Energiemanagement Standseilbahn Biel-Magglingen mit Zwischenspeicher für PV und Rückgewinnung

• Forschungsstelle: BAV
• Projektnummer: 126

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Zugehörige Dokumente

• Kurzbeschrieb [PDF] 231 kB

Projektziele (Deutsch)

Da die Rücklieferungspreise tief liegen, macht es Sinn heutzutage die Bremsenergie (Rekuperation) des Antriebs sowie die eigene erzeugte Energie ab PV-Anlage selbst zu verwenden. Um dies zu ermöglichen, muss die Energie in einem Speicher zwischengespeichert werden.

Der Speicher muss optimal ausgelegt werden, im Antriebskreis integriert sowie intelligent gesteuert werden. Ausserdem müssen die Wirtschaftlichkeit und die Machbarkeit der gesamten Lösung, sowie das systemische Umfeld berücksichtigt werden.

Abstract (Deutsch)

Seilbahnen gibt es nicht nur zu den Berg- und Tourismusgebieten, sondern sie sind auch Bestandteil des öffentlichen Verkehrs.

Das vorliegende Projekt beschäftigt sich mit der Standseilbahn ‘’Biel-Magglingen’’, welche vollständig in das Angebot des öffentlichen Verkehrs von Biel-Bienne (VB/TPB) integriert ist. Einerseits wollen die Betreiber den Anteil der selbsterzeugten erneuerbaren Energie erhöhen. Anderseits machen die Ener-giekosten der Seilbahnanlage ca. 50% der Betriebskosten1 (→ Energie- und Unterhaltskosten) aus. Somit ist dort ein grosser Hebel, um die Kosten zu reduzieren.

Um dies zu ermöglichen, wurden im Juli 2017 Messungen vor Ort in Magglingen durchgeführt. Nach der Analyse der Messdaten konnte eine Machbarkeitsstudie erstellt werden. Diese zeigt, dass mit einem Speicher, welcher in der Seilbahnsteuerung integriert ist, die Bremsenergie sowie die erneuerbar er-zeugte Energie von einer geplanten PV-Anlage gut bewirtschaftet werden kann: Das Potenzial liegt für die Anlage bei einem Eigenverbrauchsgrad von bis zu 80-90%. Auch die Kosten für den Energiebezug können um ca. 30% gesenkt werden.

Mit der Unterstützung des BAV-Programms ‘’ESöV 2050’’ konnte ein Pilotprojekt finanziert werden. Die Umsetzung wurde zusammen mit der Firma Frey AG Stans und der Doppelmayr - Garaventa Group unter der Leitung der Hochschule Luzern T&A realisiert.

Die Standseilbahn (Hauptmotor 315 kW) wurde im Sommer 2019 saniert und mit einem Speichersystem (67 kWh / 60 kW) ausgerüstet. Im September 2020 wurde die PV-Anlage (42 kWp) in die Bahnsteuerung integriert. Die ersten Erkenntnisse aus dieser Weltpremiere sind hier aufgelistet:

- Die "rekuperierte” Bremsenergie vom Antrieb kann bis zu ca. 80% wiederverwendet wer-den.

- Die erneuerbare Energie der PV-Anlage kann bis zu ca. 80% im Eigenverbrauch genutzt werden.

- Das Speichersystem wird später (Frühling 2022) als Energiequelle für den Notantrieb einge-setzt werden können.

- Dank des Speichersystems und der entwickelten Energiemanagementsteuerung können die Kosten für den Bezug von elektrischer Energie um ca. 30% reduziert werden.

Abstract (Englisch)

This project concerns the funicular “Biel / Bienne – Magglingen/Macolin”, which is fully integrated into the public transport offer of Biel/Bienne (→ VB / TPB).

Cable trams are not only part of mountain regions and tourist areas, but also part of public transport. Operators would like to increase the share of self-generated renewable energy. In addition, they want to reduce the energy expense of a cable transport system, which represents around 50% of the total operating cost3 (→ costs for energy and maintenance), providing a significant incentive.

