Feldtest Seitenstetten

Transkript

1 (Feldversuch Elektromobilität, elektromobile Siedlung, P(U)- Regelung der Ladestationen, Nutzungsverhalten Elektroautonutzer, Integration der Elektromobilität in das Niederspannungsnetz) Dipl. Ing. Franz Angerer Amt der NÖ Landesregierung Schrack, Keba, Dinitech, enu, Ecoplus, Netz Niederösterreich, EVN, NÖ

2 Problemstellung Elektrofahrzeuge am Stromnetz (Verteilnetz) ein Kostentreiber für den Netzausbau? eine enorme zusätzliche Last? ein Risiko für die Versorgungssicherheit?

3 Lösungsansatz für den Versuch P(U) Regelung der Ladeleistung bei Heimladung Regelung der Ladeleistung der Fahrzeuge in Abhängigkeit der Spannung an den Wallboxen dezentrale Einheiten, keinerlei Vernetzung und Datenaustausch zwischen den Wallboxen Nutzung freier Netzreserven

4 Zusätzliche Fragestellungen Akzeptanz Nutzerschwierigkeiten Reichweitenproblem

5 Umfang und Ablauf: Auswahl des Netzabschnittes durch Netz Niederösterreich (Netz mit hoher PV Dichte, Regeltrafo und Spannungsmessungen in den Abzweigen vorhanden, Regeltrafo war während des Versuchs auf konstante Netzspannung eingestellt) Schriftliche Einladung der Haushalte mittels Postwurf ; 28 Personen aus 18 Haushalten (16 EFH, 2 Landwirtschaften) von insgesamt 25 möglichen Haushalten haben sich zur Teilnahme beworben; Verlosung von 23 Fahrzeugen für die 18 interessierten Haushalte, 5(6) Haushalte mit Zweitfahrzeugen Für den Zeitraum ab 25. September bis 3. November wurde den Teilnehmern ein Elektrofahrzeug zur Verfügung gestellt. Haushalte wurden mit mobilen Ladestationen ausgestattet, Haushalte mit zwei Fahrzeugen mussten mit einer Ladestation das Auslangen finden, Überprüfung der Hausinstallationen, Tausch der FI - Schutzschalter Die TeilnehmerInnen verpflichten sich alle Wege nach Möglichkeit elektrisch zurück zu legen und daheim zu laden und auch ihre Erfahrungen detailliert aufzuzeichnen.

6 Anspeiseleitung 2x4x150mm² Alu, 310m von TST bis HNR 1 Lageplan 4x150mm² Alu 17(18) von 25 möglichen Teilnehmern 1100m bis TST

7 Vorgabe von Netz NÖ: 8%ige Spannungsunterschreitung - verzögerte Abschaltung nach max. 1 Minute 10%ige Spannungsunterschreitung - unverzögerte Abschaltung der Ladung Alle Ladestationen werden mit 16A Drehstrom versorgt, höhere Ströme sind auf Grund der vorhandenen Hausinstallationen nicht möglich. Aufbau der mobilen, steckerfertigen Ladestationen

8 Datenerfassung: Online Datenerfassung im Minutentakt über eigene Messwandler und Linemetrics Datenkonzentratoren und Auswertesoftware Parallele EVN Datenerfassung im ¼ Stundenwerten in der Ladestation Umrüstung der Haushaltszähler, ¼ Stunden Leistungszähler GPS Datenlogger in den Fahrzeugen

9 Fahrzeugliste, Ladeleistungen: theoreitische max Ladeleistung AC in kw tatsächliche Ladeleistungen im Versuch in kva Erstfahrzeug Zweitfahrzeug cos phi BMW I3, 33 kwh 4 11 kw dreiphasig 10,3 0,94-0,97 Nissan Leaf, 30 kwh 4 2 7,2 kw einphasig 3,5 0,95-0,98 VW Golf, 36 kwh 6 7,2 kw zweiphasig 7,2 0,96-0,98 Kia Soul, 27 kwh 3 1 7,2 kw einphasig 3,2 0,97-0,99 Renault Zoe, 22 kwh kw dreiphasig 10,3 0,62 Ladeleistungen aller Fahrzeuge 149,1 max. gleichzeitige Ladeleistungen 124,8

