Soufian Houness 02. Juni Elektromobilität Aufbau einer Netzladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge im Stadtgebiet Frankfurt

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1 Soufian Houness 02. Juni 2010 Elektromobilität Aufbau einer Netzladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge im Stadtgebiet Frankfurt

2 Vorstellung Soufian Houness Hochschule Darmstadt Elektrotechnik mit der Fachrichtung Energie, Elektronik und Umwelt Diplomand seit Mitte März bei der Mainova AG Thema: Aufbau einer Netzladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge im Stadtgebiet Frankfurt 2

3 Aufbau der Diplomarbeit Elektromobilität 2010 bis 2020 Stromladeinfrastruktur Stromnetzintegration Datenkommunikation 5 Abrechnungssysteme 6 Vision Vehicle to Grid (V2G) 3

4 Elektromobilität 2010 bis 2020 Stand 2010 Nach dem Kraftfahrt-Bundesamt waren am von zugelassenen Fahrzeugen Elektrofahrzeuge und Hybrid ( Fahrzeugen 0,073%) Anschaffungsprobleme von E-Fahrzeugen Akkumulatorenprobleme Reichweite, lange Ladezeiten, Zyklenfestigkeit Keine großflächig ausgebaute Ladeinfrastruktur Keine staatliche Förderung für Endkunden in der BRD (siehe Frankreich oder Spanien) Nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität 1 Millionen Elektrofahrzeuge in 2020 Deutschland als Leitmarkt für Elektromobilität 4

5 Elektromobilität 2010 bis 2020 Entwicklungen bis 2020 Flächendeckender Ausbau von Ladeinfrastruktur Bevorzugte Produktion von Plug-In Hybriden Serienreife Elektrofahrzeuge aus Massenproduktion Akkumulatorenprobleme müssen gelöst werden Reichweite heutiger Verbrennungsautos Verkürzung der Ladezeiten Längere Lebensdauer 5

6 Elektromobilität 2010 bis 2020 Entwicklungen bis 2020 Förderprogramme der Politik Geldanreize (Einmalzahlungen, Steuervergünstigungen) Einfahrtsverbote für Verbrennungsmotoren (siehe Umweltzonen) Benutzung von Busspuren in Großstädten Bevorzugtes und längeres Parken Kommunikationsstandards zwischen Elektrofahrzeug Ladesäule Stromnetz Erhöhung des Stromanteil der Regenerativen Energien 6

7 Elektromobilität 2010 bis Zusammenarbeit Stromerzeugung Batteriehersteller Automobilhersteller Elektromobilität Autofahrer Automobilzulieferer Politik 7

8 Stromladeinfrastruktur - Anforderungen Anforderungen Stromnetz Anschluss an das Stromnetz Zählung Kommunikation Negative Rückwirkungen auf das Stromnetz 8

9 Stromladeinfrastruktur - Berechnungen Ortsnetztransformator in einer Wohngegend Transformator im Parkhaus-Theater Firmengelände Berechnungen der Auslastung (ohne Elektrofahrzeuge) Berechnung der Anzahl von gleichzeitig Ladenden Elektrofahrzeugen unter Berücksichtigung von: Ladeleistung reiner Elektrofahrzeuge Ladeleistung Plug-In Hybriden Gleichzeitigkeitsfaktoren Transformator nur für Elektromobilität Leistungsreserven im Parkhaus Theater für Ladestationen 9

10 Stromladeinfrastruktur - Roadmap Ladepunkte Ermittlung potentieller Ladepunkte gleichmäßige räumliche Verteilung Strategisch günstige Verteilung Vorhandensein ausreichender Leistungsreserven 10

11 Stromladeinfrastruktur - Roadmap Entwicklungsplan zur Erschließung des Stadtgebietes Unter Berücksichtigung der Ergebnisse sowie Annahmen über die Entwicklung von Elektromobilität in den nächsten Jahren (Prognosen) Stufenplan: 1. Innenstadt 2. Stadtteile - angrenzend an Innenstadt 3. Außenbezirke 4. Stadtrand 11

12 Stromnetzintegration Lastkurve Wie verändert sich die Stromlastkurve? (Verschiebung / Erhöhung höhere Grundlast / neue Lastspitzen) Strombedarf Wie erfolgt Deckung des gestiegenen Strombedarfs? Vorgabe nur Regenerativen Strom für Elektromobilität CO 2 -FREI Möglichkeiten einer Koordinierungsstelle Leitstelle für Elektromobilität V2G 12

13 Datenkommunikation Übertragungswege PLC zwischen Ladestation Ortsnetzstation Fernwirktechnik bzw. bestehende Kommunikationsschnittstellen Datenaustausch zwischen Ladestation und EVU Abrechnung / Bereitstellung von Tarifen Bereitstellung der Leistung Nutzung der Akkus als Energiepuffer 13

14 Datenkommunikation Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Ladestation Stecker IEC Erkennung des Ladesystems (Art der Aufladung) Fehlerfreie Verbindung Schutzleiterüberwachung Freigabe und Beendigung des Ladens Ver- und Entriegelung des Systems Wegfahrsperre (Aktivierung / Deaktivierung) Quelle: Mennekes Datenschutz??? 14

15 Abrechungssysteme anmeldungsfreie - Systeme Abrechnung über Parkscheinautomat/Parkhausautom at Geldkartensysteme über Handyrechnung anmeldungspflichtige - Systeme RFID-System Vignetten - Schlüsselsystem Vorherige Anmeldung (Bsp. DB) VDV-Kernapplikation 15

16 Vision Vehicle to Grid Reg. Energien schwanken in der Erzeugung (Wind und Sonne) Zwischenspeicher notwendig Smart Grid E-Fahrzeuge bieten mobile Energiespeicher Intelligente Fahrzeuge könnten sich selbst regulieren Smart Grid - Bestandteil Elektromobilität ermöglicht eine neue Form von Mobilität und hat keine absehbaren Grenzen 16

17 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!!! Fragen???