Anwendungen in Defense & Security

Jeder Einsatz egal ob kurz, mittelfristig oder dauerhaft benötigt eine verlässliche Energieinfrastruktur. Die Lösungen der AXSOL können der Bundeswehr, der Polizei oder anderen Behörden mit Sicherheitsauftrag dabei helfen, energetische Infrastruktur schnell, an die klimatischen und regionalen Gegebenheiten des Einsatzes angepasst und unkompliziert aufzubauen, langfristig am Laufen zu halten und die Energie bedarfsorientiert stationär und mobil bereitzustellen.

Strom wird allgegenwärtig gebraucht – zuverlässig, flexibel, kosten- und am besten lärm- und emissionsarm für große und auch kleine Maschinen. Immer mehr Einheiten und Militärs erkennen dabei den Wert erneuerbarer Energien und vor allem der Photovoltaik auf dem Weg zu diesem Ziel. Die Stromversorgung wird dadurch emissionsärmer, allerdings auch volatiler. Dies steht im Widerspruch zu den hohen Anforderungen sicherheitskritischer Infrastruktur. Abhilfe schaffen Speicherlösungen, die Spitzen und Flauten der grünen Erzeuger ausgleichen können. Wir zeigen Ihnen, wie Sie mit den großen und kleinen Batteriespeicherlösungen der AXSOL eine zuverlässigere, flexiblere und kosteneffizientere Infrastruktur aufbauen – mit eigenen erneuerbaren Erzeugern aber auch ohne diese.

Alle unsere Lösungen…

… verwenden Lithiumeisenphosphat-Batterien (LiFePO4), die sich durch ihre Langlebigkeit und Sicherheit auszeichnen, um Ihre Anwendung so risikoarm wie möglich zu machen.

… sind über sämtliche Stromquellen ladbar. Dazu zählen Stromnetz, Photovoltaik-, Wind- & Wasserkraftanlagen, Dieselgeneratoren und Brennstoffzellen.

… sind durch die Erweiterung mit Erzeugerquellen für den autarken Insel- oder auch Mischbetrieb geeignet.

Eine wichtige Voraussetzung für die geographisch und klimatisch unabhängige Versorgungssicherheit ist die Unabhängigkeit gegenüber der Erzeugerquelle. Durch diese Unabhängigkeit, können entsprechend den Gegebenheiten vor Ort regenerative Erzeugerquellen wie Sonne, Wind und Wasserstoff frei kombiniert und bedarfsorientiert genutzt sowie das Energiesystem als Ganzes durch Diesel- und Notstrom-Generatoren abgesichert werden.

MOBILE EINSATZVERSORGUNG – LEISTUNGSSTARK, AUSDAUERND UND AUTARK

Unser ARVEY B2 ist ein Gerät zur mobilen Stromversorgung mit einer Leistung bis zu 2.300 W und 2.250 Wh Batteriekapazität. Er wurde nach militärischen Standards entwickelt und kann in allen Szenarien eingesetzt werden, die eine Stromversorgung in rauer Umgebung benötigen. Dazu zählen z.B. Einsatzkräfte, Katastrophenhilfe, Polizei oder Feuerwehr. Das System ist nach den technischen Anforderungen für Stromerzeugungsaggregate gebaut (VG 96968-1) und mit einer Isolationsüberwachung, RCD, MCB uvm. versehen. Zusätzlich ist das System von einem robusten Gehäuse umgeben, das vor starkem Strahlwasser und Staub in schädigender Menge geschützt ist (IP 54). Die Energie kann über Generator, Stromnetz, Photovoltaik oder Brennstoffzellen aufgeladen, in einer sicheren LiFePO4-Batterie gespeichert und über zwei 230 V AC Steckdosen abgerufen werden. Eine besondere Eigenschaft des B2 ist die Möglichkeit zur Hybridisierung von Diesel- und Notstromgeneratoren.

Die wichtigsten Vorteile:

• Hohe Sicherheit in Logistik und Anwendung (Batteriechemie, Schock- und Vibrationsfestigkeit, EMP und EMV)
• Benutzerfreundlichkeit: Display zeigt wichtige Daten in Echtzeit
• Flexibilität: mobiles Netzgerät mit allen wichtigen Schnittstellen und vier Betriebsarten
• Schnelle Verfügbarkeit von elektrischer Energie
• Nachhaltigkeit durch Einsparung von Kraftstoff und Wartungsaufwand (CO2-neutraler Betrieb möglich)
• Hohe Mobilität: tragbares Gerät und Unabhängigkeit von Betriebsmitteln
• Leiser Betrieb: intelligente Lüftersteuerung senkt vorhandene Emissionen

