2. Illwerke VKW 3. Herry Consult GmbH 4. Wiener Stadtwerke BMG GmbH

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1 An die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbh (FFG) Bereich Thematische Programme, Empfang 4. Stock, Sensengasse 1; 1090 Wien Programm / Programmlinie (Namen) ENDBERICHT 1. Projektdaten Kurztitel Langtitel KOFLA Kooperatives Fahrerunterstützungssystem für optimiertes Lademanagement von elektrischen Fahrzeugen Projektnummer Programm/Programmlinie Ways2go FTW Forschungszentrum Telekommunikation Wien AntragstellerIn GmbH Dr. Sandford Bessler 1. TU Wien - Inst. für Energiesysteme und Elektrische Antriebe (ESEA) ProjektpartnerInnen 2. Illwerke VKW 3. Herry Consult GmbH 4. Wiener Stadtwerke BMG GmbH Projektzeitraum Weiblich: 0,03 (VZÄ), Total: 3,4 (VZÄ) Position (z.b. Projektleitung, -mitarbeit): Projektleitung, Anzahl ForscherInnen Senior Researcher, wissenschaftliche Leitung, wissenschaftliche Mitarbeiter, Projektassistenz, Geschäftsführung, Teamleiter 2. Projektverlauf Durch die Vorgaben der Programmlinie ways2go hat das Projekt KOFLA die Frage nach den fundamentalen Änderungen, welche die e-mobilität in der Gesellschaft bewirken wird, adressiert. Die Projektdauer hat 26 Monate betragen (2 Monate Verlängerung). Das Projekt hat mit einer Analyse der Mobilitätsbedürfnisse angefangen, und erst dann technische Lösungen für die Fahrerunterstützung und für die Lade-Ressourceneffizienz gesucht. Dadurch haben in der ersten Projekthälfte insbesondere die Partner Herry, VKW und die Wiener Stadtwerke an den Arbeitspaketen AP1 und AP2 gearbeitet, während in der zweiter Projekthälfte haben hauptsächlich FTW und TU Wien an technischen Lösungen in AP3 gearbeitet. EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

2 Der Aufwand für die Integration der Komponenten, den Bau des Simulators und die späte Verfügbarkeit der Entwicklungsressourcen haben zu einer Projektverlängerung geführt. Das Projekt hat jedoch mehr Ergebnisse produziert als im Antrag geplant worden sind (siehe unten). 3. Zusammenfassung Geben sie eine Zusammenfassung der im gesamten Berichtszeitraum (Projektlaufzeit) erfolgten Arbeiten Das KOFLA Projekt hat sich als Ziel gesetzt, die Aufladetätigkeit an den öffentlichen Ladestationen optimal zu steuern und die Fahrer zu unterstützen, um die beste Ladestation zu finden. Die Arbeiten zur Erreichung dieses Ziels haben zu folgenden Hauptergebnissen geführt: 1. Ein E-Mobilitätsmodell, das beschreibt den Ladeenergiebedarf während des Arbeitstages für verschiedene Regionen (NÖ und V) und verschiedene Mobilitätstypen (Beruflich, Lernen/Studium, Pensionist, Hausfrau). 2. Ein Routing- und Reservierungsprotokoll zwischen E-Fahrzeuge und Ladestationen 3. Ein multimodaler Routing Server, der optimierte Routen basierend auf Straßen- und U-bahn- Datenmaterial der Stadt Wien erzeugt. 4. Ein Algorithmus für die Erzeugung von Ablaufplänen (schedules) für das Laden der E- Fahrzeuge in einer Ladestation (z.b. Parkgarage) 5. Eine Lastflussberechnungsmethode für die Leistungsaufteilung zwischen benachbarten Ladestationen 6. Ein E-mobilität Simulationstool, welches die obengenannten Komponenten in einer Simulationsumgebung integriert. 4. Technisch-wissenschaftliche Beschreibung der Arbeit Der Endbericht hat ex-post Fokus und beschreibt die wichtigsten erreichten Ziele und Entwicklungen im Projekt. 4a. Ergebnisse und Meilensteine Beschreiben Sie die im Berichtszeitraum durchgeführten Arbeiten und führen sie diese anhand der Arbeitspakete an. Das Projekt KOFLA wurde im Jahr 2009 konzipiert, als noch große Unsicherheit bei der Entwicklung der E-Mobilitätsszenarien herrschte. Das verfolgte Ziel, die Optimierung der EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

