Mobilität & Logistik
Elektromobilität in intelligenten Netzen
Zukunftsszenario 2030: Der Strom wird überwiegend in dezentralen, regenerativen Erzeugungsanlagen produziert, die wetterabhängig sind und nur schwankend einspeisen. Parallel wächst die Elektromobilität. Immer mehr Verbraucher tanken ihr Fahrzeug problemlos an der heimischen Steckdose mit regional regenerativ erzeugtem Strom auf und verzichten auf teures Benzin. Doch wie wirkt sich die wachsende E-Mobilität auf die Stromnetze aus und wie lässt sich Elektromobilität als steuerbarer Speicher in das Verteilnetz integrieren und steuern? Diesen und anderen Fragen geht die HSE mit sechs weiteren Forschungspartnern (u.a. TU Darmstadt, FH Frankfurt, Fraunhofer LBF) in dem dreijährigen Pilotprojekt "Well2Wheel" nach.
16.05.2013
Wie wirkt sich die wachsende E-Mobilität auf die Stromnetze aus? Foto: Smart UK, saubereautos.at
"Von der Quelle bis zum Rad" lautet die Übersetzung für "Well2Wheel" - Darum geht es auch in dem Projekt: "Wir wollen herausfinden, wie regenerativ erzeugter Strom aus der Region im Elektroauto genutzt werden kann und ob Elektrofahrzeuge durch gesteuertes Ladeverhalten zur Pufferung und Speicherung der schwankenden regenerativen Energie dienen könnten", erklärt HSE-Projektleiter Bernhard Fenn. Dies könnte helfen, die Netzstabilität auch mit den wachsenden Anforderungen weiterhin zu gewährleisten.
Die Realisierung des Projektes findet im Netzgebiet (Rhein-Main-Neckar-Raum) der HSE statt. "Unser Netzgebiet bietet eine ideale Testumgebung, da hier die bereits bestehenden Infrastrukturen für intelligente Energieversorungsnetze der Zukunft vorhanden sind und im Web2Energy Projekt bereits getestet wurden. Durch die Einbindung von mobilen Speichern in die Verteilnetze mindern wir den erforderlichen Netzausbau deutlich, investieren regional und handeln nachhaltig", betont HSE-Vorstand Andreas Niedermaier. Im Projekt werden auch Fahrzeuge von assoziierten Partnern (Handwerkskam-mer Rhein-Main, Stadt Darmstadt, Hessisches Immobilienmanagement für die Hessische Staatskanzlei und die Hessische Landesregierung) integriert.
Im Rahmen der dreijährigen Projektphase werden 40 Elektroautos in einem virtuellen Kraftwerk eingebunden, das im Rahmen des EU-Projekts "Web2Energy" entwickelt wurde. Dort waren Kunden mit intelligenten Zählern ausgestattet worden. Die Teilnehmer erfuhren jeden Abend, ob und zu welchem Zeitpunkt am nächsten Tag besonders viel regenerativer Strom er-zeugt wird. Rote und grüne Ampelphasen verdeutlichten die Vorhersage. "Die Rot-Grün-Phasen bilden auch die Grundlage für unser neues Projekt", erklärt Bernhard Fenn. Nutzer der Elektroautos erfahren dadurch, wann sie ihr Fahrzeug ökologisch mit regional erzeugter regenerativer Energie betanken können. Die Elektrofahrzeuge liefern alle Daten über eine Datenbank an das virtuelle Kraftwerk.
Mit der Einbindung der mobilen Energiespeicher von Elektrofahrzeugen in regionale Energieversorgungssysteme entsteht für das Fahrzeug eine vollständig zeitüberdeckende Energieverwaltung. Die Testphase soll voraussichtlich im kommenden Jahr beginnen. Das intelligente Niedrigenergiehaus der TU Darmstadt stellt in diesem Projekt das Wohnen der Zukunft dar und optimiert seinen Energieverbrauch bereits heute automatisch. Es verfügt über ein Energiemanagementsystem und kennt durch Anbindung über Kommunikationstechnik zu jedem Zeitpunkt den Energiezustand des zu ladenden Fahrzeugs. "Durch die Zusammenführung von Elektromobilität und moderne Gebäudesteuerungstechnik können anhand von Simulationsrechnungen Rückschlüsse auf mögliche Netzengpässe gezogen werden. Hiermit lassen sich Prognosen erstellen, wie der zusätzliche Energiebedarf der Elektromobilität die Netze der Zukunft belastet.