Technische Daten

EFFIZIENZSTEIGERUNGEN DURCH VERBUNDBETRIEB VON BATTERIESPEICHERN UND BRENNSTOFFZELLEN

Zukünftig werden Batterie- und Brennstoffzellentechnologie miteinander vereint und die Stromversorgung der Militärs noch einfacher, resilienter und bedarfsgerechter. SFC Energy AG und AXSOL präsentieren zu diesem Zweck ihre Bundles zur Kombination von Batteriespeichersystemen und mobilen Methanol-Brennstoffzellen. Durch die Kombination der technologischen Eigenschaften ergeben sich taktische und technische Vorteile gegenüber der herkömmlichen Energieversorgung der Einsatzkräfte:

ARVEY B2 UND SFC EFOY PRO 12000 BRENNSTOFFZELLE

Das Konzept mobiler Energie in Form von mobilen Batterieeinheiten zur ad-hoc Bereitstellung des benötigten Stroms versteht sich als Erweiterung der bestehenden Energieinfrastruktur der Bundeswehr. Im Einsatz selbst bieten die mobilen Einheiten Vorteile wie hohe Spitzenleistungen im Feld und die Möglichkeit der Zwischenspeicherung von mobil produzierter regenerativer und fossiler Energie. So können kleinere Erzeugerleistungen aus Sonne, Wind und bestehenden Brennstoffzellen gepuffert und ad-hoc in großen Strömen bereitgestellt werden. Zwar können die mobilen Speichereinheiten durch herkömmliche Methoden wie Diesel- oder Notstromgeneratoren geladen werden, voll zum Tragen kommen die Vorteile bezüglich Effizienzgewinne und Kostenreduktion erst, wenn man sie als Teil eines in sich geschlossenen Systems versteht.

MILITÄRISCHE ENERGIEVERSORGUNG DER ZUKUNFT

Das USMC hat bis 2019 einen Anstieg des Energieverbrauchs um 700 % innerhalb von 3 Jahren festgestellt und prognostiziert denselben Anstieg innerhalb der nächsten 3 Jahre (2019). Dasselbe gilt für die zukünftige Energieversorgung der US-Armee, bei der der Strombedarf pro Soldat um das 20-fache gestiegen ist und in Zukunft aufgrund neuer Technologien (unbemannte Fahrzeuge, Kommunikationsstandards, Elektrifizierung) weiter ansteigen wird. Der installierte Bestand an Dieselgeneratoren kann durch eine Hybridisierung und Leistungssteigerung mithilfe von Batteriespeichersystemen so ausgerichtet werden, dass dem steigenden Stromverbrauch entsprochen werden kann.

STATIONÄRE STROMVERSORGUNG – HYBRIDISIERUNG ALS LÖSUNG

Der AXSOL Energy Container Solutions (ECS) und ARVEY B2 bieten sich hier als integrierte Systemlösung für die Hybridisierung in militärischen Diensten an. Der gemeinsame Betrieb ermöglicht Synergieeffekte zwischen der mobilen und stationären Stromversorgung. So können bis zu 80% der kleinen Dieselgeneratoren können durch den ARVEY B2 ersetzt werden. Über die Einführung zentraler Batteriespeicher zur Hybridisierung, können in Zukunft zusätzliche Vorteile bei der Integration von Erneuerbaren Energien in die militärische Energieinfrastruktur realisiert werden.

Mobile Batteriespeichersysteme müssen während der Nutzung oder des Einsatzes immer wieder aufgeladen werden. Mit der Anzahl der mobilen strombetriebenen Systeme steigen auch die Anforderungen an die Ladeinfrastruktur. Der ECS ermöglicht in der Funktion eines zentralen Speichers die Nutzung von sauberem Strom aus erneuerbaren Quellen in den mobilen Systemen. Die Umstellung auf erneuerbare Energien über zentrale Erzeugungseinheiten (z.B. Solar, Wind) erfordert zentrale Batteriespeicher zur Pufferung der erzeugten Lastspitzen. Der mobil zur Verfügung gestellte Strom hat nur einen negativen CO2-Nutzen in den mobilen Batterieeinheiten, wenn diese über Ladestrom aus zentralen Ladestationen geladen werden. Der Notstrom für die Versorgung wird zunächst über fossile Verbrennungsmotoren gespeist, deren Leistung durch zentrale Batteriespeicher gepuffert und hybridisiert wird. Später ersetzen Brennstoffzellen die Dieselgeneratoren zur Abdeckung der kontinuierlichen Lasten.