3 Nutzung und der Leistungsversorgung an öffentlichen Ladestationen, hat aus heutiger Sicht nicht die erste Priorität in der Umsetzung, aber war aus technisch-wissenschaftlicher Sicht eine große Herausforderung. Die entstandene Lösung bietet dem User die aktuelle Verfügbarkeits-Information, eine Reservierungsmöglichkeit und bewirkt eine mehrfache Lastaufteilung (auf mehreren Ebenen): Auf der Bezirksebene durch Multimodales Routing (park-charge and ride): Auf der Niederspannungsnetzebene durch optimale Auswahl der Ladestation in der Nähe der Ziels Au der Ladestationsebene, durch Ladesteuerung (Bestimmung des Ladestart-Zeitpunkts und der Ladegeschwindigkeit) Voraussetzung ist eine Vernetzung des (fahrenden) Fahrzeugs mit dem konzipierten Reservierungssystem, und die IKT-mäßige Verbindung der Ladestation mit dem zuständigen Stromnetzbetreiber. Da im Projekt keine Ladestationen oder E-Autos zur Verfügung standen, wurden diese Komponenten simuliert. Der im Projekt entwickelte Simulator erlaubt die E-Mobilitäts-Infrastruktur in einer Großstadt wie Wien zu simulieren und zu evaluieren. Das KOFLA System besteht aus realen und simulierten Komponenten, unterteilt auf drei Ebenen (siehe Abbildung 1). EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

4 Abbildung 1: Das KOFLA Ökosystem hat drei Ebenen: das Niederspanungsnetz wird an mehreren Stellen durch Ladestationen ungleich belastet. Die Mobilitätsebene modelliert die Aktionen des Users wie Ankunft/Verlassen einer Ladestation. Die IKT Systemebene bestimmt das Routing, Auswahl der Ladestation, Reservierung von Laderessourcen und die Kommunikation zwischen den Komponenten. Es folgt eine kurze Beschreibung der Aktivitäten des Projektes und eine Auflistung der Ergebnisse AP1.1 In AP1.1 (Mobilitätsmuster und szenarien mit besonderem Fokus auf den Ladebedarf, Leitung: VKW ) wurde ein Modell zur Abbildung des Ladeverhaltens der Nutzer von Elektrofahrzeugen erstellt. Dieses Lademodell basiert auf die speziell für diesen Zweck aufbereiteten Mobilitätsdatensätzen (nur Pkw-Fahrten), welche durch zusätzliche Variablen (Startladezustand der Fahrzeuge, Stromverbrauch, Ladegeschwindigkeit) ergänzt wurden. Das Modell ermöglicht auf Basis vorhandener Informationen (Weglängen, Aufenthaltsdauern, etc.) die Berechnung des Ladebedarfs im Tagesverlauf. Mit Hilfe zusätzlicher Daten (z.b. Pkw-Aufkommen in einer bestimmten Region absolut) kann hieraus auch der Energiebedarf für Elektrofahrzeuge im Tagesverlauf berechnet werden. Des Weiterem wurden in einer User-Befragung unter den VLOTTE-Nutzern deren Mobilitätsbedürfnisse, das tatsächliche Mobilitätsverhalten sowie der Ladebedarf der Fahrzeuge abgefragt und analysiert. Nach der Analyse stand fest, dass das Laden von E- Fahrzeugen, anders als das Tanken, nur in der Nähe des Ziels (Gehdistanz) erfolgen soll. AP1.3 In AP1.3 (E-Mobilitätsbedürfnisse, Leitung: Herry) wurden die aktuellen empirischen Mobilitätserhebungen aus den Bundesländern Niederösterreich und Vorarlberg aus dem Jahr 2008 herangezogen und speziell im Hinblick auf die Pkw-Lenker analysiert. Dabei wurden die Mobilitätsstile der Pkw-Fahrer differenziert dargestellt und verschiedene, relevante Aspekte und Bedürfnisse beleuchtet. Weiters wurde zwischen verschiedenen User-Gruppen mit ähnlichem Mobilitätsverhalten sowie nach räumlichen Merkmalen unterschieden. AP1.2 A1.2 Kontextmodell und Userinteraktion (Leitung FTW). In dieser Aktivität wurden mögliche Userinteraktionen mit dem mobilen Terminal oder mit dem im Fahrzeug befindlichen Terminal beschrieben (welche vor der Abreise oder während der Fahrt stattfinden). Ein Mock-up für eine Smartphone Reservierungsanwendung wurde erstellt (siehe Abbildung 2). EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

