DC-Leitung Gleichstrom für die größte Ladestation Europas

Im Sommer 2021 wurde in Zusmarshausen bei Augsburg die größte und neuartigste Ladestation für Elektroautos in Europa eröffnet. Für das Projekt hat Lapp für die Firma E-Loaded eine DC-Sonderleitung entwickelt.

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Wenn sie mit ihrem Elektroauto über die A 8 zwischen München und Stuttgart flitzen, bietet sich ein Zwischenstopp im Sortimo Innovationspark Zusmarshausen (SIZ) an – vor allem, wenn die Akku-Leistung für die Weiterfahrt knapp wird. 72 Ladepunkte befinden sich dort in Betrieb. 72 weitere sollen folgen. Während das E-Auto mit Energie versorgt wird, lädt der SIZ seine Besucher auf rund 35.000 m² Fläche ein, zu rasten, einzukaufen oder die Kinder auf dem Spielplatz glücklich zu machen.

Ladevorgang dauert zwischen 15 und 45 Minuten

60 der 72 Ladepunkte sind mit modernster DC-Ladetechnik ausgestattet, was eine schnelle Beladung ermöglicht. Dabei kann je nach Fahrzeug aus unterschiedlichen Leistungsstufen von 35 kW bis zu 475 kW ausgewählt werden. Der Ladevorgang dauert zwischen 15 und 45 Minuten. Für Tesla-Fahrer stehen zudem zwölf V3-Supercharger bereit.

Die korrekte und gewünschte Ladeleistung wird mit Hilfe eines ausgeklügelten DC-Energieleitsystems realisiert. In der Energy-Boxx steht nicht nur ein Ladewart bereit, es besteht auch die Möglichkeit, Snacks, Fahrzeugbedarf oder frische Blumensträuße zu beziehen.

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Der Standort ist als ein DC-Energie-Hub konzipiert, der möglichst schnell, effizient und vor allem regional erzeugten Strom und Leistung an die Elektromobilisten bringen soll. „Die Deutschen müssten viel mehr Mut haben, in neue Technologien zu investieren. Mit der erhöhten Förderung von Elektrofahrzeugen in Deutschland erhoffe ich mir, dass die Elektromobilität als wichtiger Teil der Energiewende endlich stimuliert und beschleunigt wird“, sagt Frank Steinbacher, Geschäftsführer und Gesellschafter der E-Loaded GmbH und Steinbacher-Consult. Er ist Ideengeber und Planer des Sortimo Innovationsparks Zusmarshausen. Bauherr und Investor ist die Sortimo Innovationspark Zusmarshausen GmbH, Marktführer für Fahrzeugeinrichtungen und mobile Transportlösungen.

Bis zu 4.000 Elektroautos täglich laden

„Bis zu 4.000 Autos können am Standort täglich aufgeladen werden“, rechnet Steinbacher vor: „Das entspricht, aufs Jahr gerechnet, einer Fahrleistung von über 400 Millionen Kilometern.“ Durch ihr modulares Aufbau- und Stromversorgungskonzept sind die 140-kW-Schnelllader ohne weitere Infrastruktureingriffe erweiterbar auf bis zu 475 kW.

Der Ladepark wird auch für den eigenen Fuhrpark von Sortimo und den Fuhrpark von Kunden genutzt. Dazu zählt auch der ÖPNV. 2021 ging die erste E-Schnellbusroute zwischen Zusmarshausen und der Stadt Augsburg an den Start. Der Energiebezug im Fahrplan wird dynamisch auf die tagesaktuelle erneuerbare regionale Erzeugung angepasst. Betreiber brauchen somit keinen Depotstandort und kostenintensives Laden in der Nachtstunde. Auch für den Individualverkehr steht der Ladepark zur Verfügung.

