Energieversorgung von Mobilfunkstationen durch ......−installiert auf Containern (BSC oder große...

Energieversorgung von Mobilfunkstationen durch

Brennstoffzellen -Systemtechnik, Wind -und Solarenergie, 03BS218

Berlin I 01.06.2015Dag Hüdepohl

Telefónica Deutschland OHGE-Plus Mobilfunk GmbH, Projektleiter Environment, Health & Safety

Überblick

Allgemeine Angaben zum Projekt

● Titel des Vorhabens: Regenerative Energien im Mobilfunk -Energieversorgung von Mobilfunkstationen durch Brennstoffzellen-Systemtechnik, Wind- und Solarenergie

● Budget / Förderung:

� bei Antragstellung ca. 2,3 Mio. € für max. 13 Standorte

� Status heute ca. 770.000 € für drei energieautarke Standorte und zwei Standorte mit NEA

● Laufzeit: 07/2011 bis 06/2016

● Partner: FutureE / Heliocentris, Hoppecke, (Nokia Siemens Networks), Alcatel-Lucent Network Services / ZTE

01.06.2015 Energieautarke Mobilfunkstandorte, D. Hüdepohl, Projektleiter

Entwicklungsgeschichte Wasserstoff-/ Brennstoffzellen-technologie im Unternehmen

E-Plus:

• umweltbewusstes Unternehmen in der Wahrnehmung der Öffentlichkeit

• innovative Projekte, Förderung zukünftiger Technologien

• Motivation der Mitarbeiter für Einsatz im Umweltschutz

• vor 2010 eine Brennstoffzelle als NEA als Einzelpilot ohne Förderung

• 01/2010 - erste Überlegungen zum Projekt 03BS218

• 07/2010 - Projektskizze und Förderantrag

• 03/2011 – Inbetriebnahme Versmold

• 02/2013 – Inbetriebnahme Büren

• 05/2014 – Inbetriebnahme Waldfeucht

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Projektziele

Evaluation von Brennstoffzellen nicht nur als Backup, sondern als Energielieferant im Zusammenspiel mit weiteren regenerativen Energieformen

• Langzeiterfahrungen mit Brennstoffzellen

• Betriebskonzept für den Einsatz von Wasserstoff

• Optimierung der Lieferkette

• Optimierung im Zusammenwirken mit Solar- und Windenergie

• Lösungsfindung zur Absicherung der Energieversorgung (als Maßnahme gegen Blackout und steigende Energiekosten)

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Standortlayout

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Energieversorgung:• Windkraftanlage

(Energieversorgung 24h/d)

• Solarenergie (Energieversorgung bei Tageslicht)

• Brennstoffzelle (Energieversorgung 24h/d)

• Batterien (Puffer zur konstanten 48V-Versorgung; Energieversorgung Nachts und bei fehlendem Wind und Sonneneinstrahlung)

• Energy Controller

Hydrogen storage tank 2x12 bottles with 50 l H2 at 300bar pressure

Solar cellsSurface area 40 m² - 60 m²

Battery

Wind turbine

Fuel cell and energy management

Radio equipment

Prinzipskizze energieautarke Standorte

Projekt: Versmold

• Gesamthöhe 46 m, Schleuderbetonmast, 10ft Container, outdoor Funktechnik GSM only

• Solarfläche: 8,77 kWpeak, 45 Module

• Windkraftanlage: 10 kWpeak

• Brennstoffzelle: 2x 2.5 kWpeak und 2x 12 Flaschen H2 , 300 bar

• Batterie: 96 OPzV Batterien 2.350 Ah in 4 outdoor Schränken

In Betrieb seit Mai 2011.

01.06.2015 Energieautarke Mobilfunkstandorte, D. Hüdepohl, Projektleiter

Standortansicht Versmold

Projekt: Versmold

2014: Änderung der Infrastruktur und der Energietechnik

Gründe:

• zu geringe Batteriekapazität (Umbau: 2.350 Ah auf 3.500 Ah)

• Ausbau der Funktechnik (mehr Richtfunk) kein Platz in outdoor-Schränken

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Standortansicht Versmold, Originalzustand

Standortansicht Versmold, nach Umbau

Projekt: Büren

01.06.2015 Energieautarke Mobilfunkstandorte, D. Hüdepohl, Projektleiter

● Mast u. WKA identisch zu Versmold

● Solarfläche bessere Module (8,27 kWpeak)(kleinere Fläche, 26 Module, höhere Leistung)

● Brennstoffzelle identisch zu Versmold

● 20‘-Container statt 10‘-Container(alle Bauteile im Container)

In Betrieb seit Dezember 2012

● bessere Solarausbeute

● bessere Windstromausbeute

● zuverlässiger Betrieb der BSZ Standortansicht Büren

Projekt: Waldfeucht

• Gesamthöhe 46 m, Schleuderbetonmast, Funktechnik GSM & UMTS im 20ft Container

• Solarfläche: 10,08 kWpeak, 42 Module

• Windkraftanlage: erst 6 kWpeak, dann Umbau 10 kWpeak

• Brennstoffzelle: 2x 2.5 kWpeak und 2x 12 Flaschen H2 , 300 bar

• Batterie: 24 OPzV Batterien 3.500 Ah

In Betrieb seit April 2014.