5 Abbildung 2: Mock-up einer Reservierungs-App: Angabe der Verweildauer, Auswahl einer der vom System vorgeschlagenen Ladestationen, Navigation. AP2 In AP2 (Routing- und Planungsmodelle, Leitung FTW) haben wir den Schwerpunkt auf multimodales Routing gelegt, weil im Normalfall wenige Ladestationen in der Zielnähe zur Auswahl existieren. Den besten Weg zum Ziel bedeutet eine Suche (routing) in zwei Graphen (in unserem Fall das Straßennetz und U-Bahnnetz), die durch kurze Fußwege zwischen korrespondierenden Knoten verbunden sind. Für dieses Problem haben wir spezielle Heuristiken entwickelt und validiert. Die Wiener Stadtwerke hat die Daten über das öffentliche U-Bahnnetz, Fahrplan und potentielle Ladestationen (Wiener öffentliche Parkplätze) zur Verfügung gestellt und zur Validierung der Routen-Ergebnisse beigetragen. In der Evaluierung des multimodalen Routing haben wir gezeigt, dass die Verfügbarkeit von Lademöglichkeiten signifikant steigt (von Null auf 40% bei einer 10%-igen Penetrationsdichte der E-Mobilität), wenn man multimodal (d.h. mit E-Auto und danach mit der U-Bahn) fährt. Die durchschnittliche Reisezeit (gemittelt auf hunderten Experimenten in Wien) ist nur 6-8 Minuten bei multimodalen Fahrten länger als bei direkten Fahrten. EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

6 Start Parking with or without charging Driving directly Driving partially Walking Public transport Destination Charging Station Abbildung 3: Ausgewählte Wiener Region für die Untersuchung von direkten und multimodalen Routen zu zufällig gewählten Destinationen (points of interest in Wien). Eingezeichnet sind über 500 Parkplätze die, in der Simulation teilweise zu Ladestationen werden. AP3.1 In AP3.1 (Der Ladeenergie-Marktplatz, Leitung: FTW) wurde das Lade-Service als IKT System entworfen. Die Architektur sollte dezentral sein, damit der neue Stakeholder, also der Ladestationsbesitzer (energy reseller, charging services provider, etc.) abgebildet wird und von Stromnetzbetreiber und Energieversorger über geeignete Schnittstellen getrennt wird. In der Abbildung 4 wird die ursprünglich am FTW entwickelte Architektur illustriert, wo die Ladestation via sub-meters lokale Kontrolle auf die Ladeaktivitäten ausübt. EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

7 Abbildung 4: Systemarchitektur und Interaktionsübersicht AP3.3 In AP3.3 (Leitung: FTW) wurde das Problem des gesteuerten Ladens von mehreren Elektroautos in einer Ladestation/Parkgarage untersucht. Für dieses Ressourcen- Allokationsproblem wurde ein neues mathematisches Modell definiert, und als ganzzahliges Optimierungsprogramm exakt gelöst (siehe Deliverable D3.2, [BG2012]). Für die praktische Anwendung wurde eine schnelle Heuristik entwickelt. In Abb. 5 wird eine Schedule - das Ergebnis des Algorithmus - illustriert: EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

8 Abbildung 5: Generierte Schedule für eine Probleminstanz mit 30 Fahrzeugen (jobs), 24 Parkplätze (Y Axis). Die Zeiteinheiten auf der X-Axis sind 15 Minuten lang. Das aktuelle Laden erfolgt innerhalb der Parkperiode, die Farben bezeichnen die Ladeleistung (3.7, 8, oder 11kW), die maximale Leistung der Ladestation ist konstant bei 44kW. AP3.2 In AP3.2 (Leitung: TU Wien) wurde das Problem des Lastausgleiches zwischen mehreren Ladestationen (Garagen) im gleichem Niederspannungsnetz untersucht. Eine Erhöhung der Last in einer Ladestation kann eine Verminderung der Ladekapazität in der benachbarten Ladestation bewirken. Um die freien Kapazitäten der Ladestationen dem Routing Service zu übermitteln, müssen Lastflussberechnungen im Niederspannungsnetz stufenweise berechnet werden. Diese Berechnungen werden, um zukünftige Prognosen zu ermöglichen, für den gewählten Betrachtungszeitraum (1 Tag) wiederholt angewendet. Um die Prognoseabweichung im Tagesverlauf zu verifizieren erfolgen die Lastflussberechnungen minütlich. Zu diesem Zweck wurde im Projekt KOFLA eine DC- Lastflussberechnungs-methode mit Stromiteration entwickelt, welche die Komponentenbelastungen und Spannungshaltung in möglichst kurzer Zeit ermittelt. Um die Genauigkeit dieser Rechenmethode zu erhöhen wurden zusätzlich Korrekturfaktoren verwendet. Diese Berechnungsmethode kann bei Niederspannungsnetzen verwendet werden, wenn die Netztopologie und die realen Lastprofile der Verbraucher bzw. Einspeiseprofile der lokalen Erzeuger bekannt sind (Smart Grid). Für die Implementierung dieser Berechnungsmethode wurde die Simulationssoftware MATLAB gewählt, welches den reibungslosen Austausch zwischen den Projektpartnern gewährleistet. Für die EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

