Netzstabilität garantieren Elektrofahrzeuge unterstützen Energiewende

Ein Ziel des Forschungsprojekts ist es, eine steigende Zahl von Elektrofahrzeugen und eine umfassende Stromversorgung aus nachhaltigen Quellen miteinander in Einklang zu bringen.
Ein Ziel des Forschungsprojekts ist es, eine steigende Zahl von Elektrofahrzeugen und eine umfassende Stromversorgung aus nachhaltigen Quellen miteinander in Einklang zu bringen.

Ein Forschungskonsortium in Magdeburg entwickelt neue Technologien, mit denen Elektrofahrzeuge künftig helfen sollen, Netzschwankungen auszugleichen. Unter anderem soll auf diesem Weg auch die Integration erneuerbarer Energien in die Versorgungsnetze unterstützt werden.

Mehr Elektromobilität auf den Straßen und eine möglichst umfassende Energiegewinnung aus regenerativen Quellen: Obgleich der ökologische Umbau der Mobilitätssysteme und der Energieversorgung auf den ersten Blick eine positive Nachricht für das Klima ist, entpuppt er sich bei näherer Betrachtung als Problem – denn es bestehen zum Beispiel Risiken für die Versorgungssicherheit und Netzstabilität, die von der Umstellung auf eine flächendeckende Stromversorgung mit Energie aus nachhaltigen Quellen ausgehen. Insbesondere der Anschluss vieler kleiner verteilter Erzeugungsanlagen, beispielsweise Photovoltaikanlagen, Kleinwindkraftanlagen oder Mini-Blockheizkraftwerke, kann die herkömmlichen und historisch noch nicht für die schwankende, dezentrale Versorgung ausgelegten Netze überlasten. Es drohen mögliche Verschlechterungen der Versorgungssicherheit.

Kommen nun vereinzelt Elektrofahrzeuge als zusätzliche Verbraucher hinzu, ist der Einfluss noch auf einzelne Netzabgänge begrenzt und belastet das Gesamtsystem nur leicht. Es ist in den nächsten Jahren jedoch mit einem signifikanten Zuwachs von Elektrofahrzeugen zu rechnen. Sie werden hauptsächlich im Niederspannungsnetz geladen. Ihr Energiebedarf ist groß und wird das Stromnetz spürbar weiter unter Druck setzen.

Das Fraunhofer IFF in Magdeburg arbeitet gemeinsam mit seinen Partnern Krebs‘ engineers und der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (OVGU) an einer Lösung für dieses Problem, bei der die Elektrofahrzeuge selbst ein wichtiger Schlüssel sind.

Ladezeiten abstimmen

Fahrzeuge sollen künftig als steuerbare Lasten im Netz aktiv sein. Ist aufgrund einer entsprechenden Wetterlage gerade mehr Energie vorhanden als gebraucht wird, muss diese nicht verloren gehen, wie es in manchen Situationen aktuell praktiziert wird. Stattdessen können die Ladezyklen von Elektroautos, die sich zu dem Zeitpunkt an Ladesäulen befinden, so angepasst werden, dass sie genau dann geladen werden, wenn ein Überangebot herrscht. Sie fungieren somit als kleine, dezentrale Pufferspeicher. Umgekehrt können sie Energie aus ihren Batterien wieder abgeben, wenn gerade zu wenig Strom im Netz vorhanden ist. Das Prinzip funktioniert umso besser, je mehr Elektroautos vorhanden, prinzipiell also in solchen Zeiten auch an die Lade- und Energieinfrastruktur angeschlossen sind.

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt entwickeln die Fraunhofer-Forscher deshalb mit den Partnern unter anderem die dafür benötigten intelligenten Lademanagementsysteme, eine angepasste Standort- und Steuerungsstrategie von Ladesäulen und die Technik für das bidirektionale Laden der Fahrzeuge. Die Entwicklungen zielen nicht allein auf den Individualverkehr. Vielmehr bieten diese auch die Basis zum skalierten Einsatz bei der Elektrifizierung des öffentlichen Personennahverkehrs sowie regionaler Logistikdienste und von Werksverkehren. Hier wären die die zu erwartenden Ladeleistungen und Batteriekapazitäten noch um ein Vielfaches höher.