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In der Welt von morgen ist alles viel einfacher als heute. Man mietet sich ein Auto, den Schlüssel bekommt man vorab auf sein Handy – dann steigt man ein und fährt los. Dass es sich dabei selbstverständlich um ein Elektroauto handelt, braucht fast gar nicht mehr erwähnt zu werden.

Das »perfekte« Elektrofahrzeug in einer imperfekten Welt

Das Fahrzeug ist perfekt auf uns eingestellt, wenn wir unsere Fahrt antreten. Es ist ausreichend geladen, sodass es mindestens die vom Nutzer gebuchte Strecke bewältigen kann. Darum hat sich nicht nur eine spezielle Einsatzoptimierung gekümmert, sondern auch ein sogenanntes Energiemanagementsystem hat dabei geholfen.

Doch selbst wenn das Fahrzeug perfekt ist – unsere Energieerzeugung ist es noch lange nicht. Bei einem Stromnetz, das in Zukunft vorrangig mithilfe von erneuerbaren Energien gespeist wird, drohen Engpässe, denn Sonne, Wind und Wasser lassen sich nicht nach Spitzenverbrauch und Nachtsparprinzip steuern.

Ein smartes Netz für smarte Fahrzeuge

Die wachsende Zahl der Elektrofahrzeuge auf unseren Straßen belastet das Netz zusätzlich, da sie – momentan ungesteuert – Strom aus dem Netz zu willkürlichen Zeiten beziehen, je nachdem, wann es den Nutzer zur Ladestation zieht. Dem können IKT-Lösungen entgegenwirken. Sie bieten die Möglichkeit, Netzausbau zu verhindern, Planungssicherheit zu bieten. Durch die Einspeisung von erneuerbaren Energien wird das Netz instabiler, weil Erzeugung und Verbrauch nicht gekoppelt sind. Wenn Sonne und Wind uns knapp halten, muss man im schlimmsten Fall den Verbrauch reduzieren, sprich: Verbraucher abschalten – oder besser weitere Erzeuger zuschalten.

Dynamisches Energiemanagement für Fahrzeugflotten

Unser aktuelles Forschungsprojekt Shared E-Fleet dreht sich um die Entwicklung eines Betreiberkonzepts auf Basis von IKT-Lösungen, mit dem Elektroflotten wirtschaftlich und komfortabel genutzt werden können.

Ein Teil von Shared E-Fleet ist das Softwaremodul Energiemanagement. Fahrtzeiten und Verbrauch sind bei Shared E-Fleet im Vergleich zu privaten PKW größtenteils planbar und damit vorhersehbar. Dies kann ein dynamisches Energiemanagementsystem ausnutzen, um die Ladevorgänge der Fahrzeuge ganz bewusst zu steuern. Dabei kann es verschiedene Strategien verfolgen. Fahrzeuge können z. B. möglichst schnell, kostengünstig oder aber umweltfreundlich geladen werden. Damit das Netz geschont wird, wird bei jeder Strategie stets auf die Einhaltung der Lastgrenzen geachtet.

Energiemanagement

 

Nicht nur planen, sondern auch überwachen

Das Energiemanagementsystem plant die die Ladevorgänge entsprechend der jeweiligen Fahrzeiten und Strategie für die einzelnen Fahrzeuge möglichst optimal. Die einzelnen Ladevorgänge werden dabei über die Vorgabe dynamischer über den Tag verteilter Energiepreise optimiert. Diese Preise geben die Einbindung lokal erzeugter regenerativer Energie durch eine Solaranlage wieder oder die Priorisierung einzelner konkreter Fahrzeuge, die immer vollgeladen sein sollen.

Die Ladevorgänge müssen aber nicht nur geplant, sondern auch überwacht werden. Denn es kann immer vorkommen, dass ein Nutzer den Spaß am Elektroauto fahren erkannt hat und mehr Energie verbraucht als geplant oder vergisst, das Fahrzeug nach seiner Fahrt wieder an den Ladepunkt anzuschließen.

Auch kann es sich immer mal eine größere Wolke über der Solaranlage gemütlich machen und die Planung gewaltig durcheinanderwerfen. Auch diese Fälle muss das Energiemanagement bewältigen, damit der Nutzer sein Fahrzeug ohne Bedenken nutzen kann.

Mithilfe der Planung der Ladevorgänge und im Minutentakt aktualisierten Verbrauchswerten kann sowohl dem Energienetzbetreiber als auch den Versorgern geholfen werden. Durch sogenanntes Demand Side Management, die Rückmeldung der Planung des Energiebedarfs des Verbrauchers, kann der Netzbetreiber selbst besser vorausplanen, wann welche Energiemengen wo benötigt werden, um drohende Engpässe zu vermeiden.

Ein gutes Energiemanagementsystem gleicht so die Schwankungen von Sonne, Wind und Wasser aus und synchronisiert den Verbrauch mit der Stromerzeugung. Es erschließt uns so die wahrscheinlich wichtigste Energiequelle der Zukunft: intelligentere Nutzungssysteme.

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Julien Ostermann

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Kategorien: Digitalisierung, Future Mobility, Nachhaltigkeit
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