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Integration von Elektroautos in intelligente Stromnetze

26.09.2014

In Aachen beginnt heute im Rahmen eines Bundesforschungsprojekts ein Feldversuch, bei dem zehn Privatkunden der STAWAG, Stadtwerke Aachen AG, für ein halbes Jahr ein Elektrofahrzeug bekommen und dieses in ihren Alltag integrieren. Im Fokus des Forschungsprojekts steht die Vernetzung von Smart Home und Smart Grid – der zukunftsweisenden Technik in Privathaushalten und den intelligenten Netzen der Energieversorger.

econnect Germany ist das größte von 18 Projekten, die das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Forschungsprogramms „IKT für Elektromobilität II“ fördert. In diesen Projekten werden Konzepte und Lösungen dafür entwickelt, mithilfe der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) die Elektromobilität in die intelligente Energieversorgung der Zukunft sowie in moderne Mobilitätskonzepte zu integrieren. In econnect Germany arbeiten Stadtwerke und Partner aus Industrie und Forschung an sieben Standorten in ganz Deutschland zusammen.

Einer der Standorte ist Aachen. Dort haben die Aachener Stadtwerke und ihre Partner heute einen Feldversuch mit Elektrofahrzeugen in zehn Privathaushalten gestartet. Dieser Feldversuch führt die komplexen Strukturen intelligenter Netze und die verschiedenen Akteure in der Energiewirtschaft unter realen Bedingungen am Beispiel der Elektromobilität zusammen. Die IKT steuert dabei den Datenfluss zwischen der Energieerzeugung, dem Verbraucher und dem Netzbetreiber.

Intelligente Steuerung der Ladevorgänge

Zehn Kunden der STAWAG testen in ihrem Privathaushalt, wie sich ein Elektrofahrzeug in den Alltag integrieren lässt und wie die Ladevorgänge der Fahrzeugbatterie intelligent gesteuert werden können. Zur Ausstattung des Feldversuchs gehört bei jedem Teilnehmer neben dem smart ed, den die Stadtwerke bereitstellen, auch eine Wandladestation mit angeschlossenem intelligentem Zähler und verschiedenen Komponenten zum Informations- und Datenaustausch.

Dieser Aufbau ermöglicht es zum einen dem Kunden, die Ladung des Elektrofahrzeugs nach seinen Wünschen zu steuern: Über eine App kann er wählen, ob das E-Auto preisoptimiert geladen werden soll, also immer dann, wenn der Strom unter der Preisschwelle liegt, die der Kunde festlegt. Oder er kann die Ladevorgänge nach Zeit steuern und bestimmen, dass das Fahrzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt eine vollgeladene Batterie haben soll. Auch eine Kombination ist möglich, also dass die Batterie in einem bestimmten Zeitrahmen möglichst günstig aufgeladen wird.

Den Ladevorgängen liegen virtuelle dynamische Preise zugrunde, die sich primär nach dem Stromangebot der STAWAG aus lokaler erneuerbarer Erzeugung richten. Zusätzlich können die Versuchsteilnehmer über die App auch andere Verbraucher wie zum Beispiel ihre Waschmaschine oder den Trockner steuern. Eine Bonusabrechnung liefert Anreiz dazu, den Stromverbrauch zu verlagern: Laden die Testpiloten ihr Fahrzeug, wenn viel Strom im Netz und dieser somit günstig ist, und richten sie auch die Nutzung ihrer Haushaltsgeräte danach, erhalten sie am Ende des Feldversuchs eine Gutschrift über den Betrag, den sie gegenüber dem Durchschnittspreis gespart haben.

Die Rolle des Netzbetreibers

Auf der anderen Seite ermöglicht die verbaute Informations- und Kommunikationstechnologie dem Netzbetreiber, die Ladevorgänge der E-Fahrzeuge zu verfolgen und bei Bedarf steuernd einzugreifen. Alle zehn Feldtestteilnehmer wohnen in unmittelbarer Nachbarschaft. Somit sind ihre Haushalte alle über einen Netzstrang an die Stromversorgung angeschlossen und hängen an einer intelligenten Ortsnetzstation. Der Feldversuch kann daher unter realen Bedingungen erforschen, wie der Netzbetreiber reagieren muss und kann, wenn eine relevante Anzahl von Elektrofahrzeugen als neue Stromverbraucher ins Netz integriert wird.

Konkret könnte das so aussehen: Wenn alle zehn Feldtestteilnehmer am frühen Abend ihre E-Autos an die Ladestationen anschließen, also zu einer Zeit, in der in Privathaushalten sowieso relativ viel Strom benötigt wird, kann dies zu einer merklichen Last im Netz führen. Die intelligente Ortsnetzstation kann bei Bedarf die Ladeleistung der ladenden Elektrofahrzeuge drosseln. Der Kunde sieht dies in der App an einer Ampel, die dann von Grün auf Gelb wechselt. Im Notfall kann die Ortsnetzstation Ladevorgänge auch ganz abbrechen, um eine Überlastung des Netzes zu verhindern. Dann springt die Ampel in der App auf Rot. Zudem kann die Leitwarte des Netzbetreibers steuernd eingreifen: Ein Befehl, und die intelligente Ortsnetzstation reduziert die Ladung der Fahrzeuge.

Der Blick in die Zukunft

Der Aachener Feldversuch in econnect Germany ist auf sechs Monate angelegt. Die Projektbeteiligten erhoffen sich daraus wertvolle Erkenntnisse für die Zukunft der Energieversorgung. Denn mit dem Strom werden künftig immer mehr Informationen fließen, um Erzeugung und Verbrauch über intelligente Netze aufeinander abzustimmen. Dazu bedarf es verschiedene Komponenten und Schnittstellen, um sichere und zuverlässige Datenflüsse zu gewährleisten – ob im Haushalt (Smart Home), beim Netzbetreiber (Smart Grid) oder beim Energieversorger (Smart Pricing). Alle Aspekte werden im Aachener Feldversuch unter realen Bedingungen erprobt.

Projektpartner von econnect Germany am Standort Aachen sind:

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Pressesprecherin

Corinna Bürgerhausen