Simulationsbasierte Untersuchung der Herausforderungen bei der Integration von mobilen Batteriespeichern in Mikrogrids
- In der vorliegenden Masterarbeit werden die Herausforderungen mobiler Batteriespeicher, insbesondere im Kontext von Elektrotrucks, und deren Implementierung in einem Mikrogrid untersucht. Der Fokus liegt hierbei auf Industrieanwendungen, wie beispielsweise Logistikdepots, welche Transporttätigkeiten und die Distribution von Gütern umfassen. Einleitend erfolgt die Darstellung der theoretischen Grundlagen, die die verschiedenen Zellchemien von Batterien aufzeigen, den Unterschied zu stationären Speichern verdeutlichen, die bidirektionale Infrastruktur erläutern sowie Details und Zukunftsaussichten für Mikrogrids darlegen. Den Abschluss des Theorieteils bildet die Wirtschaftlichkeitsrechnung, in der ein Logistikdepot mit Diesel- und Elektro-LKWs verglichen wird, um die Rentabilität von elektrischen Trucks unter Berücksichtigung der derzeit hohen Anschaffungskosten zu ermitteln. Im Anschluss an den Theorieteil werden verschiedene Szenarien und jeweils ein Last-, Photovoltaik- und Mobilitätsprofil festgelegt. Diese dienen als Ausgangspunkt für die Simulation, in der die Modellierung eines Logistikdepots erfolgt. Neben der Wirkleistung ist auch die Blindleistung berücksichtigt, die im weiteren Verlauf in einer programmierten Applikation als Parameter eingegeben wird. Die Gewährleistung einer ausreichend genauen Übereinstimmung zwischen Simulation und Web-Anwendung ist somit sichergestellt. Das Programm erlaubt den Import unterschiedlicher Profile, die Online-Änderung von Parametern und die Visualisierung der Ergebnisse über einen Zeitraum von 24 Stunden. Eine integrierte Wirtschaftlichkeitsanalyse bietet zusätzliche Einblicke in die Rentabilität der gewählten Konfiguration.
- This master's thesis analyses the challenges of mobile battery storage systems, particularly in the context of electric trucks, and their implementation in a microgrid. The focus is on industrial applications, such as logistics depots, which include transport activities and the distribution of goods.The introductory section presents the theoretical framework, which discusses various battery cell chemistries, clarifies the difference to stationary storage systems, explains the bidirectional infrastructure, and provides further details and future prospects for microgrids. The theory section concludes with a profitability calculation comparing a logistics depot with diesel and electric trucks to determine the economics of EVs given today's high acquisition costs.Following the theoretical part, different scenarios and a load, photovoltaic and mobility profile are defined. These serve as the starting point for the simulation, in which a logistics depot is modelled. In addition to active power, reactive power is also taken into account, which is then entered as a parameter in a programmed tool. This ensures a sufficiently accurate match between the simulation and the web application. The program allows different profiles to be imported, parameters to be changed online and the results to be visualised over a 24-hour period. An integrated cost/benefit analysis provides additional insights into the profitability of the selected configuration.