Wie lassen sich E-Mobilität, Netzsteuerung und Ladeverhalten ideal zusammenbringen? Dieser Frage widmeten sich der Netzbetreiber Bayernwerk und Audi seit April 2021 in einer Testreihe. Dabei wurden 20 Mitarbeiter des Bayernwerks mit einem SUV vom Typ e-tron und speziell ausgerüsteter Ladetechnik in einer einjährigen Testphase auf die Straße geschickt. Sie sollten Erkenntnisse in der Vernetzung der Sektoren Verkehr und Energie sammeln. Mit den gewonnenen Daten können nun erste Rückschlüsse auf das Ladeverhalten gezogen werden.
Die Testteilnehmer bekamen je einen Audi e-tron sowie eine installierte Wallbox mit speziellem Steuer- und Messschrank bereitgestellt. Sie nutzten die Autos für ihren Alltag und auch für Urlaube oder längere Ausflüge. Eine cloudbasierte Rechenplattform ermöglichte den virtuellen Zusammenschluss von Testhaushalten zu einem gemeinsamen Niederspannungsnetz. Die Übermittlung der Daten zu den Energieverbräuchen für Haushalt und Ladevorgänge an das virtuelle Netzwerk fand in Echtzeit statt. Damit wurde die aktuelle Netzauslastung bestimmt und der zusätzliche Leistungsbedarf für die Elektromobilität realitätsnah nachgebildet.
„Anhand der Ergebnisse zur Gleichzeitigkeit von Ladevorgängen konnten wir aktuelle Planwerte der Stromnetzauslegung plausibilisieren. Bei einer hohen Durchdringung der E-Mobilität führt dies teils in bestehenden Netzen zu einem benötigten Netzausbau. Durch die Möglichkeit der intelligenten Steuerung kann die Integration der Elektromobilität von der Dauer des notwendigen Infrastrukturausbaus entkoppelt werden“, erklärt Frank Wirtz, verantwortlich beim Bayernwerk für die Netzintegration der Elektromobilität.
Das Potential, kundenfreundlich Ladevorgänge zu steuern und dabei einen netzdienlichen Effekt zu erzeugen, konnte in dem Feldtest bestätigt werden. In der Regel wurde nach Feierabend über Nacht geladen. Gerade in den Abendstunden ist die Netzauslastung in der Niederspannung häufig sehr hoch. Eine Reduzierung der Ladeleistung in diesem Zeitraum hat somit bei einer hohen Gleichzeitigkeit der Ladevorgänge einen netzdienlichen Effekt. Dieser möglichen Ladedauer über Nacht von häufig über zehn Stunden bis zum Abfahrtszeitpunkt am nächsten Morgen stand meist eine benötigte Ladedauer von nur etwa drei bis vier Stunden gegenüber.
„Diese lange Ansteckdauer über Nacht lässt auch eine abschnittsweise Reduzierung der Ladeleistung zu, ohne die Mobilitätsbedürfnisse der Teilnehmer einzuschränken. Um dies in der Praxis anzuwenden, ist allerdings noch ein klarer gesetzlicher Rahmen notwendig“, so die Projektinitiatoren.
Im Durchschnitt wurde zu etwa 80 bis 90 Prozent bei den Nutzern zuhause geladen. Eine Umfrage unter den Teilnehmern habe die Beliebtheit dieser komfortablen Lademöglichkeit bestätigt, berichtet Bayernwerk. Alternativ böten auch öffentliche Ladesäulen eine unkomplizierte Möglichkeit zum Laden. Bei einer höheren Ladeleistung seien hier auch wesentlich kürzere Ladezeiten möglich als zu Hause.
Kundenfreundlichkeit im Fokus
Neben netzdienlichen Eigenschaften könnte das Netz der Zukunft auch weitere kundenfreundliche Innovationen bereitstellen, erklärt Bayernwerk. Mit Anreizfahrplänen könnten in der Zukunft beispielsweise Preisimpulse basierend auf der Erzeugung lokaler erneuerbarer Energien gesetzt werden.
„Intelligente Ladefunktionen zur erweiterten Ladeplanung sind beim Audi e-tron bereits heute mit dem Ladesystem connect im Zusammenspiel mit einem kompatiblen Home Energy Management System möglich“, erläutert Andreas Thanheiser von Audi. Der Ladewunsch des Kunden werde dabei optimal berücksichtigt und die Steuerung in der myAudi App erlaube es, individuelle Prioritäten festzulegen – etwa das Laden zu kostengünstigen Zeiten bei einem variablen Stromtarif. Verfüge der Haushalt über eine Photovoltaik-Anlage, könne das Auto bevorzugt mit selbsterzeugtem Strom geladen werden. Prognostizierte Sonnenscheinphasen gingen dabei in die Ladeplanung mit ein.
Frank meint
Ganz einfach wäre: Ladestrom hoch wenn Netzfrequenz hoch und Ladestrom runter, wenn Netzfrequenz niedrig.
Natürlich mit Nottaster: Sofort laden egal wie teuer – muss dringend weg.
Wenn wir wollten, dann könnten wir aus den bestehenden Windkraftanlagen mehr Strom gewinnen wenn wir die E-autos in überschusszeiten laden würden.
Strom ist nicht immer gleich viel wert – wenn wir uns nicht von dieser in unsere Zähler gemeiselten Illusion nicht trennen wird es für alle teuer.
Das Auto für den halben Preis zu tanken (laden) wird die Motivation sein, dass das Netz von den E-Autos geglättet und nicht belastet wird.
Stefan meint
Wenn die Leitung im Wohngebiet nur 100 kW hat, und gerade mit 100 kW belastet ist, dann ist es egal, ob Windräder 5 km entfernt gerade 200 kW liefern könnten. Netzsteuerung erfolgt vor allem immer lokal entsprechend den Gegebenheiten der Leitungen.
Die Leute laden und kochen abends zu Hause, weil Sie tagsüber woanders auf Arbeit /in der Schule sind. Um das Netz abends zu entlasten, sollten mehr Leute auf Arbeit laden können.
Oder sollen die Leute tagsüber zu Hause sein um zu Laden und zu kochen und lieber abends arbeiten???
Frank meint
Ja sicher sollten die Leitungen wo nötig verstärkt werden.
Arbeitgeber sollten ebenso frequenzabhängige Wallboxen haben, die nur bei hohen frequenzen laden und dies kostenlos. Die Nottasteraktivierung sollte dann 1Euro pro kWh kosten und wird dadurch selten genutzt.
Stefan meint
Im Strompreis sind ca. 15 Cent/kWh Netzkosten zum Ausbau und Instandhaltung des Stromnetzes für den Netzbetreiber. Die fallen immer an unabhängig vom Börsenwert des Stroms. Gerade die Netzbetreiber sollten auf Ausbau und Ausnutzung von Stromspeichermöglichkeiten achten, damit der Strompreis nicht so stark schwankt.
Das kann im Einzelfall dann dazu führen, dass der Herd und Nachbars E-Auto mit Nottaster aus dem Akku eines anderen volleren E-Auto in der Nachbarschaft gespeist wird und nachts dann die Autos aufgeladen werden.