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Abstrakt

Technische und wirtschaftliche Analyse von One-Stop-Ladestationen für Batterie- und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge mit erneuerbaren Energiequellen

Saumya Bansal

Derzeit werden die meisten Fahrzeuge mit fossilen Brennstoffen betrieben, was eine der größten Quellen von Kohlendioxidemissionen darstellt. Die Notwendigkeit, unsere Abhängigkeit von diesen fossilen Brennstoffen zu verringern, hat zu einer verstärkten Nutzung erneuerbarer Energiequellen (RES) für Mobilitätszwecke geführt. In dieser Arbeit wird die technische und wirtschaftliche Analyse einer One-Stop-Ladestation für batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEV) und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEV) untersucht. Die Software „Hybrid Optimization Model for Electric Renewables“ (HOMER) und das Analysemodell für Hochleistungstankstellen (HDRSAM) werden verwendet, um die Fallstudie für eine One-Stop-Ladestation auf dem Campus der Dänemarks Technischen Universität (DTU) in Risø durchzuführen. Mit HOMER werden insgesamt 42 Ladestationsszenarien unter Berücksichtigung von zwei Systemen (einem netzgekoppelten System und einem nicht netzgekoppelten System) analysiert. Für jedes System werden drei verschiedene Ladestationsdesigns (Design A – Wasserstofflast; Design B – elektrische Last und Design C – ein integriertes System bestehend aus Wasserstoff- und elektrischer Last) zur Analyse eingerichtet. Darüber hinaus werden für jedes System sieben potenzielle Windturbinen mit unterschiedlichen Kapazitäten aus der HOMER-Datenbank ausgewählt. Mithilfe von HDRSAM werden insgesamt 18 Szenarien mit Variationen in Wasserstofflieferoption, Produktionsvolumen, Wasserstoffabgabeoption und Wasserstoffabgabeoption analysiert. Die optimale Lösung von HOMER für eine Lebensdauer von 25 Jahren wird in Design C mit dem netzgekoppelten System integriert, dessen Kosten 986.065 $ betrugen. Für HDRSAM besteht das optimale Lösungsdesign aus einem Schlauchanhänger als Wasserstofflieferung mit Kaskadenabgabeoption bei 350 bar zusammen mit hohem Produktionsvolumen und die Kosten des Systems betrugen 452.148 $. Die Ergebnisse der beiden Simulationstools werden integriert und die Gesamtkosten der One-Stop-Ladestation werden ermittelt, die 2.833.465 $ betrugen. Die Analyse zeigte, dass die One-Stop-Ladestation mit Netzanschluss in der Lage ist, den Ladebedarf für ein integriertes Energiesystem mit erneuerbaren Energien an den untersuchten Standorten kostengünstig und umweltfreundlich zu decken.