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Forscher untersuchen im Projekt „Demand Response“, wie Nutzer von Elektroautos ihre Akkus flexibel aufladen, die Netze entlasten und dabei Geld sparen können.
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Elektromobilität
04.02.2016

Netzgesteuertes Laden soll helfen, die Stromnetze zu entlasten.
© enertec

Elektroautos stabilisieren das Stromnetz

Wie können Nutzer von Elektroautos ihre Akkus flexibel aufladen, die Netze entlasten und dabei Geld sparen? Forscher untersuchten, wann Elektroautos Vorteile für Netzbetreiber und Fahrzeugbesitzer bringen. Ihr Feldversuch zeigt, von welchen Voraussetzungen das abhängt.

Im niedersächsischen Schaufenster Elektromobilität untersuchen die Stadtwerke Hannover (enercity), wie sich Elektroautos systemstabilisierend ins Stromnetz einbinden lassen und welche neuen Geschäftsmodelle dazu entwickelt werden können. Insgesamt 40 Fahrzeuge standen im Praxistest mit eigens entwickelten intelligenten Ladeboxen, davon 30 unterschiedliche Elektroautos privater und gewerblicher Herkunft sowie zehn Wagen aus dem enercity-Fuhrpark. Im Dezember 2015 endete der Feldversuch und bietet Grundlagen für den Ausbau der Elektromobilität. „Rund 90 Prozent des Energiebedarfs wurden flexibel geladen und könnten die Stromnetze stabilisieren und entlasten. Die ersten Auswertungen bestätigen eine große Nutzerakzeptanz für netzgesteuertes Laden“, bewertet Projektleiter Matthias Röhrig die Praxistests.

In der ersten 18-wöchigen Referenzphase wurde aufgezeichnet, wie die Nutzer gewohnheitsmäßig das Auto luden. Die häufigsten Ladezeiträume lagen in der höchsten Stromnachfrage des Tages, zwischen 18 und 20 Uhr. Somit würde das ungesteuerte Laden von zukünftig massenhaft eingesetzten Elektrofahrzeugen zu noch höheren Lastspitzen führen, besonders in den Abendstunden. Die Grundidee des Projektes, also das Laden von Elektroautos stromnetzstabilisierend zu steuern, erwies sich deshalb als dringlich. Bereits die Vorgabe definierter Zeitfenster in der 2. Phase, also Ladezeiten von 23 bis 7 Uhr oder 11 bis 15 Uhr, war erfolgversprechend. Bei den Probanden erfolgte eine deutliche Lastverschiebung in Richtung späterer Stunden, in der die Gesamtlastkurve des Stromnetzes wieder sinkt.

Gesteuertes Ladeverhalten alltagstauglich machen

Die zunächst statischen Zeitfenster berücksichtigten noch nicht das fluktuierende Aufkommen von Wind- und Solarstrom. In einem nächsten Schritt gestalteten die Forscher deshalb den Lademodus flexibler. Angepasst an die Einspeisung der erneuerbaren Energiequellen gab dann das Netz variable Zeitfenster für die Batterieladung vor. 90 Prozent der Ladevorgänge wurden in flexible Zeiten verschoben. „Das konkrete Wahlverhalten im Projektverlauf zeigte, dass gesteuerte Ladezeiten alltagstauglich sind“, sagt Röhrig.
Das flexible Laden war so gut möglich, weil nur ein Fünftel der Tester an Werktagen eine Akkuladung von 80 Prozent oder mehr benötigen. Die Hälfte kam für ihre Alltagswege mit der halben Akkuladung aus. Durchschnittlich wurde nur an jedem zweiten Tag geladen. Während die Akzeptanz unter der Woche sehr hoch war, dominierte am Wochenende ein stärkerer Wunsch nach individueller Lade-Sicherheit. Es sollten in der Freizeit alle Optionen offen bleiben, obwohl die Messergebnisse zeigen, dass der tatsächliche Bedarf geringer ist. Außerdem fiel auf, dass sich die Einstellung der Teilnehmer während des Feldversuchs veränderte. Nach dem Feldversuch herrschte insgesamt ein geringerer Kontrollwunsch über den Ladevorgang.

Am Ende des Projekts testeten die Forscher, wie sich Elektrofahrzeuge in virtuellen Kraftwerken nützlich machen können. Die Nutzer gaben die geplante Abfahrtszeit ein, zu der das Fahrzeug geladen sein sollte. Während der mehrere Stunden umfassenden Standzeit des Autos kann so schwankende Erzeugung oder Nachfrage durch das Laden oder Entladen ausgeglichen werden.

Schaufenster Elektromobilität

Das Projekt Demand Response ist eines von rund 30 Projekten im „Schaufenster Elektromobilität“ der Metropolregion Hannover Braunschweig Göttingen Wolfsburg. Es wird mit rund 640.000 Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen der Schaufensterinitiative der Bundesregierung gefördert. Detaillierte Projektergebnisse will enercity nach Fertigstellung des Abschlussberichts im Sommer 2016 veröffentlichen.

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Adressen

Projektpartner
HBK Braunschweig, ITD