Wie verhält sich das Stromnetz in der Zukunft, wenn der Anteil der Elektromobilität ansteigt? Und was passiert, wenn zukünftig viele Menschen gleichzeitig ihr Elektrofahrzeug laden wollen? Netzbetreiber bereiten sich auf den Hochlauf der Elektromobilität vor.  Thüga und Partner prüfen im Rahmen des Forschungsprojekts Ladeinfrastruktur 2.0 die Auswirkungen der Elektromobilität und testen Lösungen in der Praxis.

Um die Auswirkungen der Elektromobilität auf die Stromnetze abschätzen zu können, Netze entsprechend zu planen und auch für Verbraucher attraktive Modelle für das flexible Laden ihres E-Autos zu bieten, forschen die Thüga-Partner nach intelligenten Lösungen. Im Forschungsprojekt Ladeinfrastruktur 2.0 unter der Führung des Fraunhofer Instituts für Energiewirtschaft und Energiesysteme werden die praktischen Auswirkungen der Elektromobilität auf die Stromnetze untersucht. Gefördert wird das Projekt über eine Laufzeit von vier Jahren vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Gemeinsam mit der Thüga setzen die Thüga-Partnerunternehmen Stadtwerke Wiesbaden Netz GmbH, Braunschweiger Netz GmbH sowie die BS|ENERGY, Braunschweiger Versorgungs-AG & Co. KG die im Projekt erarbeiteten Lösungen um.

Partner des Forschungsprojekts Ladeinfrastruktur 2.0

Die Partner des Forschungsprojekts Ladeinfrastruktur 2.0 und ihre Aufgabengebiete.

Aktuelle Studien zeigen den Beitrag der Elektromobilität zur Dekarbonisierung des Verkehrssektors. Die Energiewirtschaft unterstützt dies einerseits durch den Aufbau flächendeckender Ladeinfrastruktur, auf der anderen Seite birgt der Hochlauf Herausforderungen für die Stromnetze, deren Lösungen in diesem Projekt erforscht werden. Sowohl die Vertriebe als auch Netzbetreiber können zur Verkehrswende beitragen und davon profitieren! Unter Berücksichtigung der Endkundenperspektive erprobt die Thüga mit den beteiligten Partnerunternehmen im Rahmen des Projekts LI 2.0 schon heute das Zusammenspiel von Energie- und Verkehrswende.

Gesteuertes Laden: Reale Anwendung durch Feldtest in Braunschweig

Die Möglichkeit in Netzgebieten mit einem großen Anteil Elektrofahrzeugen das Laden intelligent zu steuern und damit den Netzausbau zu reduzieren ist neben der intelligenten Netzplanung eines der Ziele des Forschungsprojekts. Um die Steuerung von Ladevorgängen in der Praxis zu testen, hat die Digitalisierungsagentur Kom|Dia, eine Tochter von BS Energy und Thüga, zwei Netzgebiete in Braunschweig als Feldtestgebiete ausgewählt. Testkunden können dort ab Dezember 2020 zwei Jahre lang das netzdienliche Laden selbst ausprobieren.Testgebiet 1 für gesteuertes Laden Braunschweig

Testgebiet 2 für gesteuertes Laden Braunschweig

Die beiden Testgebiete für das gesteuerte Laden liegen in Braunschweig.

Ziel des Feldtests ist die technische Erprobung und Ermittlung des Potentials netzdienlicher Steuerung der Ladevorgänge von 40 Testhaushalten mit Elektromobilität durch den VNB.
Mit einem Heimenergiemanagement und steuerbarer Ladeinfrastruktur ausgestattet erproben die Haushalte das netzdienliche Laden ihrer Elektrofahrzeuge. „Konkret steuern wir Ladevorgänge über Anreizkurven, die BS|NETZ der Ladestation über das Heimenergiemanagementsystem zur Verfügung stellt,“ erklärt Katharina Baumbusch, Innovationsmanagerin bei Thüga. „Das Ziel ist es, den jeweiligen Ladevorgang so durchzuführen, dass das E-Auto zur gewünschten Zeit vollgeladen ist, gleichzeitig aber, wenn viele Autos laden, das Netz nicht überlastet wird. Das vermeidet einen teuren und unnötigen Ausbau des Ortsnetzes.“

Wie funktioniert das gesteuerte Laden?

Die Teilnehmer des Feldtests können mit Hilfe einer App angeben, wann sie ihre nächste Abfahrt planen. Zusätzlich wählen sie aus, ob sie lieber ökologisch – mit minimierten CO2-Emissionen

Heimenergiemanager (HEMS) als Kernstück für gesteuertes Laden

Das Heim-Energie-Management-System (HEMS) steuert die Energieflüsse im Haus und damit auch das Laden des Elektroautos.

oder kostengünstig bei geringerem Netzentgelt laden wollen. Das HEMS optimiert den Ladevorgang gemäß den Angaben der Nutzer und sendet eine Ladeanfrage an den Netzbetreiber. Die Ladeanfrage validiert BS|NETZ anhand der Netzzustandsprognose und Restriktionen der Ortsnetzstationen. Der Ladeplan wird bestätigt, wenn es netzseitig keine Überlastung gibt oder es wird ein neues Zeitfenster für die netzdienliche Optimierung vorgeschlagen.

Wann ist zukünftig das lokale Netz zu optimieren?

Funktion gesteuertes Laden mit HEMS und App

Über eine App geben die Test-Teilnehmer ihre geplante Abfahrt an, das HEMS übernimmt den Rest, damit das Auto zur geplanten Abfahrtszeit geladen ist.

Die eigens vom Fraunhofer IEE entwickelte Software erstellt automatisiert Anschlussvarianten, welche die Netzplanung prüft und bei Bedarf umsetzt. Durch die im Projekt entwickelte Netzplanungssoftware sollen unter anderem die Auswirkungen von Ladezyklen für Elektrofahrzeuge und weiterer flexibler Verbraucher und Einspeiser auf das lokale Stromnetz analysiert werden. Als Basis dient dazu ein aktuelles Netzmodell in Verbindung mit lokalen Messwerten. Weitere Erkenntnisse aus dem Feldtest, angereichert durch Hochlaufszenarien der Elektrifizierung fließen ebenfalls in die Netzplanungsmodelle der Software mit ein. Aus den Ergebnissen leitet das Projektteam Vorschläge für die zukünftige Zielnetzplanung ab und zeigt Handlungsoptionen für die Integration aktueller Anschlussanfragen auf.

Die mit der eigens entwickelten Software automatisiert erstellten Anschlussvarianten sollen durch die Netzplanung geprüft und bei Bedarf umgesetzt werden. Durch die Software vorgeschlagene Netzoptimierungen bei einem bestimmten zukünftigen E-Fahrzeuganteil vor Ort können durch die NetzplanerInnen analysiert und bei Bedarf frühzeitig in die Maßnahmen- und Budgetplanung eingetaktet werden. Dies ermöglicht den Netzbetreibern einerseits eine zeitnahe und effiziente Integration neuer Verbraucher, andererseits ist darüber eine gesamtheitlich optimierte Netzplanung für die zukünftigen Jahre möglich.

Netzplanungsmodell für Elektromobilität

Die vom Fraunhofer IEE entwickelte Software für Netzplanung zeigt an, wo Netzausbau durch Elektromobilität notwendig wird.