9 Validierung der Rechenmethode sowie für die weitere Evaluierung wurde ein Niederspannungsnetz aus Bregenz, welches von der VKW-Netz GmbH dankenderweise zur Verfügung gestellt wurde, verwendet. Zusätzlich wurden die Auswirkungen unterschiedlicher Ladesteuerungsmethoden auf der Netzebene analysiert. Für nähere Informationen siehe [Deliverable D3.2] Energie-Scheduling Verfahren. AP3.4 In AP3.4 (Leitung: FTW) haben wir alle Maßnahmen, die einerseits den Lade-service aus der User Perspektive verbessern, und andrerseits die Effizienz der Ladeinfrastruktur steigern, durchgeführt und evaluiert. Zu diesem Zweck wurde eine Elektromobilität- Simulationsumgebung entwickelt. Drei Ladestrategien wurden untersucht: uninformed (auf gut Glück), KOFLA vicinity (laden am Ziel) und KOFLA multimodal (U-Bahn umsteigen erlaubt), siehe Tabelle 1: Uninformed KOFLA vicinity route & charge KOFLA multimodal route&charge Routing: none, just drive to a random CS near the destination. Routing: select best CS near the destination Routing: Multimodal routing Reservation: no Reservation: yes Reservation: yes Charging: start at plugin Charging: Optimum charging start-time Charging: Optimum charging start-time Grid dependence: no Grid dependence: no Grid dependence: no Tabelle 1: Merkmale (Konfigurationen) der drei Ladestrategien im Vergleich Es wurde gemessen der Anteil der Elektrofahrzeuge die erfolgreich aufgeladen wurden die gesamte Ladeenergie die in den Batterien geflossen ist die Auslastung (Last, Parkplätze) der einzelnen Ladestationen und die Auswirkung der Ladestrategien auf den öffentlichen Verkehr Die ersten Ergebnisse der Evaluierung (Meilenstein M8, mit einer der vielen Konfigurationen) werden in der Tabelle 2 zusammengefasst. Eine leichte Elektromobilität Überlast wurde erzeugt, Abweichungen in den tatsächlichen Ankunft- und Abfahrtzeiten von 17 bzw. 50 Minuten gegenüber der Reservierung wurden simuliert. Das KOFLA Routing mit multimodaler Wahl hat 70% der verlangten Ladeenergie auch geliefert. Wenn man auf der Multimodalität verzichtet ist die Effizienz nur 52%. Das Laden auf gut Glück erzielt eine Effizienz von nur 32%. EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

10 Strategy: Uninformed KOFLA vicinity KOFLA multimodal # used Charging Stations Cars charged (of 169) Total demand kwh Total charged load kwh Tabelle 2: Evaluierung von drei Ladestrategien: Beschreiben sie die erreichten Ziele, die Ergebnisse und Meilensteine. Weitere Ergebnisse: AP1 Ergebnisse und Meilensteine: o [Deliverable D1.1] E-Mobilitätsbedürfnisse, Bildung eines Ladehäufigkeitsmodells aus Mobilitätsdaten. Die Ergebnisse von A1.2 (User Interaktion) befinden sich in D3.1 Systemarchitektur. Zum Meilenstein M2 standen Ladehäufigkeitsmodelle für typische Ortschaften in NÖ und Vorarlberg zur Verfügung. o [Deliverable D2.1] GIS Funktionen, Realisierung des multimodalen Routing Konzeptes. o [Deliverable D3.1] KOFLA System architecture, (FTW), April 2011 o [Deliverable D3.2] Energie-Scheduling Verfahren (TU Wien) vers 29. Mai 2012 o [Deliverable D3.3] KOFLA Resource allocation for Charging Electric Vehicles (FTW), Nov 2011 o o o [Deliverable D3.4] KOFLA Evaluation and simulation approach (FTW) M7: Realisierung des Simulators in Java (erzeugt Fahrzeugen mit Ladeanforderungen, Ladestationen, etc.), Integration des Routing Servers (mit der multimodalen Komponente), der Ladeoptimierung in den simulierten Ladestationen, und der zentralen Leistungsflußberechnung M8: Evaluierung und Vergleich von drei Ladestrategien, erste Bewertungen Sind die ursprünglichen Erwartungen an das Projekt und die Ergebnisse eingetreten? Aus technisch-wissenschaftlicher Sicht hatte das Projekt die Freiheit, unbeeinflusst von eingesetzten Lösungen und Produkten, technischen und legistischen Restriktionen (z.b. sub- EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