Über eine gezielte Steuerung von Ladezyklen in Verbindung mit Pufferspeicher-Strategien kann der erforderliche Netzausbau in Zukunft reduziert werden", ist sich Prof. Jutta Hanson von der TU Darmstadt sicher. Gleichzeitig wird im Rahmen der Begleitforschung seitens der FH Frankfurt das Mobilitäts- und Ladeverhalten sowie die Akzeptanz der Nutzer erforscht, da aus deren Sicht die Alltagstauglichkeit der Elektromobilität an erster Stelle steht und es gilt weiterhin flexibel reagieren zu können. "Die Elektromobilität und alle damit verbundenen Innovationen werden nur erfolgreich sein, wenn sie auf breiter Basis akzeptiert werden. Das Projekt gibt uns die Möglichkeit Erkenntnisse zu ziehen wie die privaten Haushalte damit umgehen und wie hoch die Bereitschaft ist auch Einschränkungen entgegen zu nehmen", sagt Prof. Petra Schäfer, die die Begleitforschung mit der FH Frankfurt übernimmt. Ziel ist es ein ganzheitliches Optimum für die Integration Elektromobilität zu erreichen.
Die Realisierung des Projektes findet im Netzgebiet (Rhein-Main-Neckar-Raum) der HSE statt. "Unser Netzgebiet bietet eine ideale Testumgebung, da hier die bereits bestehenden Infrastrukturen für intelligente Energieversorungsnetze der Zukunft vorhanden sind und im Web2Energy Projekt bereits getestet wurden. Durch die Einbindung von mobilen Speichern in die Verteilnetze mindern wir den erforderlichen Netzausbau deutlich, investieren regional und handeln nachhaltig", betont HSE-Vorstand Andreas Niedermaier. Im Projekt werden auch Fahrzeuge von assoziierten Partnern (Handwerkskam-mer Rhein-Main, Stadt Darmstadt, Hessisches Immobilienmanagement für die Hessische Staatskanzlei und die Hessische Landesregierung) integriert.
Im Rahmen der dreijährigen Projektphase werden 40 Elektroautos in einem virtuellen Kraftwerk eingebunden, das im Rahmen des EU-Projekts "Web2Energy" entwickelt wurde. Dort waren Kunden mit intelligenten Zählern ausgestattet worden. Die Teilnehmer erfuhren jeden Abend, ob und zu welchem Zeitpunkt am nächsten Tag besonders viel regenerativer Strom er-zeugt wird. Rote und grüne Ampelphasen verdeutlichten die Vorhersage. "Die Rot-Grün-Phasen bilden auch die Grundlage für unser neues Projekt", erklärt Bernhard Fenn. Nutzer der Elektroautos erfahren dadurch, wann sie ihr Fahrzeug ökologisch mit regional erzeugter regenerativer Energie betanken können. Die Elektrofahrzeuge liefern alle Daten über eine Datenbank an das virtuelle Kraftwerk.
Mit der Einbindung der mobilen Energiespeicher von Elektrofahrzeugen in regionale Energieversorgungssysteme entsteht für das Fahrzeug eine vollständig zeitüberdeckende Energieverwaltung. Die Testphase soll voraussichtlich im kommenden Jahr beginnen. Das intelligente Niedrigenergiehaus der TU Darmstadt stellt in diesem Projekt das Wohnen der Zukunft dar und optimiert seinen Energieverbrauch bereits heute automatisch. Es verfügt über ein Energiemanagementsystem und kennt durch Anbindung über Kommunikationstechnik zu jedem Zeitpunkt den Energiezustand des zu ladenden Fahrzeugs. "Durch die Zusammenführung von Elektromobilität und moderne Gebäudesteuerungstechnik können anhand von Simulationsrechnungen Rückschlüsse auf mögliche Netzengpässe gezogen werden. Hiermit lassen sich Prognosen erstellen, wie der zusätzliche Energiebedarf der Elektromobilität die Netze der Zukunft belastet.
Über eine gezielte Steuerung von Ladezyklen in Verbindung mit Pufferspeicher-Strategien kann der erforderliche Netzausbau in Zukunft reduziert werden", ist sich Prof. Jutta Hanson von der TU Darmstadt sicher. Gleichzeitig wird im Rahmen der Begleitforschung seitens der FH Frankfurt das Mobilitäts- und Ladeverhalten sowie die Akzeptanz der Nutzer erforscht, da aus deren Sicht die Alltagstauglichkeit der Elektromobilität an erster Stelle steht und es gilt weiterhin flexibel reagieren zu können. "Die Elektromobilität und alle damit verbundenen Innovationen werden nur erfolgreich sein, wenn sie auf breiter Basis akzeptiert werden. Das Projekt gibt uns die Möglichkeit Erkenntnisse zu ziehen wie die privaten Haushalte damit umgehen und wie hoch die Bereitschaft ist auch Einschränkungen entgegen zu nehmen", sagt Prof. Petra Schäfer, die die Begleitforschung mit der FH Frankfurt übernimmt. Ziel ist es ein ganzheitliches Optimum für die Integration Elektromobilität zu erreichen.
Quelle: UD / na
