Energieversorgung von Mobilfunkstationen durch ......−installiert auf Containern (BSC oder große BTS) −Direkteinspeisung in den Stromkreis des Standortes −reduzierter Energieverbrauch

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


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)


Standortlayout


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.


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


Standortansicht Versmold, Originalzustand

Standortansicht Versmold, nach Umbau

Projekt: Büren


● 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.


Standortansicht Waldfeucht

Energieproduktion


Büren,actual production 2013

Versmold,actual production 2012

Expected production

Energieproduktion


Büren,Production data from start of operation

Versmold,Production data from start of operation

Energieproduktion und Kosten


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)


Anschlussprojekte:Solarenergie


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)


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


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


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.


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


Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit


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Energieversorgung von Mobilfunkstationen durch ......−installiert auf Containern (BSC oder große BTS) −Direkteinspeisung in den Stromkreis des Standortes −reduzierter Energieverbrauch