Batteriespeicher in E-Autos werden künftig zu einem integralen Teil der Hausenergieversorgung. „In Haushalten, in denen Stromer gerade tagsüber typischerweise zu Hause sind, wird ein eigener stationärer Heimspeicher wohl kaum noch nötig sein, zumal die Fahrzeugbatterien sehr viel größer als die typischen Hausspeicher sind“, prognostiziert Dirk Uwe Sauer. Er ist Professor für elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik an der RWTH Aachen. Voraussetzung dafür ist, dass das Elektroauto den Strom auch wieder ins Netz zurückspeisen kann.
E3/DC: Verteilnetze entlasten
Perspektivisch will beispielsweise Speicherhersteller E3/DC auf bidirektionales Laden setzen. Die Entwicklung ist der logische nächste Schritt: „Das Fahrzeug wird dann zur Erweiterung des stationären Speichers, kann aber auch von außerhalb Energie in das Gebäude einbringen und die Lastsituation in den Verteilnetzen positiv beeinflussen“, erläutert E3/DC-Chef Andreas Piepenbrink den aktuellen Trend. In einer Vorserie wird der Hersteller diese Option bereits in diesem Jahr in der DC-Technologie umsetzen und erproben – inklusive einer Notstromversorgung aus dem Fahrzeug, verspricht E-Auto-Fan Piepenbrink.
Ein realitätsnaher Pilotversuch von Porsche, dem Übertragungsnetzbetreiber TransnetBW und dem Beratungsunternehmen Intelligent Energy System Services (IE2S) hat kürzlich gezeigt, dass Hochvoltbatterien des Elektrosportwagens als intelligenter Schwarm den Strom puffern können. Dabei wurden fünf Serien-Taycan sowohl in häuslicher Umgebung wie unter Laborbedingungen über den Porsche Home Energy Manager (HEM) ans Stromnetz angeschlossen. IE2S ist ein Joint Venture von TransnetBW und der Porsche-Tochter MHP Management- und IT-Beratung.
Foto: Porsche
Ein Pool aus Stromern als virtuelles Kraftwerk
Zuvor hatten Experten von Porsche Engineering die Software dieser Schaltzentralen an den Feldversuch angepasst. „Ein derartiges Pooling-System lässt sich nicht nur für den Regelleistungsmarkt nutzen. Erweiterte Lösungen für sauberes Laden und andere Vehicle-to-Grid-Anwendungen sind gleichfalls denkbar“, sagt Lutz Meschke, stellvertretender Vorstandsvorsitzender bei Porsche. Zudem werde die Akzeptanz für die E-Mobilität weiter gestärkt.
Bisher federn vor allem konventionelle Kraftwerke diese Schwankungen ab, aber das muss sich nun schnell ändern. Die Bundesregierung will noch schneller weg vom Erdöl und Gas aus Russland. Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien wird die Regelleistung für den sicheren Netzbetrieb immer wichtiger. Denn auch wenn Wind und Sonne nicht immer zur Verfügung stehen, muss das Stromnetz stets ausglichen sein. Die Frequenz muss immer sehr genau bei 50 Hertz stabilisiert werden, ansonsten drohen Stromausfälle.
Das bedeutet aber auch, dass sich einiges ändern muss. Denn bei den Netzbetreibern fließt der Strom bei der Elektromobilität vor allem in eine Richtung: vom Ladepunkt ins Fahrzeug. Im Zuge von neudeutsch Vehicle-to-Grid-Anwendungen, also vom Fahrzeug ins Netz, könnte sich das bald ändern. Wenn Stromer gerade nicht unterwegs sind, könnten sie künftig ebenso Strom ins Netz zurückspeisen.
Laden wird bidirektional
Ein Pool aus zahlreichen E-Fahrzeugen zusammengefasst kann dann als virtuelles Kraftwerk ebenso einen Teil der sogenannten Regelleistung liefern und so zur Netzstabilität beitragen. Denn die Regelleistung gleicht Schwankungen im Stromnetz aus.
Die TransnetBW betreibt das Übertragungsnetz in Baden-Württemberg. Aus Sicherheitsgründen gelten in Deutschland hohe Anforderungen, die TransnetBW aus dem Effeff kennt. Beim Pilotversuch ergaben detaillierte Messungen, dass die Sollwerte aus dem Netzleitsystem erfüllt werden. Das wurde sowohl für Primär- wie auch für Sekundärregelenergie erreicht.
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Pooling-System koordiniert in Echtzeit
Kernelement der Datenkommunikation im Pilotversuch war dabei ein cloudbasiertes Pooling-System. Dieses koordiniert die Ladevorgänge der Elektrofahrzeuge. Dabei übersetzt es die Regelleistungs-Sollwerte des Netzbetreibers in fahrzeugspezifische Signale. So werden die Ladevorgänge in Echtzeit gesteuert. Darüber hinaus regelt das Pooling-System den hochfrequenten und zeitsynchronen bidirektionalen Datentransport. Die funktionierende Kommunikation ist hier entscheidend.
