„Blueprint“ des Bezirks Kalifornien hebt die Vorteile von Lademanagementlösungen und AC-Ladegeräten hervor

Eine öffentlich-private Partnerschaft hat einen Plan für US-Schulbezirke erstellt, um elektrische Schulbusse möglichst kostengünstig aufzuladen.

Der vom Center for Transportation and the Environment (CTE), dem Umweltberater NV5 und dem Elektroladeunternehmen The Mobility House entwickelte Entwurf basierte auf einer Studie des kalifornischen Stockton Unified School District (SUSD), die durch einen Zuschuss von California Energy in Höhe von 199.903 US-Dollar finanziert wurde Die Kommission konzentrierte sich darauf, wie der Bezirk seine elektrische Schulbusflotte (ESB) im laufenden Betrieb zu 100 Prozent aufladen könnte.

Als Ergebnis der Studie empfiehlt das Projektteam den Schulbezirken, Ladegeräte der Stufe 2 (AC) zu installieren, sofern kein Bedarf an Gleichstrom-Schnellladung (DC) besteht, und ein Charge Energy Management (CEM)-System zu verwenden, um das Laden auf die größtmöglichen Kosten zu beschränken -effektive Zeiten.

Das Team stellte außerdem fest, dass im Rahmen des kalifornischen Übergangs vom Net Energy Metering 2.0 zum Net Billing Tariff (NEM3.0), der am 15. April in Kraft trat und den Wert von Batteriespeichern durch in Häusern und Gebäuden installierte Solarstromerzeugung steigern soll, Solar-Photovoltaik, oder PV, Systeme, die ohne CEM installiert sind, bieten keine positiven 25-Jahres-Kapitalwerteinsparungen für das Laden von Schulbussen, wenn der Großteil des Ladens über Nacht erfolgt.

Zusätzliche Kosten, die mit der Vehicle-to-Grid-Technologie (V2G) verbunden sind, schmälern die Erträge und machen es derzeit schwierig, die potenziellen Kostenvorteile zu rechtfertigen. Das Team kommt zu dem Schluss, dass die Nutzung von V2G weiterhin erforscht werden sollte, da Richtlinien, Tarife und Technologieänderungen vorgenommen werden müssen bidirektionales Laden günstiger.

Während die Studie durch kalifornische Tarifstrukturen – insbesondere Nutzungszeittarife für Elektrofahrzeuge und Anreize für den Net Energy Metering 3.0-Tarif für die Solarstromerzeugung vor Ort – geprägt war, um zu beeinflussen, wie Bezirksflottenmanager ihre Ladestrategie ausrichten, gelten die Ergebnisse als allgemein anwendbar auf Schulen Bezirke planen Infrastruktur zur Unterstützung von ESBs.

Der schnelle Übergang zu ESBs geht Hand in Hand mit anderen bedeutenden Veränderungen im Stromnetzbetrieb, wie z. B. künftigen V2G-Programmen sowie Anreizen für die Solarproduktion mit dem erwarteten NEM 3.0-Umstieg in Kalifornien.

Das Team stellt fest, dass die Planung der ESB-Aufladung zur Priorisierung des PV-Eigenverbrauchs der Schlüssel dazu sein wird, Solaranlagen unter NEM3.0 finanziell solide zu machen. Bei der Betrachtung von AC- und DC-Ladevorgängen fügte der Entwurf hinzu, dass das AC-Laden für die für Stockton Unified bewerteten Ladeszenarien ausreichend ist, da ein DC-Laden mit höherer Leistung nicht erforderlich ist. Es fügte hinzu, dass AC-Hardware, Installation und laufende Kosten im Vergleich zum DC-Laden geringer sind.