11 metering, Stromwiederverkäufer-Problematik) innovative Ansätze zu verfolgen. Das Entstehen eines Evaluierungs-Framework und large-scale Prototyps für die Untersuchung der E-mobilität Auswirkung auf das Stromnetz hat die Erwartungen übertroffen Aus der Sicht der Industriepartner (VKW, Betreiber des VLOTTE Netzes) im Rahmen des Kofla-Projektes wurde bei Vlotte-Kunden eine umfangreiche User-Befragung durchgeführt und analysiert (wertvolle Kundenangaben Mobilitätsverhalten, Ladebedarf der e-fahrzeuge) aufbauende Grundlagen betreffend Installation der Ladestellen im Niederspannungsnetz (Bregenz) und der daraus folgenden Steuerung der Ladeanforderungen wertvolle Inputs zur Kommunikation des e-fahrzeugs mit den Ladestellen sowie das Angebot von Alternativen (Umstieg auf Bahn, Bus usw.) bei Vollauslastung/Pricing der Ladestellen nächstens dem Zielpunkt. Beschreiben Sie Highlights und allfällige Unzulänglichkeiten im Projektfortschritt und führen Sie - wenn möglich - Leistungsdaten an. - Evaluierung der Scheduling-Heuristik für kontrolliertes Laden: die Ergebnisse sind besser als die von bekannten local-ratio Algorithmus. - Ergebnisse der multimodal routing Engine: überraschender Vergleich zugunsten des multimodalen Ansatzes. - die Integration der Routing, charging station controller und Simulatorkomponenten, und Überprüfung von drei Ladestrategien. Leider hat im Projekt ein Feldtest gefehlt. Dieser hätte zu einer besseren Balance zwischen den Beiträgen der Industrie- und Forschungspartner und zu einem wichtigen Umsetzungsversuch beitragen können. 4b. Arbeits- und Zeitplan Korrespondierte der Projektfortschritt mit dem Zeitplan? o ja x im weitesten Sinn o nein In Laufe des Projektes haben wir die Priorität einiger Aktivitäten geändert: zum Beispiel ist die Aufgabe des multimodalen Routing (kombinierte Reise mit dem Elektroauto- und mit der U-Bahn) von den Wiener Partnern besonders wichtig empfunden worden. Dagegen wurde der mobile Client für die Reservierung von Ladestationen nur als Mock-up realisiert, und die Präferenzen des Users (Preis, Betreiber, etc.) wurden zwar entworfen jedoch in dem Prototyp nicht implementiert. EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

12 Für die Aktivität AP2.2 (optimale Planung von Ladestationen) hat es bis Ende des Projektes keine ausreichenden Basisdaten gegeben. Der Ansatz wurde daher geändert in Richtung einer Elektrifizierung eines durch Zufall gewählten Anteil (10%, 50%, 100%) der vorhandenen über 500 Parkplätze in Wien und die Messung des Ladeerfolges. Die Realisierung einer kompletten Simulationsumgebung von Elektromobilität, angefangen mit der Mobilität, über Reservierung bis zur Ladesteuerung und Lastflussberechnung im Niederspannungsnetz wurde erst spät beschlossen. Sie hat eine 2 monatige Projektverlängerung benötigt, aber stellt eines der wichtigsten Ergebnisse dar. EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

13 5. Verwertung (max. 1 Seite) Verwertung: Beschreiben Sie die Verwertungs- und Weiterverbreitungsaktivitäten, die innerhalb des Berichtszeitraums stattgefunden haben Weitere Publikationen sind nach Ende des Projektes geplant 1..2 Derzeit läuft die Partnersuche für KOFLA Nachfolgeprojekte mit nationalen und internationalen Förderung Markt: Skizzieren Sie die Marktvision und -aussicht sowie das ökonomische Potential, wie es sich zum Ende des Berichtszeitraums darstellt. Die globale Erwartung an einer schnellen Einführung der Elektromobilität hat sich nicht erfüllt, daher auch die Nachfrage nach KOFLA Steuerungsmechanismen für großen Garagen verspätet sich. Auch wenn der Bau von öffentlichen Ladestationen nicht die höchste Priorität hat, die erarbeiteten Teillösungen sind sehr nützlich: 1..1 Das kontrollierte Aufladen ist äußerst wichtig bei E-Flotten und Garagen, aber auch in Wohngebieten (Reduzierung der Abendverbrauchsspitze) 1..2 Die Leistungs-Flussberechnung ist entscheidend bei der Integration der E-Fahrzeuge in smart grids Die Multimodale Routensuche wird große Bedeutung bei der Entwicklung eines allgemeinen Mobilitäts-Assistenten das M- und E-Bikes, Car2Go, Car sharing und sämtliche öffentliche Verkehrsmittel einschließt, gewinnen Die Simulationsumgebung könnte für Infrastruktur-Planung verwendet werden. Publikationen/Patente: Im Laufe des Projektes sind mehrere Publikationen entstanden. Infolge der Evaluierungstests erwarten wir mindestens zwei zusätzliche Publikationen (über multimodales Routing und über Heuristiken für die Ladeoptimierung. [SL2011] A.Schuster, M. Litzlbauer, Easy Grid Analysis Method for a central observing and controlling system in the low voltage grid for E-Mobility and Renewable Integration, SGM11, Smart Grids and Mobility, Munich, October 2011 [Schuster et al. 2012] A. Schuster, S. Bessler, J. Groenbaek, Multimodal Routing and Energy scheduling for optimized charging of electric vehicles, e&i Elektrotechnik und Informationstechnik, Springer, 3/2012. [BG2012] S. Bessler, J. Groenbaek, Routing EV Users Towards an Optimal Charging Plan, Electric Vehicles Symposium EVS26, Los Angeles, US, May 6-9, EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

