Der Klimawandel verlangt nach einer weltweiten Verringerung des CO2-Ausstoßes, und eine Elektrifizierung des Verkehrs soll daran einen großen Anteil haben. Der Anteil der E-Autos im Bestand nimmt zu. Allerdings wirft dieser Wandel neue Fragen auf: Wo kommt all der grüne Strom her, der künftig in den Autos landet. Für die Produktion der CO2-freien Energie sollen Solaranlagen und Windräder sorgen – nicht wenige Experten blicken inzwischen jedoch sorgenvoll auf die weitere Infrastruktur.
Insbesondere an Tagen mit viel Wind und Sonne sorgen die Anlagen für ein so großes Angebot an Strom im Netz, das nur noch schwer Abnehmer findet und zu einer Gefahr für die Netze wird. Um eine Überlastung zu vermeiden, setzen nun Wissenschaftler der TH Köln auf E-Autos. Diese sollen künftig viel stärker mit Blick auf die Situation im Stromnetz beladen werden, wie der Leiter des Projekts, Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt, hervorhebt. “Wir verfolgen einen einfacheren Weg, um die Ladevorgänge untereinander koordiniert und netzdienlich zu steuern“.
Software übernimmt die Zuteilung des Stroms bei E-Autos
Die Kölner Forscher haben eine spezielle Software zur Steuerung entwickelt, mit der die Bewertung des Netzzustands mit Hilfe von Daten von bereits in Gebäuden bestehenden Ladestationen vorgenommen wird. Mit Hilfe dieser Messdaten wird die Belastung von Verteilnetzen und Transformatoren abgeschätzt und ein Über- bzw. Unterschreiten des jeweiligen Spannungsbandes verhindert. Weitere Komponenten, etwa weitere Steuergeräte in den Fahrzeugen sind demnach nicht nötig. Auch eine Verbindung an die Leitwarte des Netzbetreibers muss demnach nicht aufgebaut werden.
Bisher wurde die Software allerdings nur im Labor getestet. Die Forscher entwickelten einen Versuchsaufbau, der den Verbrauch von sechs Haushalten simulierte. In einem lokalen Netz aus mehreren hundert Metern an Kabeln wurden entsprechende Wechselrichter, Mess- und Speichertechnik sowie drei Wallboxen integriert. Zur Ermittlung des Stromverbrauchs insgesamt, der auch von Geräten wie Backöfen und Waschmaschinen maßgeblich bestimmt wird, wurden Standardlastprofile genutzt.
Mit Hilfe der Verbrauchsdaten sowie der Informationen zur Beschaffenheit des jeweiligen Netzes kann der im Rahmen des Projektes entwickelte Algorithmus die optimale Betriebsweise für das gesamte System ermitteln. Im Anschluss werden die darüber hinaus bestehenden Kapazitäten flexibel an die zu ladenden Fahrzeuge verteilen.
Dabei wurde bereits auf die jeweiligen Anforderungen der künftigen Nutzer nicht außer Acht gelassen. Diese können in ihren Wallbox einstellen, bis zu welchem Zeitpunkt ein gewünschter Ladezustand des Akkus ihrer E-Autos erreicht werden soll.
Weitere Verbraucher im nächsten Schritt
Im nächsten Schritt soll der bisherige Versuch vergrößert werden. Die Forscher der TH Köln wollen die Last im Netz und damit für ihre Software durch das Hinzufügen weiterer steuerbarer Verbraucher wie etwa einer Wärmepumpe erhöhen.
Bei Versuchen im Labor soll es allerdings nicht bleiben. Auch ein Test unter realen Bedingungen mit einem nicht näher genannten Netzbetreiber soll bereits in Planung sein. Im Anschluss könnte die Software der Hochschule zu einer besseren Verteilung von Strom gerade bei Peaks – positiven wie negativen – beitragen und damit letztlich sogar zur Stabilisierung der Kosten beitragen, die bei der Produktion des Stroms entstehen.
