Ladeinfrastruktur 27.08.2021, 07:00 Uhr

Elektrische Energiespeicher: Sie könnten das Laden von E-Autos revolutionieren

Die Marktdurchdringung der Elektromobilität wird in einem wesentlichen Maße davon abhängen, wie unkompliziert das Aufladen funktioniert. Es müssen schnell neue Ladesäulen her! Aber kann das überall funktionieren? Ein Team aus Forschenden hat diesen Ansatz um eine wichtige Komponente erweitert – die Kosten spart.

Autos an Ladesäule

Mehrere Fahrzeuge gleichzeitig zu laden, kann zu Problemen mit der Netzauslastung führen.

Foto: panthermedia.net/kasto

Die Elektromobilität ist ein wichtiger Baustein für die Energiewende. Vor allem, wenn die Akkus mit Ökostrom geladen werden, sinken die CO2-Emissionen deutlich. Doch viele Autobesitzer sind noch skeptisch. Sie befürchten, mit einem Elektroauto eingeschränkter zu sein, weil das Aufladen nicht so unkompliziert und schnell funktioniert wie das Tanken bei einem Benziner oder Diesel. Die Akzeptanz der E-Mobilität hängt also unter anderem von der Reichweite der Akkus und den zur Verfügung stehenden Ladepunkten ab.

Im privaten Bereich schießt die Zahl der Wallboxen durch die Förderung der Bundesregierung gerade in die Höhe, aber im öffentlichen Bereich tauchen an vielen Standorten zusätzliche Probleme auf. Eines davon ist die erforderliche Netzkapazität. Was tun, wenn vier Ladepunkt errichtet werden sollen, die Kapazität aber nur für zwei Ladepunkte ausreicht? Ein Team aus Forschenden hat genau für diesen Fall eine Lösung entwickelt und in einem Pilotprojekt umgesetzt. Die Lösung: eine Kombination aus elektrischem Energiespeicher (eSpeicher) und intelligentem Lade-Speicher-Management.

Elektromobilität: Zusätzliches Geld für private Ladestationen

Pilotprojekt mit elektrischem Energiespeicher in Halle

Das Problem der mangelhaften Netzkapazität ist keineswegs ein Gedankenspiel. Denn genau diese Situation bot sich in Halle: Am Standort des Verwaltungsgebäudes Am Stadion 5 der Stadt Halle (Saale) stehen zwei Elektroladesäulen mit insgesamt vier Ladepunkten. Die Stadt wollte die Lademöglichkeiten dort gerne ausbauen, die Netzkapazität ließ das jedoch nicht zu. Was tun? Die Straße aufreißen, um zusätzliche Kabel zu verlegen? Die Kosten wären dafür viel zu hoch gewesen. Die Stadt Halle (Saale), die Hochschule Merseburg, die Stadtwerke Halle GmbH und das Unternehmen pwp Systems GmbH haben sich daher zusammengeschlossen, um eine praktikable Lösung zu finden. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie hat das Projekt gefördert.

Herausgekommen ist ein elektrischer Energiespeicher, der von einem intelligenten Lade-Speicher-Management gesteuert wird. Denn entscheidend ist dabei, das Netz nicht zu überlasten und trotzdem mehr Strom zum Aufladen der Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen. Das kann nur funktionieren, wenn die eSpeicher abhängig vom übrigen Verbrauch aufgeladen werden.

Wahrscheinlicher Stromverbrauch wird von der Software einbezogen

Das Prinzip ist ganz einfach: „Die installierte Technik beinhaltet im Wesentlichen den eigentlichen Elektrospeicher, drei Elektroladesäulen mit jeweils zwei Ladepunkten und das intelligente Lade-Speicher-Management“, sagt Jörg Scheffler, Professor für Elektrische Energieanlagen, der das Teilprojekt der Hochschule Merseburg als Projektleiter betreut. Das heißt, die Ladepunkte werden entweder mit Strom aus dem Netz oder aus dem eSpeicher versorgt. Die Ladeleistung selbst verändert sich nicht, sondern nur die Energiequelle. Die Akkus der angeschlossenen Fahrzeuge werden also immer im gleichen Zeitraum aufgeladen.

Elektroauto und Wallbox: Was Sie vor dem Kauf beachten müssen

Das extra entwickelte intelligente Lade-Speicher-Management erhält dafür nicht nur die Daten der Ladepunkte, sondern auch der übrigen Verbraucher, also vor allem vom Gebäude des Verwaltungsstandortes der Stadt Halle. Berechnet wird dabei die zu erwartende Last im Verwaltungsgebäude sowie der tatsächliche und der prognostizierte Ladeleistungsbedarf. Im Ergebnis entscheidet das System, ob es den elektrischen Energiespeicher be- oder entlädt. Das System ist bereits funktionsfähig. Aktuell prüfen die Forschenden, wie sich der eSpeicher auf die Netzbelastung auswirkt. Im Fokus steht dabei die Verringerung von Lastspitzen.

Elektrischer Energiespeicher

Der elektrische Energiespeicher in Halle wird bereits getestet.

Foto: Peter Kolbert

Tool berechnet, wie sinnvoll ein elektrischer Energiespeicher wäre

Allerdings kann ein elektrischer Energiespeicher nicht an jedem Standort die richtige Lösung sein. Das hängt unter anderem davon ab, wie stark die Ladekapazität erhöht werden soll und wie aufwendig und kostspielig ein Netzausbau wäre. Im Rahmen des Projektes entwickeln die Forschenden daher zusätzlich ein Online-Tool, das sie den Stadtwerken Halle zur Verfügung stellen. Es soll als Entscheidungshilfe dienen. In das Tool werden die jeweiligen Gegebenheiten eingespeist. Daraufhin berechnet es, ob ein Netzausbau oder der Einsatz eines eSpeichers einer bestimmten Größe wirtschaftlich sinnvoller wäre.

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Ein Beitrag von:

  • Nicole Lücke

    Nicole Lücke macht Wissenschaftsjournalismus für Forschungszentren und Hochschulen, berichtet von medizinischen Fachkongressen und betreut Kundenmagazine für Energieversorger. Sie ist Gesellschafterin von Content Qualitäten. Ihre Themen: Energie, Technik, Nachhaltigkeit, Medizin/Medizintechnik.

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