Die strengen Vorgaben konnten eingehalten werden: Testweise wurde das System sogar an die Hauptschaltleitung von TransnetBW in Wendlingen bei Stuttgart angebunden. Das Ergebnis war ein echter messbarer Meilenstein, frohlockt Rainer Pflaum, Finanzchef bei TransnetBW. „Das Projektteam hat es geschafft, die komplexe Kommunikationsinfrastruktur zwischen unserem Leitsystem und mehreren Elektrofahrzeugen zu realisieren. Zugleich wurden die strengen Vorgaben für das Vorhalten und Erbringen von Regelreserve erfüllt.“ Das mehrheitlich zu Eon gehörende Start-up ist derzeit auf Expansionskurs. GridX will den Energiemarkt in Europa nach eigenen Ansprüchen künftig mitgestalten.
GridX: mehr dynamisches Lastmanagement
Deren auf künstlicher Intelligenz (KI) basierendes Lademanagement soll so das Stromnetz entlasten. Denn durch die Installation der Ladeinfrastruktur an Gebäuden, in Tiefgaragen und auf Parkflächen steigt die Belastung von Netz- und Hausanschlüssen enorm. Ein dynamisches Lastmanagement ermöglicht eine effiziente Verteilung und Steuerung der Stromflüsse. Ladevorgänge werden intelligent optimiert und Spitzenlasten vermieden. Das E-Auto muss dafür allerdings mit der Wallbox sprechen.
Auch Sono Motors setzt deshalb künftig auf eine bidirektionale Ladetechnologie. Diese ergänzt die Integration des E-Autos und soll den Solarstromer in einen rollenden Speicher auf vier Rädern verwandeln, um elektronische Geräte, Privathaushalte oder andere Elektroautos mit einer Leistung von bis zu elf Kilowatt zu versorgen. Sono Motors baut derzeit eine Flotte von Serienfahrzeugen in Deutschland auf, die das Testprogramm für das Solarauto Sion einleiten sollen.
Solarauto Sion: Außenhaut verlängert die Reichweite
Die Außenhaut des Kleinwagens besteht aus 456 nahtlos integrierten Solarhalbzellen. So wird Autarkie immerhin auf kurzen Strecken ermöglicht. Die von den Solarzellen erzeugte Energie könnte die geschätzte Reichweite von 305 Kilometern der 54-Kilowattstunden-Lithiumbatterie (LFP) des Sion um durchschnittlich 112 Kilometer bis hin zu 245 Kilometern pro Woche erhöhen.
Ende März 2022 verzeichnete der Autopionier aus München bereits über 17.000 direkte Kundenreservierungen für den Sion. Die Interessenten legten dabei eine durchschnittliche Anzahlung von 2.390 Euro netto auf den Tisch. Die Produktion soll im zweiten Halbjahr 2023 bei Valmet Automotive im finnischen Uusikaupunki starten.
Das ausgegebene Ziel des Solarautobauers: 43.000 Sion sollen pro Jahr mit 100 Prozent erneuerbarer Energie gebaut werden. Potenziell sind das alles Heimspeicher auf vier Rädern.
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Leclanché
Batteriesystem für grüne Frachtfähre
Die größte Hybridfähre der Welt wird mit einem flüssigkeitsgekühlten Lithium-Batteriesystem von Leclanché betrieben. Der französische Batteriehersteller wird ein G\NMC-Batteriesystem für die Scandlines PR24 liefern, die zwischen Puttgarden auf der Insel Fehmarn und dem Hafen Rødby in Dänemark pendeln wird. Das System hat eine Kapazität von rund zehn Megawattstunden und eine maximalen Spannung von 864 Volt. Es verwendet eine redundante Architektur mit 48 Batteriesträngen, die auf acht Schaltschränke verteilt sind. Die Auslieferung
soll Januar 2023 beginnen, teilt Leclanché mit.
Die emissionsfreie Frachtfähre von Scandlines wird 147,4 Meter lang sowie 25,4 Meter breit und 5,3 Meter tief sein. Die Frachtkapazität der Doppelendfähre wird 66 Frachteinheiten betragen und maximal 140 Passagiere bei einer Geschwindigkeit von zehn Knoten befördern. Im Hybridmodus wird die Überfahrtszeit zwischen den beiden Häfen 45 Minuten betragen. Im rein elektrischen Betrieb beträgt die Überfahrtszeit 70 Minuten und die Fähre ist emissionsfrei.
Das Marine Rack System von Leclanché hilft Schiffseignern und -betreibern, die internationalen Vorschriften für Emissionen von Stickoxiden zu erfüllen. Es ist modular und skalierbar und erfüllt mit seinem integrierten Kühl- und aktiven Sicherheitssystem alle Sicherheitsstandards. Die flüssigkeitsgekühlten Batteriesysteme von Leclanché bieten zudem Vorteile gegenüber luftgekühlten Batterien, wie verbesserte Sicherheit, schnellere Aufladung, längere Lebensdauer, geringerer Platzbedarf und geringerer Energieverbrauch.
Foto: Scandlines
