Emobility 4 Grid Service
Projektpartner
Die Integration der erneuerbaren Energien, die vor allem im Verteilnetz installiert sind, stellen die elektrischen Netze vor neue Herausforderungen. Insbesondere der Anschluss kleinerer Photovoltaikanlagen in der Niederspannungsebene kann zu Rückspeisesituationen in die überlagerte Netzebene führen, wenn durch die Photovoltaikanlagen mehr Strom erzeugt als in dem Netzabschnitt verbraucht wird. Die Betriebsmittelauslegung von Leitungen, Transformatoren, Schaltanlagen und Schutz in den elektrischen Netzen wurde historisch nicht für eine derartige Lastsituation geplant. Dies kann dazu führen, dass es zu Spannungsinstabilitäten, Verletzungen des zulässigen Spannungsbandes, Phasenunsymmetrien, Auslastung bzw. Überlastung zulässiger Betriebsmittelkapazitäten bis hin zur notwendigen Abregelung der lo-kalen regenerativen Einspeisung (EinsMan - Einspeisemanagement Gemäß § 14 Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)) kommt. Nur einige hierdurch bedingte negative Effekte sind eine Zunahme von Netzverlusten, Verringerung von Spannungsqualität durch unkontrollierte volatile regenerative Einspeiser, Verschlechterung der Versorgungssicherheit durch die zunehmende Komplexität der Versorgungsstruktur sowie der volkswirtschaftliche Schaden durch das EinsMan. Zudem ist in den nächsten Jahren mit einer starken Zunahme des Anteils von Elektrofahrzeugen zu rechnen, die hauptsächlich im Niederspannungsnetz geladen werden. Diese momentan ungesteuerten Lasten bilden eine zusätzliche Belastung der Versorgungsinfrastruktur ab. Daher ist ein intelligentes Lademanagement bei gleich bleiben Netzkapazitäten unumgänglich. Die gesteuerte intelligente Ladung von Elektrofahrzeugen eröffnet weitere Potentiale, die über die Nutzung der Fahrzeuge als gesteuerte Lasten weit hinausgehen kann. Der Standort und die Steuerungsstrategie von Ladesäulen kann einen Beitrag leisten Spannungs-und Netzqualitätsproblemen entgegenzuwirken und Netzverluste zu reduzieren. Moderne Leistungselektronik ist bereits in der Lage aktive Blindleistungsbereitstellung zur Spannungsstützung, phasenselektive Leistungssteuerung zur Phasensymmetrierung oder Bereitstellung von Verzerrungsblindleistung zur Verbesserung der lokalen Spannungsqualität zu leisten. Die in den Elektrofahrzeugen oder in den DC-Ladestationen verbaute Leistungselektronik muss hierfür entsprechend angepasst und erweitert werden, um diese Potentiale zukünftig heben zu können. Es sind technische Erweiterungen bei Hardware und Software notwendig, die im geplanten Vorhaben entwickelt werden sollen. Durch die Entwicklung der notwendigen Produkte (z.B. bidrektionales onboard Ladesystem und Kommunikationseinheit) wird das Vorhaben einen direkten Beitrag zur Systemintegration erneuerbarer Energien leisten, da die Batteriespeicherladung der Fahrzeuge explizit auf das Angebot regenerativer Energien abgestimmt werden kann. Durch die lokale einspeiseorientierte Verwertung in der Elektromobilität ist eine deutliche Verbesserung der Energieeffizienz und Verringerung des CO2 – Ausstoß im Mobilitätssektor die Folge welches einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutzes darstellt. Die Verbreitung und Installation netzdienlich einsetzbarer Ladeelektronik in Elektrofahrzeugen und DC-Ladestationen führt zu einer Verbesserung der Ladeinfrastruktur durch den Standort, eine Voraussetzung für die flächendeckende Verbreitung von Elektrofahrzeugen. Die angestrebten Technologieentwicklungen zielen nicht alleinig auf den Individualverkehr, vielmehr bieten diese die Basis zum skalierten Einsatz bei der Elektrifizierung im ÖPNV (öffentlichen Personennahverkehr) bei der Ladeleistung und Batteriekapazität um ein vielfaches höher ist. Darüber hinaus wird durch den steigenden Einsatz und den Rollout von Elektrofahrzeugen, die durch regenerativen Strom geladen werden und neue Netzdienstleistungsbereitstellung anbieten, ein Beitrag zur signifikanten Senkung von Treibhausgasemissionen, Feinstaub sowie der Minderung des Umgebungslärms, insbesondere des Straßenverkehrslärms in Ballungsräumen geleistet werden.
