Projekt ALigN

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Markus Neubert

Oberingenieur Leistungselektronik und Elektrische Antriebe

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Zur Reduktion der NOx- und CO2-Belastungen in deutschen Großstädten werden im Rahmen von ALigN bis Herbst 2020 insgesamt 475 neue Ladesäulen im Aachener Raum installiert. Der massive, bedarfsgerechte Auf- und Ausbau der Aachener Ladeinfrastruktur wird wissenschaftlich begleitet durch die RWTH Aachen University. Das ISEA befasst sich in diesem Zusammenhang mit der Erforschung und Realisierung nachhaltiger Netzkonzepte unter Berücksichtigung transienter Effekte sowohl auf Komponenten- als auch auf Systemebene. Um eine größtmögliche Hebelwirkung zu erzielen, liegt der Fokus der Anwendung auf Flottenbetrieben in öffentlicher sowie privater Hand. Die entstehenden lokalen Lade-Hotspots stellen besonders die Netzbetreiber vor große technische Herausforderungen in Bezug auf die Netzauslastung und -stabilität, sowohl im Verteilnetz als auch auf lokaler Ebene.

ISEA-ESS befasst sich mit dem Einsatz von Batteriespeichern zur Vorbeugung von Engpässen in den Verteil- und Ladenetzen. Diese bieten einen zusätzlichen zeitlichen Freiheitsgrad im Umgang mit Überschussenergie in Zeiten hoher lokaler Last- oder Einspeisespitzen. Durch Zwischenspeicherung der Überschussenergie aus EEG-Anlagen während der Erzeugungsspitzen kann eine Abregelung der EEG-Anlagen vermieden und so eine Steigerung der Gesamteffizienz der Ladenetze erzielt werden. Darüber hinaus ermöglichen die Batteriespeicher zu Stoßzeiten eine zeitbegrenzte Erhöhung der verfügbaren Ladeleistung über die Kapazität des installierten Stromversorgungsnetzes hinaus.

Parallel zur Installation der Ladeinfrastruktur im Aachener Raum entwickelt ISEA-LEA echtzeitfähige Simulationsmodelle, die in der Lage sind, die standortspezifischen Netzgegebenheiten und -anforderungen modellbasiert abzubilden. Dies beinhaltet Modelle für die lokalen Ladenetze sowie der geplanten Batteriespeicher. Auf diese Weise kann eine gezielte Auslegung der Einzelkomponenten und Betriebsstrategien vorgenommen werden. Kritische Systemzustände und alternative Netzkonzepte können zudem frühzeitig und ohne Risiko am Modell durchgespielt werden, um möglichen Gefahrsituationen vorzubeugen und die Systeme entsprechend anzupassen. Nicht zuletzt können anhand der entwickelten Simulationsmodelle darüber hinaus die standortspezifisch ausgelegten Lösungsansätze skaliert und verallgemeinert werden, um sie auch für andere Firmen, Städte, Hotspots, Anwendungen und Zukunftsszenarien nutzbar zu machen. Mit Blick auf die Zukunft der Elektromobilität lassen sich die gewonnenen Erkenntnisse aus dem gewählten Anwendungsbeispiel somit unter anderem übertragen auf das angestrebte Szenario eines flächendeckenden Einsatzes von Elektrofahrzeugen.

  Elektromobilität Urheberrecht: ISEA