Der Taycan als Pufferspeicher für das Stromnetz

Wenn sie gerade nicht gefahren werden, könnten Elektroautos künftig ebenso Energie ins öffentliche Stromnetz zurückspeisen. Zu einem Pool aus zahlreichen Fahrzeugen zusammengefasst, könnten diese als virtuelles Kraftwerk einen Teil der sogenannten Regelleistung liefern. Diese gleicht die Schwankungen im Stromnetz aus.

Dass die Hochvolt-Batterien von Elektroautos als intelligenter Schwarm den Strom puffern können, hat jetzt ein realitätsnaher Pilotversuch von Porsche, dem Übertragungsnetzbetreiber TransnetBW und dem Beratungsunternehmen Intelligent Energy System Services (IE2S) ergeben. Dabei wurden fünf Serien-Taycan sowohl in häuslicher Umgebung als auch unter Laborbedingungen über den Porsche Home Energy Manager (HEM) ans Stromnetz angeschlossen. Zuvor hatten Experten von Porsche Engineering die Software dieser Schaltzentralen an den Feldversuch angepasst.

„Die Ladetechnologie des Porsche Taycan und unsere Produkte Home Energy Manager und Mobile Charger haben viel Zukunftspotenzial. Das hat der Pilotversuch ergeben“, sagt Lutz Meschke, stellvertretender Vorstandsvorsitzender und Vorstand Finanzen und IT der Porsche AG. „Ein derartiges Pooling-System lässt sich nicht nur für den Regelleistungsmarkt nutzen. Erweiterte Lösungen für Green Charging und andere Vehicle-to-Grid-Anwendungen sind gleichfalls denkbar. Hinzu kommt: Wenn Elektrofahrzeuge künftig elektrische Energie zum Beispiel aus privaten Photovoltaikanlagen ins Netz zurückspeisen und so zum Ausbau der regenerativen Energie beitragen, erhöht das die Akzeptanz der E-Mobilität weiter.“

Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien wird die Regelleistung für den sicheren Netzbetrieb künftig noch wichtiger. Auch wenn Wind und Sonne nicht immer zur Verfügung stehen, muss das Stromnetz stets ausglichen sein. Werden Stromnetze nicht konstant bei 50 Hertz Netzfrequenz stabilisiert, drohen Stromausfälle. Bisher federn vor allem konventionelle Kraftwerke diese Schwankungen ab. Hochvolt-Batterien als Pufferspeicher zu nutzen, wäre eine Win-win-Situation: Fahrer eines Elektroautos könnten sich ihren Beitrag zur Regelenergie finanziell vergüten lassen.

Das Pooling-System passt die Ladevorgänge koordiniert in Echtzeit an

Kernelement der Datenkommunikation im Pilotversuch ist ein von IE2S entwickeltes, cloud-basiertes Pooling-System. Dieses koordiniert die Ladevorgänge der Elektrofahrzeuge. Dabei übersetzt es die Regelleistungs-Sollwerte des Netzbetreibers in fahrzeugspezifische Signale, die die Ladevorgänge in Echtzeit steuern. Darüber hinaus regelt das Pooling-System den hochfrequenten und zeitsynchronen bidirektionalen Datentransport. Testweise wurde das Pooling-System an die Hauptschaltleitung von TransnetBW in Wendlingen bei Stuttgart angebunden.

„Ein echter messbarer Meilenstein: Das Projektteam hat es geschafft, die komplexe Kommunikationsinfrastruktur zwischen unserem Leitsystem und mehreren Elektrofahrzeugen zu realisieren. Zugleich wurden die strengen Vorgaben für das Vorhalten und Erbringen von Regelreserve erfüllt. Damit können wir Elektromobilität in das intelligente Stromnetz der Zukunft integrieren“, erklärt Dr. Rainer Pflaum, CFO TransnetBW.

Aus Sicherheitsgründen gelten in Deutschland hohe Anforderungen an die Regelleistung. Beim Pilotversuch ergaben detaillierte Messungen, dass die Sollwerte aus dem Netzleitsystem erfüllt werden. Das gilt sowohl für Primär- (FCR: Frequency Containment Reserve) wie für Sekundärregelenergie (aFRR: automatic Frequency Restauration Reserve). FCR ist zur schnellen Stabilisierung des Netzes nötig, aFRR hingegen muss erst innerhalb von fünf Minuten in voller Höhe zur Verfügung stehen.

Die Messungen erfolgten im Leitsystem, in den Liegenschaften (Taycan, Mobile Charger und HEM) sowie im Pooling-System. Für FCR wurden die Funktionen des HEM um eine lokale Frequenzmessung erweitert.