Mobile Einheiten, wie der ARVEY B2 können in den zentralen Ladestationen (ECS) geladen werden und darin zwei Rollen ausüben:

1. Vorrangige Ladung für eine schnellstmögliche Einsatzbereitschaft
2. Kurzfristige Kapazitätserweiterung des gesamten Systems (Peak Shifting)

Dadurch wird der ARVEY B2 je nach Lage und Situation intelligent gesteuert als mobiler Speicher und als modulare Erweiterung der Gesamtkapazität verwendet. Der Doppelnutzen des ARVEY B2 wird durch die Systemsteuerung der ECS effizient genutzt. Die intelligente Systemsteuerung des ECS entscheidet entlang der vergangenen Lastkurven und z.B. Einsatzdaten, wie die integrierten mobilen Einheiten eingesetzt werden. Die Integration der mobilen Einheiten in das Gesamtsystem verteilt zusätzliche Informationen über den Stromverbrauch. Die zentralen ECS werden durch die vertikale Integration von Daten über den Stromverbrauch zu Datenhubs. Durch die intelligente Auswertung der Datenlage kann die installierte Energieinfrastruktur im Betrieb optimiert werden.

INTEGRIERTE HYBRIDISIERUNGSSPEICHER – ECS UND ARVEY B2

Batteriespeicher haben das Potential auch in der stationären Versorgung der Energieträger der Zukunft zu werden und mit direktem Strom die Elektrifizierung der Streitkräfte voranzutreiben. Im ersten Schritt werden hierfür bestehende und neue Dieselgeneratoren hybridisiert. Durch eine Hybridisierung der Energieerzeugung können die Vorteile autarker Energiesysteme und die der Stromerzeugung durch Dieselgeneratoren kombiniert und enorme Vorteile hinsichtlich Effizienz, Komfort, Nachhaltigkeit, Kostenreduktion und Sicherheit erreicht werden.

Zusätzlich wird die Integration von erneuerbaren Energiequellen in ein bestehendes System vereinfacht. Sie können simpel nach den steigenden Anforderungen und Restriktionen skaliert und nach und nach in das Energiesystem eingebunden werden.

Zu den prägnantesten Vorteilen in ersten Konzept Tests und Studien gehören:

• Bis zu 70 % Kraftstoff Einsparung durch die Off-Zeiten des Generators und den Energieeintrag durch die im System vorhandenen regenerativen Energiequellen.
• Bis zu 80 % geringerer Wartungsaufwand am Generator durch einen insgesamt höheren Anteil der Laufzeiten im optimalen Leistungsbereich.
• Und zu guter Letzt die Erhöhung der Lebensdauer des Generators durch Off-Zeiten, Peak Shaving – also das Puffern von Spitzen in der regenerativen Energieerzeugung und häufigere Nutzung des optimalen Leistungsbereichs des Generators.

Diese Übergangsphase ist im vollen Gange. Erste Ausschreibungen mit der Kombination zwischen Batteriespeicherung und Dieselgeneratoren laufen und einige Entwicklungen werden in diesem Bereich vorangetrieben. Langfristig muss der Dieselgenerator jedoch weitestgehend, im besten Fall auch in der Funktion der Absicherung der gesamten Stromerzeugung ersetzt werden. Hierfür wird in einem zweiten Schritt zukünftig die Stromversorgung der Truppe weiter hybridisiert – also auf mehrere Erzeugerquellen aufgeteilt und diversifiziert. Durch die Integration von Brennstoffzellen und Erneuerbaren Energiequellen wird die Stromversorgung regenerativ gestaltet.

Schritt 1: Hybridisierung von Diesel und PV

Schritt 2: Regenerative Stromversorgung – Brennstoffzellen und Erneuerbare Primärenergiequellen

Semi- oder Vollstationäre Containerlösungen

Unsere Energy Container Solutions (ECS) sind die Kraftpakete unter unseren Lösungen. Frei nach Anforderung konfigurierbar, integrieren wir von 70 bis 3000 kWh Batteriespeicher in 10-, 20-, oder 40-Fuß-ISO-Container.

Zur Einordnung: Mit der größten Speicherkapazität könnte ein kleines Camp mit 150 Mann (10 kWh pro Tag und Mann) für zwei Tage allein mit Strom aus dem Container versorgt werden. Die Batterien sind dabei mit jeder denkbaren Energiequelle (Stromnetz, Photovoltaik, Windkraft, Dieselgenerator, Brennstoffzelle, …) aufladbar. Mit einer ebenfalls skalierbaren Ausgangsleistung von über 2000 kW können selbst große Lastträger und Campstrukturen zuverlässig mit Strom versorgt werden.