14 [Bessler et al. 2011] S. Bessler, J. Groenbaek, Max Herry, A. Schuster, R. Tomschy, Supporting e- mobility users and energy providers in optimal charging of electric vehicles, European Electric Vehicle Congress, Brussels, october Dissertationen/Bacc/Masterarbeiten: 1. Benjamin Plocek, TU Wien Informatik, Simulation of Electric Vehicle Routing and Charging, Bachelor Thesis, Damir Bucar, TU Wien Informatik, Heuristics for the Bandwidth Allocation Problem applied to Charging Electric Vehicles, Praktikum und Master Thesis, Manfred Lanner, TU Wien Elektrotechnik, Auswirkungen von Ladesteuerungen elektrischer Fahrzeuge in einem konkreten Verteilnetz, Diplomarbeit, März René Sapetschnig, TU Wien Elektrotechnik, Anwendungsgebiete von SCADA-Systemen in der energietechnischen Netzleittechnik, Bakkalaureatsarbeit, März Kosten 6a. Kostentabelle für den Berichtszeitraum Die folgende Tabelle gibt einen aggregierten Überblick der angefallenen Kosten pro Antragsteller und Partner, gegliedert nach Personalkosten, Investitionen, Reisekosten, Sach- und Materialkosten und Drittkosten. Alle Angaben sind in EURO. Fügen sie weitere Spalten ein für zusätzliche Partner oder beginnen sie eine neue Tabelle. EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

15 Kostenkategor Akzeptierte Kumulierte Antragstelle TUW- VKW Herry Wr. ie Gesamtkost Kosten in r FTW Verbrauchte Verbrauchte Verbrauchte Stadtwer en lt. der Verbrauchte Kosten in Kosten in der Kosten in ke Vertrag Berichtsze Kosten in der der Berichtszeit der Verbrauchte it Berichtszeit Berichtszeit Berichtszeit Kosten in Summe der verbrauchter Berichtszeit Kosten im Konsortium* Personalkosten Investitionen Reisekosten Sach- und Materialkosten Drittkosten 2.000** Total * Summe der verbrauchten Kosten / Kostenkategorie des Antragstellers und aller Partner 6b. Kostenbeschreibung im Berichtszeitraum (Ergänzende Informationen) Die angefallenen Kosten im Berichtszeitraum müssen entsprechend dem Kostenplan im Vertrag und dem zu Grunde liegenden Antrag beschrieben werden. Für die Darstellung der einzelnen Kosten benützen Sie bitte die Kostentabellen in abrechnungkumuliertformular_0.xls und abrechnungpartnerformular_0.xls Erläuterungen zu den Kosten bzw. zu den Tabellen können hier angeführt werden. ** FTW: EUR Kostenumschichtung (aus Kategorie Personal nach Kategorie Drittkosten ) wurden beantragt und genehmigt. Dabei handelt es sich um 2 Werkverträge. Achtung: Die Auszahlung der nächst fälligen Rate, basierend auf den zuerkannten Fördermitteln im Vertrag und basierend auf der Information aus dem vorliegenden Bericht, stellt keine Form der Kostenanerkennung dar. Die finale Anerkennung ist erst nach Überprüfung der detaillierten Kosten durch die Revision gegeben. EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

16 Unterschrift Der Bericht ist vollinhaltlich akzeptiert durch die Partner des Projektes und wird durch den Antragsteller unterzeichnet. Datum Unterschrift und Firmenstempel des Antragstellers (Koordinators) EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

