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Intelligente Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge auf dem Parkplatz der Hochschule Offenburg

Bild der Titelseite der Publikation: Intelligente Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge auf dem Parkplatz der Hochschule Offenburg

Lottermoser, Jens; Schmidt, Michael

2022

Projektbericht - Abschlussbericht; Projektbericht - Forschungsberichtsblatt

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Beschreibung

Mit dem Klimaschutzgesetz 2021 wurden von der Bundesregierung die Klimaschutzvorgaben verschärft und die Treibhausgasneutralität bis 2045 als Ziel verankert. Zur Erreichung dieses ambitionierten Ziels ist es notwendig, im Bereich der Mobilität weitgehend von Verbrennungsmotoren mit fossilen Kraftstoffen auf Elektromobilität mit regenerativ erzeugtem Strom umzusteigen. Dabei ist die zügige Bereitstellung einer ausreichenden Ladeinfrastruktur für die Elektrofahrzeuge eine große Herausforderung. Neben der Installation einer ausreichend großen Zahl von Ladepunkten selbst besteht die Herausforderung darin, diese in das bestehende Verteilungsnetz zu integrieren bzw. das Verteilungsnetz so auszubauen, dass weiter ein sicherer Netzbetrieb gewährleistet werden kann. Dabei sind insbesondere Lösungen gefragt, bei denen der Ausbau der Ladeinfrastruktur und der Netzbetriebsmittel durch intelligentes Management des Ladens so gering wie möglich gehalten wird, indem vorhandene oder neu zu installierender Hardware möglichst effizient genutzt wird.
Hier setzte das Projekt „Intelligente Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge auf dem Parkplatz der Hochschule Offenburg (INTLOG)“ (Projektlaufzeit 15.11.2020 – 30.09.2022) an. Inhalt des Projekts war es, einen Ladepark für den Parkplatz der Hochschule Offenburg mit 20 Ladepunkten à 11 kW und somit einer Gesamtladeleistung von 220 kW an einen vorhandenen Ortsnetztransformator mit 200 kW Nennleistung anzuschließen, der aber bereits von anderen Verbrauchern genutzt wurde. Das übergeordnete Ziel war es also, eine Ladeinfrastruktur von maßgeblichem Umfang in die bestehende Netzinfrastruktur ohne zusätzlichen Ausbau zu integrieren.
Dabei wurden zukunftsweisende Technologien genutzt und weiterentwickelt sowie teilweise in Praxis, im Labor und in der Computersimulation demonstriert. Als wichtigste technisch-wissenschaftliche Ergebnisse des Projekts lassen sich zusammenfassen:

  1. Es wurde ein Ladepark mit 20 Ladepunkte à 11 kW am Parkplatz der Hochschule Offenburg realisiert und in Betrieb genommen ohne dass zusätzliche Netzausbaumaßnahmen nötig wurden. Dabei wird ein dynamisches Lastmanagement eingesetzt. Beim dynamischen Lastmanagement wird die aktuelle Leistung am Netzanschluss gemessen und die Ladeleistung dementsprechend angepasst. Die Ladevorgänge der einzelnen Ladepunkte werden dabei jedoch noch einheitlich reduziert, wenn nicht genug Gesamtleistung zur Verfügung steht.
  2. In Computersimulationen wurde das Konzept des „Balance Indicators“ für ein individuelles Lademanagement der einzelnen Ladepunkte weiterentwickelt und demonstriert. Das Konzept hat den besonderen Vorteil, sehr geringe Anforderungen an Datenkommunikation, Systemmodellierung und Rechenleistung zu haben und eignet sich daher sehr gut für eine praktische Implementierung.
  3. Es wurden Konzepte für eine Power Line Communication (PLC) im Bereich der Ladeinfrastruktur untersucht, die gerade in Kombination mit dem Konzept des „Balance-Indicators“ sehr zielversprechend ist