Für folgende Anwendungen sind die Energy Container Solutions besonders geeignet:

• Unterbrechungsfreie Stromversorgung / Netzersatz: Aktuell beruht die energetische Versorgung in sicherheitskritischen Anwendungen, Gebäuden und Einsätzen zu großen Teilen auf fossilen Energieträgern. Diese sind schnell einsatzbereit und problemlos an die vorherrschenden Anforderungen anpassbar. Durch den Einsatz der AXSOL Energy Container Solutions kann die Strombereitstellung regenerativer und zugleich sicherer gestaltet werden. Die Kombination von mehreren erneuerbaren Erzeugerquellen vor Ort versorgt einen Großteil der Anwendungen direkt. Die Absicherung der Versorgung kann entweder über Dieselgeneratoren erfolgen, oder durch Brennstoffzellen und andere kontinuierliche Erzeuger gewährleistet sein. Im Falle von Netzschwankungen wird die Stromversorgung durch Energiebezug aus dem Batteriespeichersystem gestützt und bei einem kompletten Netzausfall wird die gesamte Stromversorgung innerhalb von maximal 20 ms auf Batteriebetrieb umgeschaltet. So kann die Funktion Ihrer Maschinen mehrfach abgesichert und ein kompletter Stromausfall vermieden werden.
• Autarke Erst- oder Dauerversorgung eines Einsatzes: Ein Einsatz erfordert direkte Bereitstellung von Strom vor Ort? Kein Problem – laden Sie die Batteriespeicher zuvor im Depot und transportieren Sie den Container zur gewünschten Baustelle, um eine Erstversorgung aller relevanten elektronischen Geräte zu ermöglichen. Auf Wunsch kann auch eine Kombination aus Batteriespeicher, PV-Anlage & Notstromaggregaten konfiguriert werden, mit der Einsätze in netzfernen Regionen auch dauerhaft autark versorgt werden können.
• Hybridisierung Dieselgeneratoren für Kosteneinsparung, Lärm- & Emissionsreduktion: Eine Energiebereitstellung ausschließlich über Dieselgeneratoren ist zwar in den Anschaffungskosten günstig, allerdings summieren sich die variablen Kosten des fossilen Brennstoffs zu hohen Beträgen. Schon jetzt wissen wir, dass durch eine Ergänzung des Generators um einen Batteriespeicher dessen laufende Kosten im Durchschnitt um rund 30% gesenkt werden können. Durch eine Hybridisierung der Energieerzeugung können die Vorteile autarker Energiesysteme und der Stromerzeugung durch bestehende oder neue Dieselgeneratoren kombiniert und enorme Vorteile hinsichtlich Effizienz, Komfort, Nachhaltigkeit, Kostenreduktion und Sicherheit erreicht werden. Zu den wichtigsten Vorteilen in ersten Konzept Tests und Studien gehören: Bis zu 70 % Kraftstoffeinsparung durch die Off-Zeiten des Generators und den Energieeintrag durch die im System vorhandenen regenerativen Energiequellen. Bis zu 80 % geringerer Wartungsaufwand am Generator durch einen insgesamt höheren Anteil der Laufzeiten im optimalen Leistungsbereich. Und zu guter Letzt die Erhöhung der Lebensdauer des Generators durch Off-Zeiten, Peak Shaving – also das Puffern von Spitzen in der regenerativen Energieerzeugung und häufigere Nutzung des optimalen Leistungsbereichs des Generators. Durch eine zusätzliche Ausstattung mit Solarpanelen können wir weitere Kosten einsparen, Emissionen reduzieren und den verursachten Lärm für Anwohner und in der Nacht minimieren.
• EV-Charging: Immer mehr Fahrzeuge werden im Zuge der Mobilitätswende elektrische angetrieben. Ladestationen für E-Fahrzeuge und für andere akkubetriebene Gerätschaften werden demnach unerlässlich. Was auf der einen Seite gut für die Umwelt ist, steigert auf der anderen Seite den Strombedarf. Laden mehrere Fahrzeuge gleichzeitig, kann es zu Leistungsspitzen kommen, die über das Batteriespeichersystem der Energy Container Solutions geglättet werden. Kombiniert mit erneuerbaren Energieerzeugern kann so zudem die Ökobilanz der Fahrzeuge weiter verbessert werden.

