Elektromobilität im Fokus Regenerative Energien für E-Fahrzeuge intelligent nutzen

Die zentrale Forschungsplattform im Verbundprojekt besteht aus einer Photovoltaik-Anlage als Energiequelle, einer Vanadium-Redox-Flow-Batterie als Energiespeicher und vier Ladestationen für Elektrofahrzeuge.
Die zentrale Forschungsplattform im Verbundprojekt besteht aus einer Photovoltaik-Anlage als Energiequelle, einer Vanadium-Redox-Flow-Batterie als Energiespeicher und vier Ladestationen für Elektrofahrzeuge.

Regenerativer Strom zum klimaneutralen Laden von Elektrofahzeugen ist nicht durchgehend in den erforderlichen Mengen verfügbar. Zwischenspeicher und intelligente Systeme, die Lademengen möglichst exakt vorhersagen, sollen helfen. Im Projekt OptiCharge Plus wird ein Gesamtkonzept erarbeitet.

Als Forschungsplattform steht eine regenerativ versorgte, speichergestützte Ladeinfrastruktur zur Verfügung. Diese besteht aus einer Photovoltaik-Anlage als Energiequelle, einer Vanadium-Redox-Flow-Batterie als Energiespeicher und vier Ladestationen für Elektrofahrzeuge. Alle Komponenten sind über ein IT-gestütztes Energiemanagement-System verknüpft und mit umfangreicher Messtechnik ausgestattet. Im Rahmen von OptiCharge Plus wird die bestehende Plattform weiterentwickelt und unter anderem mit künstlicher Intelligenz ausgestattet, um die gespeicherte Sonnenergie noch effizienter zu nutzen und Versorgungslücken zu reduzieren.
 
»Wir haben uns im Vorgängerprojekt angeschaut, wie sich Angebot und Nachfrage an regenerativen Energien bei einer Flotte von Dienstfahrzeugen möglichst deckungsgleich bringen lassen«, erläutert Daniel Görges, der das Fachgebiet für Elektromobilität an der TU Kaiserslautern vertritt. »Fazit war, dass es nicht ausreicht, die benötigte Lademenge nur anhand von Parametern wie dem Durchschnittsverbrauch der Fahrzeuge und der geplanten Fahrstrecke zu berechnen sowie zusätzlich einen zeitlichen Sicherheitspuffer für das Laden vorzuhalten. Wenn es um eine effiziente Auslastung der Fahrzeugflotte und das wirtschaftliche Haushalten mit Ladestrom geht, müssen wir weitere Aspekte berücksichtigen.«

An diesem Punkt setzt der Beitrag der TU Kaiserslautern im Verbundprojekt OptiCharge Plus an. Die Forscher vernetzen das Buchungssystem für die Elektrofahrzeuge mit dem Internet of Things und erschließen somit online zugängliche Informationsquellen.

»Wenn ein Dienstfahrzeug gebucht wird, ziehen wir künftig das Fahrziel zur Vorhersage heran. Anhand von individuellen streckenbezogenen Parametern wie etwa topographischen Daten und Hinweisen zur Verkehrssituation, die wir über das Internet erhalten, können wir den zu erwartenden Energiebedarf letztlich viel exakter bestimmen«, meint Görges

OptiCharge Plus im Überblick

Im Rahmen von OptiCharge Plus arbeiten insgesamt drei Forschungspartner und zwei Industrieunternehmen zusammen. Die Gesamtprojektleitung hat IZES in Saarbrücken inne. IZES entwickelt ein Planungstool, um die Nutzung des Gesamtkonzepts mittelfristig in die Praxis zu überführen. Ebenso verantwortet IZES den Umbau, den Betrieb sowie die wissenschaftliche Begleitung der Gesamtanlage. Die Universität des Saarlandes beschäftigt sich mit der Verbesserung des Batteriespeichers auf elektrochemischer Ebene, insbesondere durch die Entwicklung von Elektrolytzusätzen.

Auf Systemebene wird der Batteriespeicher durch die Firma Schmid Energy Systems mit Sitz in Freudenstadt optimiert. Dabei geht es nicht allein darum, die verschiedenen Betriebszustände zu verbessern, sondern auch den Speicher und damit die Gesamtanlage inselnetzfähig zu machen. Das Freiburger Unternehmen Trumpf Hüttinger liefert hierzu die passende Leistungselektronik und bindet diese in das Internet of Things ein.