Die drei Bausteine der technischen Netzintegration von Elektrofahrzeugen

Die drei Bausteine der technischen Netzintegration von Elektrofahrzeugen

Die Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS) hat den siebten Teil der Artikelserie “Netzintegration von Elektrofahrzeugen” in ihrer Mitgliedszeitschrift SONNENENERGIE veröffentlicht. Der Schwerpunkt in diesem Teil liegt auf den drei grundlegenden Bausteinen:

  • Prognose und Planung
  • Bandbreitenmanagement
  • Dynamische Netzstützung

Der komplette Artikel kann von den Seiten der SONNENENERGIE hier [http://www.sonnenenergie.de/sonnenenergie-redaktion/SE-2010-06/Layout-fertig/PDF/Einzelartikel/SE-2010-06-s026-Mobilitaet-Netzintegration_Teil_7.pdf] (PDF, 1 MB) heruntergeladen werden.

Nachfolgend finden sich einige der Kernaussagen.

Prognose und Planung

Die größte zeitliche Dimension umfasst die mittel- bis langfristige Prognose von Stromangebot und -nachfrage. Wann wird die Sonne scheinen? Wie voll ist der häusliche Pufferakku? Hat das BHKW noch Brennstoff im Tank?

Diese Aufgabe kann im Prinzip auch ein Mensch rein aus dem Bauchgefühl heraus erledigen. Doch das Problem der “Wettervorhersage im Stromnetz” verlangt geradezu nach statistischen Verfahren und der (zeitunkritischen) Auswertung von großen Datenmengen. Deshalb ist es für den Einsatz von Computer-Systemen besten geeignet.

Eine gute “Wettervorhersage im Stromnetz” hilft die Versorgungssicherheit aufrecht zu erhalten.

Bandbreitenmanagement

Deutlich schwieriger ist es sicherzustellen, dass einzelne Leitungen nicht überlastet werden. Die Belastungsgrenze einer verbauten Sicherung kann ein Computer nicht “sehen”. Man muss dieses Wissen lokal kommunizieren.

Bei Elektrofahzeugen kommt an dieser Stelle erschwerend hinzu, dass diese mobil sind und somit an unterschiedlichen Orten auftauchen können, wo unterschiedliche Möglichkeiten oder Beschränkungen vorliegen.

Moderne E-Mobile werden Ladeleistungen von 11 kW und mehr bieten. Doch wenn man so ein Fahrzeug in das Netz einer Almhütte integriert, dann wird sofort klar, dass es nie mit 11 kW laden darf, wenn die Erzeugungsanlagen in Summe nur z.B. 3 kW anbieten können. Die Tatsache, dass sowohl der Ladestecker und das Autoladekabel mühelos 22 kW übertragen können, ändert nichts an der Tatsache, dass das Kabel von der Almhütte zum Parkplatz nur für 2 kW ausgelegt ist. Zudem kann sich die Begrenzung auch mit der Zeit ändern.

Im Unterschied zur “Progonse und Planung” sind hier die Zeitintervalle deutlich kürzer und die Information muss bereits exakt mit der realen Elektroinstallation übereinstimmen.

Dynamische Netzstützung

Noch kürzer werden die Reaktionszeiten, wenn man ein Wechselstromnetz tatsächlich stabil betreiben will. Der Artikel gibt folgendes Beispiel:

Schaltet nun jemand spontan den Wasserkocher an, während das E-Auto lädt und die Waschmaschine arbeitet, so entsteht auf der Alm ein neues Problem. Im Prinzip läuft die Stromproduktion optimal und das Kabel zum Auto ist auch nicht überlastet. Dennoch fehlt jetzt kurzfristig elektrische Leistung.

Doch auch die mögliche Lösung wird thematisiert:

Die notwendige Information, das SOS-Signal, wurde faktisch durch das Stromnetz an alle Teilnehmer kommuniziert. Diese müssen eigentlich nur auf den “Pulsschlag” des Netzes hören.

Der Artikel beleuchtet vor diesem Hintergrund auch die Bedeutung von Frequenz und Spannung für die Erkenntnis, in welchem Gleichgewichtszustand sich das lokale bzw. globale Stromnetz befindet. Auch die Fragen der Stromnetzqualtität werden kurz angerissen.

Insgesamt besteht der Artikel aus vier Seiten, die auch interessierten Laien den Einstieg in das Thema des dezentralen Netzmanagments ermöglichen sollen.

Verweise