Der CNHybrid kombiniert unser intelligentes Speichersystem mit innovativen, faltbaren 20-Fuß-Containern von Kooperationspartner CONTINEST. Durch den im Boden integrierten Batteriespeicher (14,7/31,95/49,7 kWh möglich) und den einzigartigen Faltmechanismus lässt sich der CNHybrid auf nur 54 Zentimeter Höhe zusammenfalten. Somit können anstatt zwei nicht-faltbaren Containern bis zu zehn CNHybrid-Einheiten gleichzeitig auf einem LKW mit Anhänger zum Einsatzort transportiert werden. Das spart Transportkosten und damit verbundene Emissionen. Der CNHybrid ist mithilfe eines Gabelstaplers in weniger als 10 Minuten komplett aufgebaut und einsatzbereit. Die regenerative Energiegewinnung erfolgt über ein portables Photovoltaik-Kraftwerk, das mit wenigen Handgriffen auf ca. 6 Meter Länge aufgefaltet wird und 2 oder 4 kWp grüne Energie für den Nutzer bereitstellt. Für Mobile Unterkünfte mit Energiebedarf ist das Kooperationsprodukt ideal.

Für folgende Anwendungen ist der CNHybrid besonders geeignet:

• Mobile Unterkunft oder Lagerraum: In seinen drei verschiedenen Standardkonfigurationen stellt der CNHybrid in jedem Einsatz eine hochmobile Lösung für Unterkunft oder Lagerraum mit integrierter Energieversorgung dar. Die größte Konfiguration mit 49,7 kWh Batteriespeicher erlaubt es beispielsweise zwei Laptops, einen Kühlschrank, eine Bohrmaschine und einen Abbruchhammer im Dauerbetrieb für mehr als 16 Stunden zu verwenden. Die Statik der Container ermöglicht es zudem mehrere Exemplare aufeinanderzustapeln und so Fläche zu sparen. Durch das schnelle Deployment der Einheiten, können z.B. Feldlazarette den Anforderungen entsprechend aufgebaut und durch die vorhandene Kapazität und mögliche Outputleistung von 10 kVa sicher mit Strom versorgt werden.
• Hybridisierung Dieselgeneratoren für Kosteneinsparung, Lärm– & Emissionsreduktion: o.
• Unterbrechungsfreie Stromversorgung: s. o.

Mobile Batteriespeicherlösungen

Durch den Einsatz mobiler Energie wird…

• die Stromversorgung der Truppe im Einsatz unabhängiger, schneller und einfacher.
• 100% Autarkie einzelner mobiler Lösungen erreicht.
• Und: Mobile Energie verlängert die Zyklen der anderen akkubetriebenen Gerätschaften unter der Ausrüstung der Einheiten.

Das Konzept mobiler Energie in Form von mobilen Batterieeinheiten zur ad-hoc Bereitstellung des benötigten Stroms versteht sich als Erweiterung der bestehenden Energieinfrastruktur der Bundeswehr. Im Einsatz selbst bieten die mobilen Einheiten Vorteile wie hohe Spitzenleistungen im Feld und die Möglichkeit der Zwischenspeicherung von mobil produzierter regenerativer und fossiler Energie. So können kleinere Erzeugerleistungen aus Sonne, Wind und bestehenden Brennstoffzellen gepuffert und ad-hoc in großen Strömen bereitgestellt werden. Zwar können die mobilen Speichereinheiten durch herkömmliche Methoden wie Diesel- oder Notstromgeneratoren geladen werden, voll zum Tragen kommen die Vorteile bezüglich Effizienzgewinne und Kostenreduktion allerdings erst, wenn man sie als Teil eines in sich geschlossenen Systems versteht.

Unser ARVEY A1 ist das anpassungsfähige Leichtgewicht unter den Batteriespeicherlösungen. Handtragbar und durch sein verstärktes Aluminiumgehäuse extra robust, lässt er sich in den meisten Einsatzszenarien flexibel und sicher einsetzen – wo immer Strombedarf besteht. Durch seinen erweiterbaren Batteriespeicher steht Ihnen eine Kapazität von 480 bis 1.920 Wh zur Verfügung. Das reicht aus, um beispielsweise eine handelsübliche Bohrmaschine für 40 Minuten kontinuierlich anzutreiben – pro Batteriemodul. In Verbindung mit unserem faltbaren Solarpanel wird beispielsweise schon heute die durchgängige Satellitenkommunikation in abgelegenen Gebieten gesichert. Ein Paket von ca. 20 Kg für 100%ige Autarkie.

Der A1 ist hochmobil, zudem leise und kostensparend. Auch er ist unabhängig von der Art der Erzeugerquelle aufladbar und ergänzt unsere Containerlösungen ideal. Über Nacht geladen, steht er Ihrem Personal tagsüber zur Verfügung und liefert zuverlässig Strom für Werkzeuge und andere Endgeräte.