To investigate the feasibility of achieving these goals, measurements were carried out on-site at Macolin in July 2017. After analysis of the measurement data, a feasibility study was written. The study demon-strated that with a storage system integrated into the funicular control, the braking energy and the re-newable energy generated by solar-PV could increase the self-consumption up to 80-90% and reduce electrical energy cost by up to 30%.

A pilot project was financed with the support of the FOT program "ESPT 2050" (Energy strategy 2050 for public transport). The project was carried out in collaboration with the company Frey AG from Stans and the Doppelmayr - Garaventa group under the direction of the University of Applied Sciences “Tech-nical & Architecture” Lucerne (HSLU T&A). The funicular (315 kW main motor) was completely reno-vated in summer 2019 and equipped with a storage system (67 kWh / 60 kW). In September 2020, the photovoltaic system (42 kWp) was integrated into the funicular control. The first results of this world-first are listed below:

- Up to approx. 80% of the regenerated braking energy of the drive can be reused.

- Up to about 80% of the renewable energy of the photovoltaic installation can be used for self-consumption.

- The storage system can be used later (spring 2022) as an energy source for an emergency drive.

- The costs of electrical energy can be reduced by about 30% due to the developed energy storage and energy management control system.

Abstract (Französisch)

Les remontées mécaniques déjà présentes dans les régions de montagne et dans les zones touristiques peuvent également faire partie des transports publics.

Le présent projet concerne le funiculaire de “Bienne/Biel – Macolin/Magglingen”, qui est totalement in-tégré dans l’offre des transports publics biennois (→ VB / TPB). D'une part, les opérateurs qui souhai-teraient augmenter la part d'énergie renouvelable autoproduite et, d'autre part diminuer les coûts éner-gétiques d’un système de transport à câble. En effet, ces derniers représentent environ 50% des coûts d'exploitation2 (→ coûts de l’énergie et les frais de maintenance). Une production locale d'énergie re-nouvelable est alors une incitation non négligeable pour réduire les charges d’exploitation.

Pour ce faire, des mesures ont été réalisées sur site à Macolin en juillet 2017. Après une analyse de ces dernières, une étude de faisabilité a été réalisée. Celle-ci a démontré qu'avec un dispositif de stock-age intégré dans la commande du funiculaire, l'énergie de freinage ainsi que l'énergie renouvelable générée par des panneaux solaires photovoltaïques pourraient être bien utilisées : le potentiel de ce système est un niveau d'autoconsommation allant jusqu'à 80-90%. Les coûts d'approvisionnement en énergie électrique peuvent être également réduits jusqu’à 30%.

Grâce au soutien du programme de l’OFT “STEP 2050“ (→ Stratégie énergétique 2050 des transports publics), un projet-pilote a été financé. La mise en oeuvre a été réalisée en collaboration avec la société Frey AG de Stans et le groupe Doppelmayr - Garaventa sous la direction de l'université des sciences appliquées “technique & architecture” de Lucerne (→ HSLU T&A).

Le funiculaire (moteur principal de 315 kW) a été entièrement rénové durant l'été 2019 et équipé d'un système de stockage (67 kWh / 60 kW). En septembre 2020, le système photovoltaïque (42 kW-crête) a été intégré dans la commande du funiculaire. Les premiers résultats de cette première mondiale sont énumérés ci-dessous :

- L'énergie de freinage régénérée du variateur peut être réutilisée localement jusqu'à environ 80%.

- L'énergie renouvelable de l'installation photovoltaïque peut être utilisée jusqu'à environ 80% pour l'autoconsommation.

- Le système de stockage pourra être utilisé plus tard (→ printemps 2022) comme source d'énergie pour l’entraînement de secours.

- Grâce au système de stockage et au contrôle de gestion de l'énergie développé, les coûts de l'énergie électrique peuvent être réduits d'environ 30%.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Zugehörige Dokumente

• Poster [PDF] 2'211 kB
• Schlussrapport [PDF] 6'425 kB