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DC-Sonderleitung mit zweierlei Funktion

Die Ladeenergie kommt aus erneuerbarem Strom, vor allem aus einer regionalen Photovoltaikanlage. Das Besondere am Standort: Die Energieverteilung ist über ein DC-Versorgungsnetz aufgebaut. Im Bereich Gleichstrom hat Frank Steinbacher Lapp mit ins Boot geholt. Das Unternehmen ist Pionier in Sachen Gleichstrom. Für das Projekt hat Lapp eine DC-Sonderleitung entwickelt, mit der auch kurzfristig größere Leistung möglich ist und womit parallel die Wärmeentwicklung in der Leitung kontrolliert werden kann.

Lapp hat hierfür den kompletten DC-Bus zum Anschluss der Ladestationen, einschließlich Hybrid-DC-Kabel zur Steuerung und Online-Überwachung entwickelt. Der Kabelaufbau ist sehr anspruchsvoll: Das speziell für E-Loaded designte Kabel besteht aus einem Aluminiumleiter mit 630 mm² Querschnitt. Die Aderisolierung ist strahlenvernetzt und besteht aus Polyethylen. Die Schirmung wird über spiralförmig über den Kern aufgetragene Kupferdrähte erreicht.

Der Aufbau wird ergänzt durch zwei Edelstahlrohre bestückt mit jeweils sechs Lichtwellenleitern. Diese dienen zur Temperaturmessung und schlagen Alarm, wenn die Temperatur an den Ladepunkten zu groß wird. Über den Bus wird dann gesteuert, wo alternativ entsprechend freie Ladekapazitäten zur Verfügung stehen. Der Außenmantel ist aus PVC nach IEC 60502. „Lapp ist nicht nur ein Partner mit regionaler Nähe, sondern er bietet uns auch Systemgröße. Durch seine weltweite Aufstellung können wir mit Lapp sicher weiter wachsen“, erklärt Steinbacher.

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Energieeffizienter dank Gleichstrom

Die Nutzung von Gleichstrom spielt bei den Projekten von E-Loaded eine zentrale Rolle. „Wir wollen nicht mehr in der AC-Welt, sondern in der DC-Welt denken. Durch diese Umstellung sind allein 20 bis 25 Prozent Einsparung bei der Energieeffizienz möglich“, betont Steinbacher. Der Grund: Photovoltaik- und Windkraftanlagen sind reine DC-Erzeuger. Bei Gleichstrom fallen die Verluste weg, die heute bei der Umwandlung zwischen Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) und umgekehrt entstehen. Ein konsequent auf Gleichstrom ausgelegtes Energienetz käme auf einen Gesamtwirkungsgrad von 90 Prozent – gegenüber heute 56 Prozent.

Die Energieverteilung wird im Sortimo Innovationspark Zusmarshausen exakt auf den Ladebetrieb abgestimmt. Das ausgeklügelte Energiemanagement hat aber nicht nur die Ladeprozesse im Blick, sondern auch die unmittelbar angebundene Produktion – nur so kann ein kosteneffizienter Betrieb zwischen Strommenge und Leistung realisiert werden. Die Kapazität des Sortimo Innovationsparks Zusmarshausen erspart etwa 30 Millionen Liter Kraftstoff und 60.000 Tonnen klimaschädliches Kohlendioxid (CO₂) pro Jahr allein auf Grund der darüber abwickelbaren Mobilität.

DC-Leitungen für verschiedene Anwendungen im Portfolio

In Sachen Gleichstrom ist Lapp Pionier. Das Unternehmen ist in der Entwicklung aktiv und verfügt bereits über ein Leitungsportfolio für verschiedenste Anwendungen. Darunter die Ölflex DC 100 mit neuer Farbcodierung der Adern nach der 2018 aktualisierten Norm DIN EN 60445 (VDE 0197):2018-02 für Gleichstromleitungen: rot, weiß und grün-gelb. Parallel engagiert sich das Unternehmen im Forschungsprojekt DC-Industrie 2, indem es Langzeitstabilität von Isolationsmaterialien für Kabel und Leitungen erforscht.

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