Wir erforschen
Die intelligente Vernetzung von Photovoltaik, Batteriespeichern und Ladestationen im Verteilnetz birgt vielversprechende Potenziale. In der Regel bleibt ein Elektrofahrzeug die ganze Nacht oder den ganzen Tag an der Ladestation, bis es wieder benötigt wird. Idealerweise wird dabei möglichst viel lokaler Solarstrom genutzt. Jedoch muss auch verhindert werden, dass alle Fahrzeuge gleichzeitig mit maximaler Leistung laden, um die Netze nicht zu überlasten. Auf der anderen Seite können auch Haushaltsbatterien helfen, die Stromnetze zu stabilisieren und erneuerbare Energie zu speichern. Was zunächst einfach klingt, wirft viele technische, energiewirtschaftliche und rechtliche Fragen auf, denen wir nachgehen wollen. Dazu führen wir in Walldorf einen Feldtest mit 30 Pilothaushalten durch.
Sichere Kommunikation zwischen Verbrauchern, die gleichzeitig ihren eigenen Solarstrom erzeugen – sogenannten Prosumern – und Akteueren am Energiemarkt wird durch Smart-Meter-Gateways ermöglicht, die in Deutschland nach und nach verpflichtend eingebaut werden. Erst dadurch werden viele Ideen realistisch – von dynamischen Tarifen über netzdienliches Laden von Elektroautos bis hin zu sicheren dezentralen Microgrids. Wir erforschen die Potenziale und Grenzen dieser Infrastruktur und legen dabei einen besonderen Schwerpunkt auf die Sicherheit.
Wie umweltfreundlich Elektrofahrzeuge sind, hängt davon ab, welchen Strom sie laden. Wind und Photovoltaik sind mal mehr und mal weniger verfügbar. Idealerweise wird dann geladen, wenn viel günstige erneuerbare Energie zur Verfügung steht. Gleichzeitig muss die begrenzte Netzkapazität berücksichtigt werden. Das alles wird optimiert und das Timing des Ladevorgangs orientiert sich automatisch an der Situation im Netz. Im Idealfall können also Besitzer von Elektroautos Geld beim Laden sparen, die Umwelt wird geschont und die Netze müssen nicht unnötig stark ausgebaut werden. Zum Forschnungsprojekt gehört auch eine energiewirtschaftliche Analyse, um die digitalen Lösungen mit herkömmlichem Netzausbau zu vergleichen.
Durch die Einbindung von Wärmepumpen in das Energiemanagement gehen wir einen Schritt weiter in Richtung Sektorkopplung im Quartier. Das Energiesystem wird dann wirklich effizient, wenn Mobilitäts- und Wärmebedarf elektrisch und intelligent gedeckt werden.