Das Forschungsteam stellt fest, dass der Einsatz von CEM zu erheblichen Einsparungen führen kann, indem Ladespitzen begrenzt und Gebühren mit hoher Nachfrage vermieden werden. In einem 100-prozentigen AC-Ladeszenario soll CEM dem Bezirk jährlich mehr als 160.000 US-Dollar einsparen, was etwa 40 Prozent der Energiekosten durch das Laden entspricht.

CEM wird bei der Koordinierung des Ladezeitpunkts mit den Nutzungszeittarifen von entscheidender Bedeutung sein. Die Energieerzeugung aus Solar-PV, die das Laden mit der Solarproduktion koordiniert, macht PV zu einer praktikablen Option unter NEM3.0. In der Studie wird ohne CEM der Großteil der PV-Erzeugung zu einem niedrigen Wert ins Netz zurückgespeist, und es kommt zu unkontrolliertem Laden während der Spitzenzeiten der Nutzungsdauer.

In Bezug auf vor Ort verteilte Energieressourcen aus PV und PV plus einem Batteriespeichersystem (BESS) ist PV unter NEM3.0 nur dann auf Kosteneinsparungsbasis gerechtfertigt, wenn es mit CEM gepaart wird, um die ESB-Ladung für Zeiträume zu optimieren, in denen PV-Erzeugung verfügbar ist Die Studie stellt fest, dass dadurch die exportierte PV-Erzeugung reduziert wird.

Das Laden der ESBs mit einem PV-System, das so dimensioniert ist, dass es 90 Prozent des Jahresverbrauchs ausgleicht, führt zu geringeren Kosten für Stockton im Vergleich zu einem Basismodell ohne PV, bei dem ESBs hauptsächlich über Nacht mit einem CEM laden.

Das Team stellte außerdem fest, dass der Einsatz von BESS zur Speicherung und Nutzung der PV-Erzeugung aufgrund der derzeit hohen Kosten nicht kosteneffektiv war.

Der Einsatz von CEM zur Verlagerung der ESB-Gebühren und zur Steuerung der Nachfrage erwies sich für Stockton als kostengünstigere Lösung.

Für Schulbezirke, die sich ein NEM2.0-Solar-PV-System sichern können, ist eine auf 90 Prozent kompensierte Solar-PV mit oder ohne CEM kosteneffektiv, stellt das Team fest.

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„Die Lieferkette stellt bei Ladegeräten eine gewisse Herausforderung dar, die jedoch in der Regel gemildert werden kann, da die Planung von Ladeinfrastrukturprojekten im Allgemeinen eine Weile – mindestens ein paar Monate – in Anspruch nimmt, sodass Sie die Vorlaufzeiten der Ladegeräte einplanen können, wenn Sie diese kennen.“ sagte Sam Hill-Cristol, der für die Geschäftsentwicklung von The Mobility House zuständig ist. „Hin und wieder gibt es ein Projekt mit einer schnellen Abwicklung. Die Vorlaufzeit begrenzt die Anzahl der Ladegeräte, die wir verkaufen können.“

Hill-Cristol wies darauf hin, dass elektrische Infrastrukturkomponenten wie Transformatoren und Schaltanlagen ein eher einschränkendes Problem in der Lieferkette seien.

„Einige große Komponenten, entweder auf der Kundenseite des Zählers oder auf der Versorgungsseite, wenn es ein Service-Upgrade gibt, können über ein Jahr dauern“, fügte er hinzu. „Das ist ein riesiges Thema. Hier sehen wir, dass die richtige Software eine große Rolle spielt.“

„Die größte Herausforderung für die Elektrifizierung von Schulbussen in den kommenden Jahren sind standortspezifische Leistungsverbesserungen im Verteilungssystem, die für die Energieversorger viel Zeit in Anspruch nehmen und die Planung für die Bezirke erschweren. Kostengünstige Möglichkeiten, diese Lücke zu schließen, etwa die richtige Ladung.“ Managementsoftware sind der Schlüssel dazu, sicherzustellen, dass das Netz die gesamte neue elektrische Last bewältigen kann.“