lastspitzen ausgelegt werden. Diese Spitzen fängt der Energiespeicher ab, weshalb der Dieselmotor stets im optimalen Betriebspunkt arbeiten kann. Somit ist das Energiespeichersystem ein wirtschaftliches und nachhaltiges Instrument zur Steigerung der Produktivität elektrischer Antriebssysteme.