17 Checkliste für den Endbericht und die Kostenbeschreibung Der Endbericht besteht aus einem Textteil Teil A und einer Endabrechnung Teil B (2 Excel-Dokumente AbrechnungPartner und AbrechnungKumuliert ). Das Formular AbrechnungPartner ist von den jeweiligen Partnern auszufüllen und an den Konsortialführer zu übermitteln. Der Konsortialführer füllt das Tabellenblatt AbrechnungKumuliert sowie AbrechnungPartner aus und fügt die Tabellen der Projektpartner in ein Dokument zusammen. Der Tabellenteil beinhaltet die Kostenübersicht der im Berichtszeitraum angefallenen Kosten. (siehe Punkt 6 Leitfaden zur Berichtslegung) Alle Kapitel sind vollständig auszufüllen. Gültige Abgabe des Endberichts und der Endabrechnung ausschließlich über ecall: Endberichte (Teil A) sind im ecall als pdf. Dokumente hochzuladen Endabrechnungen (Teil B zusammengefügte Dokumente von allen AbrechnungPartner und AbrechnungKumuliert) sind im ecall als ein xls. Dokument hochzuladen. Der Endbericht (inklusive Endabrechnung) als unterschriebenes Originalexemplar (nicht gebunden) per Post zu senden. Die Kostentabellen AbrechnungPartner sind vom jeweiligen Partner zu unterschreiben und an den Konsortialführer zu senden. Diese werden bei einer Prüfung vor Ort kontrolliert. Andere Formen der Abgabe (z.b. Post, Fax oder nur ) werden nicht anerkannt. Bitte ersetzen Sie im Dateinamen das Wort Formular durch die Projektnummer. Für die Überprüfung der Abrechnungen alle PartnerInnen auf Richtlinienkonformität verwenden Sie die Checkliste KonsortialführerIn (siehe letzte Seite). Verschiebungen zwischen den Kostenkategorien innerhalb eines Projektpartners sowie die Verlängerung des Förderzeitraums müssen explizit beantragt und von der FFG genehmigt werden. Diese Formulare für den Endbericht (Teil A) können nicht für den Zwischenbericht verwendet werden. Weitere Information finden Sie im Internet unter EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

18 Sollten Sie Fragen haben, schicken Sie uns eine oder rufen Sie an: Programmleitung IV2Splus Dr. Christian Pecharda Tel.: +43 (0) Fax: +43 (0) Programmlinie I2V & ways2go Programmlinie A3plus & IMPULS Mag(FH) Nicole Prikoszovits DI(FH) Thomas Uitz Tel.: +43 (0) Tel.: +43 (0) Fax: +43 (0) Fax: +43 (0) Umfang Folgende maximalen Seitenzahlen dürfen nicht überschritten werden (bei 11 Punkt Schriftgröße): Der Endbericht (Punkte 1-6) soll insgesamt nicht länger als Seiten sein; inklusive Abbildungen und Tabellen. Das Kapitel Kosten (Punkt 6) umfasst maximal 3 Seiten inklusive Tabelle. EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

19 Checkliste KonsortialführerIn Allgemein: Die Abrechnung ist formal korrekt & vollständig befüllt (Anforderungen laut gültigem Kostenleitfaden) Alle Bezeichnungen von Kostenpositionen sind aussagekräftig. Wenn der/ die Konsortialpartner/ In angegeben hat vorsteuerabzugsberechtigt zu sein, dann sind die Kosten netto abzurechnen. Wurden Leistungen von einem/ r Konsortialpartner/ In zugekauft? Wenn ja Korrektur der IST- Abrechnung die Kosten sind bei jenem/ r Konsortialpartner/ In abzurechnen, bei dem sie angefallen sind. Weichen die Gesamtkosten pro Konsortialpartner/ In vom Plan ab bzw. sind diese Abweichungen nachhaltig? Wenn JA entsprechender Hinweis mit Begründung im Bericht und Kostenumwidmung beantragen. Liegt das Rechnungsdatum der angegebenen Belege im Abrechnungszeitraum lt. Förderungsvertrag (inkl. Fristerstreckung). Personalkosten: Waren die abgerechneten Personen bereits im Antrag vorhanden wenn Nein Warum kam es zu Abweichungen? Die max. verrechenbaren Stunden pro Jahr pro Mitarbeiter (bei 40 h/ Woche Vertrag) liegen bei 1.680h, bzw. aliquot bei kürzeren Berichtszeiträumen. Stundensatzüberprüfung: Die Überprüfung des Gemeinkostenzuschlagssatzes (Gkz) ist durch den Konsortialführer im Detail nicht möglich. o o o Es ist kein Gkz angegeben (Konsortialpartner/ In legt den Gkz gegenüber der Konsortialführung nicht offen Stundensatz ist jedoch inkl. Gkz angegeben): Plausibilitätsprüfung geschieht unter der Annahme von 20 % Gkz: Überprüfung ob Stundensatz exkl. 20 % Gkz unter dem Höchstsatz liegt. Beträgt der angegebene Gkz bis 20 %: Plausibilitätsprüfung ob der Stundensatz exkl. des angegebenen Gkz unter dem maximal anerkannten Höchstsatz liegt. Liegt angegebener Gkz über 20 %: Hinweis an den Konsortialpartner, dass die Gkz- Berechnung der FFG (via ecall) zu übermitteln ist. Plausibilitätsprüfung ob der Stundensatz exkl. des angegebenen Gkz unter dem maximal anerkannten Höchstsatz liegt. F&E Infrastruktur Nutzung Plausibilitätsprüfung: Die Anzahl der Nutzungsmonate kann max. der Summe der Monate des Berichtszeitraums entsprechen. Ist die F&E Infrastrukturnutzung projektrelevant bzw. wurde sie im Antrag bereits angeführt Hinweis im inhaltlichen Bericht. Sach- und Materialkosten Sind die abgerechneten Sach- und Materialkosten projektrelevant bzw. im Antrag angeführt Hinweis im inhaltlichen Bericht. Drittkosten / Kosten für Leistungen Dritter Sind die abgerechneten Drittkosten projektrelevant bzw. im Antrag angeführt Hinweis im inhaltlichen Bericht. Reisekosten Sind die Personen, die in den Reisekosten angeführt sind, in den Personalkosten aufgelistet. Wenn Nein ist dies im Bericht zu erklären. Sind die abgerechneten Reisekosten projektrelevant bzw. im Antrag angeführt Hinweis im inhaltlichen Bericht. EB 01 Projekt Akronym: KOFLA, Projektnummer: / 19

