Wer ein Elektroauto besitzt, muss regelmäßig aufladen. Am liebsten im eigenen Zuhause. „Für Netzbetreiber eine Herausforderung“, weiß Patrick Vasile, Projektleiter des jüngsten Netze-BW-Forschungsprojekts in Kusterdingen im Kreis Tübingen. „Gerade im ländlichen Raum sind die Verteilnetze oftmals natürlicher gewachsen und noch nicht so stark ausgelegt, wie in Neubaugebieten oder städtischen Ballungszentren.“ Wie stark private Ladevorgänge die Netzstabilität in ländlichen Gebieten beeinflussen, soll der Feldversuch in Kusterdingen jetzt zeigen. Aber auch, in wie weit sich diese Einflüsse mit einem intelligenten Lademanagement reduzieren lassen.
Acht Haushalte im Kusterdinger Ortsteil Wankheim wurden für den bis März 2021 geplanten Feldversuch ausgewählt. Ihnen wurde Ende Januar je ein Renault Zoe oder ein Nissan Leaf zur Verfügung gestellt. Zudem erhielt jeder Haushalt eine Wallbox zum Laden des Fahrzeugs sowie Hard- und Software von Energybase, die das intelligente Lademanagement für das Projekt entwickelt haben. Dieses fungiert als Kommunikations- und Steuerzentrale und ist damit das Bindeglied zwischen Netz und Wallbox: „Wir liefern der Netze BW Informationen aus der Wallbox, zum Beispiel ob ein Auto angeschlossen ist, ob es lädt und wenn ja, mit wie viel Leistung“, erklärt Jürgen Scholz, Connectivity Manager bei Energybase. „Steigt die Last im Netz an und überschreitet vorher definierte Grenzwerte, kann die Netze BW über uns die Ladeleistung der Wallboxen drosseln und so das Netz entlasten.“
E-Autos nach Fahrplan laden
Die gesammelten Daten werden von Energybase in einem speziellen Web-Portal visualisiert. Auf einer interaktiven Karte sind alle teilnehmenden Haushalte verzeichnet. Per Klick auf die einzelnen Häuser können Zustandsdaten der Wallboxen sowie Energieverbräuche abgerufen und Fahrpläne für unterschiedliche Netzszenarien eingestellt werden. Sie regeln im weiteren Projektverlauf die Ladeleistung der Wallboxen. „Aktuell befinden wir uns noch in der Anfangsphase“, sagt Vasile. Die folgende Fahrplansteuerung läuft zunächst auf Basis von Referenzmessungen und Standardlastprofilen, später soll die Steuerung mittels Echtzeitdaten erfolgen. Dafür wird eine Ortsnetzstation mit digitaler Messtechnik ausgestattet. Die Netzzustandsdaten werden direkt an Energybase übermittelt und mit den Informationen aus den Haushalten abgeglichen: steigt die Netzlast an, wird die Leistung der Wallboxen automatisch gedrosselt und umgekehrt. Für die Teilnehmer ergeben sich dadurch keine Einschränkungen. Selbst zu „Spitzenzeiten“ stehen ihnen mindestens 5,5 kW Ladeleistung zur Verfügung. Sollte ein Teilnehmer doch eine höhere Ladeleistung benötigen, kann er über die sogenannte “Eile-Funktion“ im Portal die Drosselung außer Kraft setzen und sofort aufladen.
Lademanagement mit verschiedenen Modi
„Die Eile-Funktion findet sich auch in unserem klassischen Energiemanagementsystem“, sagt Produktmanagerin Laura Strzelkowski. Insgesamt drei Lade-Modi bietet das System normalerweise: „Sofort laden“, „Eco“ und „Comfort“. Die letzten beiden stehen Haushalten in Kusterdingen nicht zur Verfügung. Der Lade-Modus „Eco“ berücksichtigt eine möglichst hohe Eigenverbrauchsoptimierung des Haushalts und verwendet für das Aufladen des Fahrzeugs ausschließlich Strom aus der eigenen PV-Anlage oder aus dem Heimspeicher. Im „Comfort“-Modus wird das Fahrzeug geladen, sobald es angeschlossen ist. Dafür wird selbstproduzierter, aber auch Strom aus dem Netz herangezogen. Ergänzend dazu soll es künftig den Modus „Konfiguriert“ geben, mit dem Kunden ihre Beladung individualisieren können: zunächst werden die Fahrzeugwerte erfasst, darunter die maximale Reichweite, die Akkukapazität sowie die maximale Ladeleistung. Nach Eingabe des gewünschten Abfahrtszeitpunkts und der Soll-Reichweite startet die optimierte Beladung.
Entlastung durch verbesserten Eigenverbrauch
„Mit Blick auf Kosten, CO2-Einsparung und Netzentlastung ist der Eco-Modus sehr empfehlenswert, da sowohl Kunde als auch Netzbetreiber dadurch am meisten profitieren“, sagt Strzelkowski. Der Gedanke dahinter ist simpel: Statt den Strom für das Aufladen aus dem Netz zu beziehen, erzeugen ihn die Kunden selbst. Gleichzeitig werden die Netze entlastet, da der produzierte Strom nicht eingespeist, sondern vor Ort verbraucht wird. „Natürlich braucht es dafür eine Intelligenz, die dieses Zusammenspiel ermöglicht“, so die Produktmanagerin.
Genau darin liegt die eigentliche Kernkompetenz von Energybase: Im Haus des Kunden installiert, sammelt ein selbst entwickelter Algorithmus Verbrauchs- und Erzeugungsdaten aus PV-Anlage, Batteriespeicher und Wallbox, reichert diese mit externen Informationen, beispielsweise Wetterdaten an und regelt auf dieser Basis automatisch die Energieverwendung im Haushalt. Bis zu 80 Prozent Eigenverbrauchsanteil sind so erreichbar. „Damit möglichst viele Partner unser Energiemanagementsystem als White-Label-Angebot nutzen können, arbeiten wir herstelleroffen. Schon jetzt können wir mehr als 1000 verschiedene Geräte unterschiedlichster Anbieter integrieren“, betont Scholz.
