Elektroautos systemstabilisierend ins Stromnetz einbinden

Das Ziel: Elektroautos systemstabilisierend ins Stromnetz einbinden. Was tatsächlich realisierbar ist, hängt vor allem vom Ladeverhalten ab. Ergebnisse hierzu soll das enercity-Forschungsprojekt "Demand Response - das Auto als aktiver Speicher und virtuelles Kraftwerk" liefern. Insgesamt 40 Testfahrer beteiligen sich an dem Praxistest. Diese Woche wurde die zweite der vier Versuchsphasen abgeschlossen und erste Erkenntnisse liegen vor.

Das Projekt "Demand Response - das Auto als aktiver Speicher und virtuelles Kraftwerk" wird im Rahmen des Schaufensters Elektromobilität von der Bundesregierung gefördert. Träger des Projekts ist die enercity Contracting GmbH. Ziel ist die Entwicklung von marktfähigen Geschäftsmodellen, die das Nutzerverhalten so steuern, dass Elektromobilität einen nennenswerten Beitrag zur Stabilisierung des energiewirtschaftlichen Gesamtsystems liefern kann.

Das Ladeverhalten der Testgruppe im Raum Hannover, Nienburg und Salzgitter betrachtet enercity in dem Projekt unter vier verschiedenen Bedingungen. Dazu wird in jeder Phase ein weiterer Lademodus aktiviert, zwischen denen die Nutzer wählen können: beliebiges Laden (Phase 1), Laden zu definierten Zeitfenstern (Phase 2) sowie Laden oder gar Ausspeisen von Strom gemäß Bedarf des Netzbetriebs in den beiden letzten Phasen. Die zweite Phase, in der die Testgruppe - mit einer täglichen kleinen Prämie angereizt - in bestimmten Zeitfenstern lädt, zeigte, dass das Projekt auf dem richtigen Weg ist.

Phase 1: Unkontrolliertes Aufladen zur Primetime

Die erste 18-wöchige Projektphase lieferte zunächst Referenzwerte für alle weiteren Szenarien in anschließenden Projektphasen. Während dieses Referenzzeitraums luden alle, wann sie üblicherweise wollten. Die häufigsten Ladezeitpunkte lagen in der klassischen Primetime der täglichen Strom-Lastkurve, zwischen 18 und 20 Uhr. Das Laden fand also vermehrt in dem Zeitraum statt, zu dem ohnehin schon die höchste Stromnachfrage des Tages herrschte. "Das Laden von zukünftig massenhaft eingesetzten E-Fahrzeugen darf nicht dem freien Spiel der Kräfte überlassen werden. Der ungeregelte Ladebeginn würde zu noch höheren Lastspitzen, besonders in den Abendstunden führen", so Projektleiter Matthias Röhrig, der als enercity-Abteilungsleiter für die überregionale Versorgung mit Strom und Gas verantwortlich ist.

Phase 2: Prämie für feste Ladezeiten

Die Grundidee des Projekts, das Laden von E-Autos netz-/lastverlaufsstabilisierend zu steuern, erweist sich damit als dringlich. Bereits der erste Steuerungsansatz, die Vorgabe definierter Zeitfenster in der Phase 2, ist erfolgversprechend. Das Laden soll hierbei vorwiegend in lastarmen Zeiten sowie Zeiten mit hoher Wind- oder Solareinspeisung vorgenommen werden. Deshalb gibt es die festgelegten Ladezeiträume 11 bis 15 Uhr und 22 bis 6 Uhr. Bei den 40 Probanden erfolgte in der Phase 2 eine deutliche Lastverschiebung in Richtung späterer Stunden, in der sich die Gesamtlastkurve im Netz wieder auf Talfahrt befindet. Phase 2 zeigte, dass flexibel zu ladende Fahrzeuge schwankende Einspeisung und Last durch steuerbaren Ladebeginn und Ladestopp ausgleichen können.

"Als Vorteile der Ladezeitverschiebung in der Phase 2 sehen wir, dass die frühabendlichen Lade-Lastspitzen aus der Referenzphase vermieden werden und die Nachfrage in lastarme und kostengünstige Zeiträume verschoben werden kann", so Röhrig. "Die bessere Lastverteilung ermöglicht einen konstanteren, ressourcenschonenderen Kraftwerkseinsatz, aber die Nutzung der fluktuierenden erneuerbaren Energien bleibt dabei noch suboptimal, da die statischen Ladezeitfenster nicht auf Windflauten oder bewölkten Himmel am Mittag reagieren".

Das Projekt bietet in der Phase 2 einen kleinen finanziellen Anreiz für das Laden in den festgelegten Zeit-räumen an. Die Nutzer zeigten sich mehrheitlich bereit, sich unter Gewährung der Prämie an die festgelegten Ladezeiten zu halten. 

Phase 3 & 4: Flexible Ladezeiten

In der nun startenden Phase (3) sollen die Ladezeiten variabel gestaltet werden. Dafür wird ein weiterer Lademodus eingeführt, bei dem innerhalb der lastarmen Zeiten im Zeitraum 0 bis 6 Uhr drei Ladestunden garantiert werden. Hinzu können in Abhängigkeit der Wind- und Solar-Einspeisung weitere Ladezeiträume durch enercity aktiviert werden, die für die Nutzer am Vortag einsehbar sind. In der letzten Phase (4) wird ein weiterer Modus aktiviert, bei dem die Ladezeiten zuvor nicht mehr bekanntgegeben werden, sodass eine komplett flexible Ladung vorgenommen werden kann. Die anderen Lademodi bleiben jeweils aktiviert, sodass die Nutzer zwischen diesen wählen können und getestet werden kann, welche Einschränkungen akzeptiert werden.