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Standortansicht Waldfeucht

Energieproduktion

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Büren,actual production 2013

Versmold,actual production 2012

Expected production

Energieproduktion

01.06.2015 Energieautarke Mobilfunkstandorte, D. Hüdepohl, Projektleiter

Büren,Production data from start of operation

Versmold,Production data from start of operation

Energieproduktion und Kosten

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Anschlussprojekte:Solarenergie

• Auslegungen:• Erstes Layout (noch nicht realisiert):

− 2-3 Standorte mit Solarflächen => 1 kWpeak und 7 m²− installiert auf Containern (BSC oder große BTS)− Direkteinspeisung in den Stromkreis des Standortes− reduzierter Energieverbrauch (tagsüber)

• Zweites Layout (beide Standorte in Betrieb)− 2 Standorte mit Solarflächen => 3 kWpeak und 20 m²− 1 Flachdach, 1 Satteldach − Direkteinspeisung in öffentliches Netz− Abrechnung: Energiekosten – Produktionserlös (RoI bereits erreicht)

01.06.2015 Energieautarke Mobilfunkstandorte, D. Hüdepohl, Projektleiter

Anschlussprojekte:Solarenergie

01.06.2015 Energieautarke Mobilfunkstandorte, D. Hüdepohl, Projektleiter

Solarflächen auf Satteldach, BS 17701098, Franken

Solarflächen auf Flachdach, BS 16538871, NRW

Anschlussprojekte:Brennstoffzellen NEA

• Auslegung / Planung:• 2 große BSC –Container (1. Standort im Umbau)• Layout:

• Outdoor Wasserstoffbereitstellung (Schranksystem)• Stationäres outdoor Brennstoffzellensystem in Modular-

Bauweise (Schranksystem)• Kontroll- und Monitoring-System• Geeignete Zuwegung für Zulieferung von H2-Flaschen • Einbindung in das Standort-Alarmierungssystem• Batterie als Kurzzeitüberbrückung bis zur vollständigen

Übernahme durch BSZ • Planungsansatz: Kapazität für 10 kW für 12 Stunden

Laufzeit (4x 2.5 kW BSZ plus Option)

01.06.2015 Energieautarke Mobilfunkstandorte, D. Hüdepohl, Projektleiter

Öffentlichkeitsarbeit

Veranstaltungen und Presseinformationen

• Spatenstich Versmold (PI 11/2010)

• Inbetriebnahme Versmold (PK 03/2011)

• Übergabe Förderbescheid (PK in Berlin 09/2011)

• Beileger in der FAZ (10/2011)

• Fachpresse (PK München 11/2011)

• CPN Vollversammlung (Vortrag 02/2012)

• Jahrestreffen Netzwerk Brennstoffzelle NRW (Vortrag 11/2012)

• TU Braunschweig (Seminarvortrag 01/2013)

• H2-Broschüre Energieagentur NRW (05/2013, deutsch)

• TU Clausthal, IEEF (Bachelorarbeit 04/2013)

• NIP Vollversammlung (Vortrag 06/2013)

• Inbetriebnahme Büren (PK 09/2013

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Öffentlichkeitsarbeit

Veranstaltungen und Presseinformationen

• Fachpresse (PI 09/2013)

• TU Clausthal, IEEF (Projektarbeit 11/2013)

• Fachpresse (Artikel 11/2013)

• Konferenz Energy Autarky Solutions (Vorträge K u. Stuttg. 11/2013)

• Jahrestreffen Netzwerk Brennstoffzelle NRW (Vortrag 11/2013)

• H2-Broschüre Energieagentur NRW (04/2014, englisch)

• Telecoms Energy Efficiency Forum Istanbul (Vortrag 04/2014)

• Fachpresse/Firmenzeitschrift Fa. Hoppecke (Artikel 08/2014)

• Fachpresse (PI 09/2014)

• Energieagentur NRW (Ortstermin BDBOS 09/2014)

• CPN Vollversammlung (Vortrag TU Clausthal, 03/2015)

Weiterhin wird es regelmäßige Information der Öffentlichkeit geben

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Stand im internationalen Vergleich

Weltweit Vorhaben im Mobilfunk zur Nutzung regenerativer Energien

Unterschiede:

- selten Brennstoffzellen

- dafür Dieselgeneratoren

- keine vertikal gelagerten WKA

Keine Vergleichswerte,

da in der Regel keine

Monitoring-systeme oder

Forschungsprojekte.

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Off-grid site mit WKA, Solar und Dieselgenerator in Madagaskar, erstellt von Flexenclosure AB

Off-grid Teststand mit WKA (7,5 kW), Solar (3,96 kW) und gasbetriebenem Generator (5 kW) auf dem Gelände der Alpha Energy in Bellingham, Washington

Ausblick

• Analyse der geografischen und meteorologischen Unterschiede

• Nachweis der Praxistauglichkeit der Brennstoffzelle als Energielieferant

• Untersuchung von Kostenoptimierungspotenzialen

• Optimierung der Lebensdauer von Brennstoffzelle und Batterien

• Wissenschaftliche Begleitung durch die TU Clausthal

Nächste Schritte:

• Logistik: Optimierung der Wasserstofflieferung

• Erstellung Betriebskonzept

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Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

01.06.2015 Energieautarke Mobilfunkstandorte, D. Hüdepohl, Projektleiter