Überblick zur Netzintegration der Elektromobilität

HV Power Line

Welche Stufen bei der Netzintegration von E-KFZ gibt es?

1. ungesteuertes Laden: Laden  ohne intelligentes Last- und Erzeugungsmanagement

2. gesteuertes Laden: Koordiniertes Lademanagement in Abhängigkeit der momentan Erzeugungssituation

    • Lastmanagement, Peak Shifting
    • Unidirectional V2G

3. Bidirektionales Laden: Koordination von Last- und Erzeugungsmanagement  und Nutzung der BEV als quasistationäre Speicher

    • V2B: Vehicle to Building
    • V2G: Bidirektionales Vehicle to Grid

Unidirectional V2G

Unidirektionales V2G ist bei zeitbasierten Stromtarifen sinnvoll. Des Weiteren kann negative Regelleistung angeboten werden und durch Netzüberschüsse das Elektrofahrzeug kostenlos geladen werden.

Die Voraussetzungen für unidirektionales geregeltes Laden sind:

  • Anreiz für Fahrzeugnutzer (z. B. durch variable Stromtarife)
  • intelligenes Lademanagement erfordert Steuersignale für Ladestation und Planung/Progonose der Fahrzeugnutzung

Vehicle to Building V2B

Nutzung des Elektrofahrzeuges als (mobiler) Heimspeicher für PV-Anlagen. Für Unternehmen bieten sich Elektrofahrzeuge am Industriegelände zum Peak-Shaving an. Der Eigenverbrauch kann bei gleichzeitiger Senkung des Strombezugs gesteigert werden.

Die Voraussetzung für V2B und V2G sind:

  • intelligentes Lademanagement
  • Rückspeisefahrzeuges Fahrzeug
  • Bidirektionale Ladestation

Bidirektionales V2G

Das Konzept des bidirektionalen V2G bezieht den Speicher zu energiewirtschaftlichen Dienstleistungen ein.

Herausforderungen:

  • Datensicherheit bei IT-Vernetzung
  • Hersteller hat kein Interesse an offenen Schnittstellen
  • Anreiz für den Endkunden zur Teilnahme an V2X
  • Multi-Stakeholder Marktstruktur (Aggregator, VNB, ÜNB, Zwischenhändler, Fahrzeugnutzer, etc.)
  • Verfügbarkeit der Elektrofahrzeuge an den Ladepunkten
  • Komforteinbußen beim Endkunden umgehen: Vorausplanung der Abfahrt, Verringerte Lebensdauer berücksichtigen

Kosten V2G:

  • Hardware für V2G
  • Folgekosten durch Alterungseinfluss

Potential in Zukunf ergibt sich aus:

  • Optimierungspotential des Speicherlademanagements
  • Bessere Zellen und Lebensdauer
  • Günstigere Hardware

Merit-Order: Merit-Order zeigt die Grenzkosten bei erhöhtem Strombedarf an. Gleichzeitig wird die Einsatzreihenfolge festgelegt – die günstigsten Einheiten decken den Bedarf..

Second Life von Fahrzeugbatterien

Batterie wird nach End Of Life der Erstanwendung bei einem Zustand von etwa 80% State of Health für eine weitere Anwendung als Heimspeicher-/Containerbatterie verwendet. Dadurch ergibt sich Kostenersparnis von ca 20- 30%.

Herausforderungen:

  • Sicherheit der gebrauchten Zellen
  • Alterungsverhalten bei System of Health <80%
  • Demontage
  • Inhomogenität der Zellkapazitäten
  • Verfügbarkeit und Erfahrungen mit gebrauchten Zellen

Der Alterungsverlauf von Zellen ist von der Zellchemie abhängig. Deshalb muss die passende Zellchemie nach Anwendung ausgewählt werden.

Eine besondere Herausforderung ist die nichtlineare Alterung von Li-Ionen Zellen.

Second Use von Fahrzeugbatterien

1000 GWh 2nd-use-Batterien können 2030 weltweit angenommen werden.

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