ALigN - Ausbau von Ladeinfrastruktur durch gezielte Netzunterstützung

 

ALigN zielt auf die Reduzierung von NO_x und CO₂ Emissionen durch einen bedarfsgerechten Auf- und Ausbau der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in der Stadt Aachen ab.

 

Ziel

Um die NO_x und CO₂ Belastung in deutschen Städten zu reduzieren, ist der Umstieg von herkömmlichen Verbrennungsmotoren auf elektrische Antriebe unumgänglich. Dies trägt nicht nur zur Verbesserung der Luftqualität bei, sondern auch zur Erreichung der Ziele der Energiewende. Elektrofahrzeuge (EVs) sind Schlüsseltechnologien für den CO₂-freien Verkehr mit vielversprechenden Akzeptanzquoten. Insbesondere gewerbliche und kommunale Flottenbetreiber, die mit ihren regelmäßigen und planbaren Fahrten kaum Einschränkungen aufgrund von Ladezeiten in Kauf nehmen müssen, versprechen gleichzeitig die größte Hebelwirkung zur NO_x und CO₂ Reduktion. Allerdings ist die mangelnde Anzahl an Ladepunkten ein Kaufhindernis für viele Benutzer und Firmen. Darüber hinaus stellt eine hohe Anzahl an Elektrofahrzeugen und Ladepunkten, insbesondere im Bereich von Hotspots, vor die Netzbetreiber große Herausforderungen bezüglich Netzauslastung und -stabilität.

Im Projekt ALigN wird als Ziel der bedarfsgerechte Auf- und Ausbau der Ladeinfrastruktur bei gleichzeitiger Gewährleistung der Netzstabilität verfolgt. Dieses Ziel wird durch ein intelligentes Energiemanagement-Konzept zusammen mit der Entwicklung eines Solid-State-Transformators und der Anwendung von Batteriespeichern erreicht.

Die Rolle des Instituts für Automation of Complex Power Systems

  Konzept im Projekt ALigN zum bedarfsgerechten Auf- und Ausbau der Ladeinfrastruktur  

Das Energiemanagement (EM) kann die Auswirkungen des erhöhten Energiebedarfs aufgrund der EVs minimieren. Aus Netzsicht sind EVs steuerbare Lasten mit einem gewissen Grad an Flexibilität. Durch die Steuerung der Ladevorgänge können Netzbetreiber die Energieflüsse optimieren, ohne die Belastungsgrenzen des Netzes zu überschreiten. Darüber hinaus kann die Flexibilität genutzt werden, um erneuerbare Energiequellen effizient zu nutzen. Im Rahmen von ALigN wird am Institut ACS ein intelligentes Energiemanagement zur netzdienlichen Integration der Ladeinfrastruktur entwickelt und implementiert. Unsere Lösung umfasst die Entwicklung eines Vorhersagealgorithmus zum Ladeverhalten von Elektrofahrzeugen und für die Einspeisung der Erneuerbaren Energien. Weiterhin werden Optimierungsmodelle angewendet, welche die Netzstabilität gewährleisten und gleichzeitig den Ladebedarf decken.

Das EM sowie seine Auswirkungen auf das Netz werden mittels der Controller-Hardware-in-the-Loop (CHiL) Technik validiert, indem das Energiemanagement-System mit einem echtzeitfähigen Netzmodell der Stadt Aachen und der Ladeinfrastruktur auf einem unserer Echtzeitsimulatoren gekoppelt wird. Zusätzlich werden Solid-State-Transformatoren und Batteriespeichern als Technologien zum Abbau von Netzhemmnissen von uns mittels Echtzeitsimulationen erprobt.

Des Weiteren werden die Potentiale für den zukünftigen Ausbau der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in der Stadt Aachen aufgezeigt werden.

 

Sponsoren

ALigN ist ein Verbundforschungsprojekt, das von der Stadt Aachen geführt wird. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.