20 KOFLA Kooperatives Fahrerunterstützungssystem für optimiertes Lademanagement von elektrischen Fahrzeugen Ein Projekt, das im Rahmen der 2. Ausschreibung der Programmlinie ways2go des Forschungs- und Technologieprogramms iv2splus finanziert wurde. Das Projekt KOFLA wurde im Jahr 2009 konzipiert, als noch große Unsicherheit bei der Entwicklung von E-Mobilitätsszenarien herrschte. Das verfolgte Ziel einer Optimierung der Nutzung und der Leistungsversorgung an öffentlichen Ladestationen ist aus technischwissenschaftlicher Sicht eine große Herausforderung. Die im Rahmen des Projekts KOFLA entstandene Lösung bietet dem/der UserIn die aktuelle Verfügbarkeitsinformation, eine Reservierungsmöglichkeit und bewirkt eine mehrfache Lastaufteilung (auf mehreren Ebenen): Auf der Bezirksebene durch Multimodales Routing (park-charge and ride): Auf der Niederspannungsnetzebene durch optimale Auswahl der Ladestation in der Nähe der Ziels Auf der Ladestationsebene, durch Ladesteuerung (Bestimmung des Ladestartzeitpunkts und der Ladegeschwindigkeit) Voraussetzung ist eine Vernetzung des (fahrenden) Fahrzeugs mit dem Reservierungssystem, und die kommunikationstechnologische Verbindung der Ladestation mit dem zuständigen Stromnetzbetreiber. Da im Projekt keine Ladestationen oder Elektroautos zur Verfügung standen, wurden diese Komponenten simuliert. Der im Projekt entwickelte Simulator erlaubt, die Elektromobilitätsinfrastruktur in einer Großstadt wie Wien zu simulieren und zu evaluieren. Das KOFLA System besteht also aus realen und simulierten Komponenten, unterteilt auf drei Ebenen (siehe Abbildung 1). 1

21 Abbildung 1: Das KOFLA Ökosystem hat drei Ebenen: das Niederspanungsnetz wird an mehreren Stellen durch Ladestationen ungleich belastet. Die Mobilitätsebene modelliert die Aktionen des Users wie Ankunft/Verlassen einer Ladestation. Die IKT Systemebene bestimmt das Routing, Auswahl der Ladestation, Reservierung von Laderessourcen und die Kommunikation zwischen den Komponenten. Die Arbeiten zur Erreichung der Projektziele haben zu folgenden Hauptergebnissen geführt: 1. Ein E-Mobilitätsmodell, das den Ladeenergiebedarf während des Arbeitstages für verschiedene Regionen (NÖ und V) und für verschiedene Mobilitätstypen (Berufstätige, StudentInnen, PensionistInnen, Hausmann/-frau) beschreibt. 2. Ein Routing- und Reservierungsprotokoll zwischen E-Fahrzeugen und Ladestationen 3. Ein multimodaler Routing Server, der optimierte Routen basierend auf Straßen- und U- Bahn-Datenmaterial von Wien erzeugt. 4. Ein Algorithmus für die Erzeugung von Ablaufplänen (Schedules) für das Laden der E- Fahrzeuge in einer Ladestation (z.b. Parkgarage) 5. Eine Lastflussberechnungsmethode für die Leistungsaufteilung zwischen benachbarten Ladestationen 6. Ein E-Mobilitäts-Simulationstool das die oben genannten Komponenten integriert. 2

22 Partner Kontaktdaten FTW Forschungszentrum Telekommunikation Wien GmbH (Projektleitung) TU Wien Institut für Energiesysteme und elektrische Antriebe Illwerke VKW Herry Consult Wiener Stadtwerke BMG GmbH 3