10 Mobilitätsdaten aus der persönlichen Befragung, aus Fahrtenbüchern und Messdaten Ausgangslage: 18 Haushalte, 38 Fahrzeuge, 48 Fahrzeugnutzer, km Jahresfahrleistung Ergebnisse: km gefahrene Strecken mit den Elektroautos ( 1172 km bis 3653 km), km je Fahrzeug Strom- Tankmenge an den entspricht Jahreskilometer/Fahrzeug Hausladestationen: 8189 kwh, 9,5 kwh/tag je Haushalt und Fahrzeug (ca. 89% des benötigten Stromes wurden daheim getankt) Durchschnittlicher Verbrauch: 17,3 kwh/100 km (13,0 22,0) Die elektrisch zurückgelegte Strecke von km entspricht ca. 91% der gesamten Jahresfahrleistung der teilnehmenden Haushalte. (überproportionale Nutzung während des Tests)

11 Was bedeutet die P(U) Regelung für den Ladevorgang und die Stromnetze Reduktion der Ladeleistung bzw. eine Verlängerung der Ladezeiten bei den Stationen in den Netzausläufern in den Abendstunden zeitweise Abschaltungen der Ladung Effizienter Schutz der Netzspannung vor unzulässigen Unterschreitungen

12 Ergebnisse Spannungsregelungen haben einwandfrei funktioniert, es kam zu keinen unzulässigen Unterschreitungen der Spannungen an den Ladestellen Spannungsbedingte Abschaltungen haben zu keinen Unterbrechungen bei den Ladevorgängen geführt, Ladevorgänge haben nach Spannungsanstieg wieder gestartet Verzögerungen der Ladungen durch Regeleingriffe wurden nicht als störend wahrgenommen Spannungsregelung arbeitet vorwiegend in den Netzausläufern Lange Hausanschlussleitungen führen zu signifikanten Spannungsabfällen und werden in der Folge früher abgeregelt ( U bis zu 13V) An den Netzausläufern waren Regeleingriffe in den Abendstunden obligatorisch Lastverschiebung für Langsamlader führt zu problematisch langen Ladezeiten Lastverschiebungen in die späten Abendstunden entlasten das Verteilnetz signifikant

13 Ergebnisse Gesamtverbrauch Lastspitze Anzahl der Autos 1 Woche 1223 kvah 47 kva 16 2 Woche 1598 kvah 42,8 kva 22 3 Woche 1728 kvah 60,0 kva 23 4 Woche 1617 kvah, 1500 kwh 43,6 kva 23 5 Woche 1487 kvah, 1380 kwh 57,7 kva * 23 6 Wo (5 Tage) 1184 kvah, 1092 kwh 49,6 kva* 23 * Lastverschiebung, Schaltungen der Ladestationen durch EVN Verteilung der Lade-Lastspitzen

14 Summenladeleistung vom 11. Oktober, Leistungsspitze: 60,03 kva, 17:55h Gleichzeitigkeit: 3,3 kva je Haushalt 40% der theoretischen Gesamtladeleistung der Fahrzeuge (149,1 kw) 48% der max. möglichen Ladeleistung (124,8 kw)

15 80,00 70,00 Summe der Lastgänge aller Verbraucher mit Elektrofahrzeugen (Netz NÖ) Testzeitraum 73kW 60,00 50,00 51kW Leistung in kw 40,00 30,00 20,00 Gleichzeitigkeit: 4,1 kw je Haushalt mit E-Fahrzeugen 2,8 kw je Haushalt ohne E-Fahrzeuge 10,00 0,00

16 Ladestromregelung durch ein Dinitec Ladekabel einphasige Ladung eines Nissan Leaf und Kia Soul Spannungsverlauf U 9V U 10V

17 Ladestromregelung durch eine Schrack Ladeststation dreiphasige Ladung eines BMW i3 Spannungsverlauf U 10V/12A

18 Seitenstetten Ladestromregelung durch eine Keba Ladeststation einphasige Ladung eines Nissan Leaf Spannungsverlauf U 13V/15A

19 Lastverschiebung durch Spannungsregelung

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21 Mobilitätsdaten aus der persönlichen Befragung, aus Fahrtenbüchern und Messdaten 15 von 18 Befragten gaben an mehr als 90% der zurückgelegten Strecken elektrisch gefahren zu sein. 4 Teilnehmer haben alle Strecken elektrisch zurückgelegt. Hinderungsgründe für eine 100% Nutzung waren für 7 TN die Reichweite und für 7 TN eine parallel notwendige Verwendung (Zweitauto), 2 TN gaben das Fehlen einer Hängerkupplung an. 17 von 20 Befragten gaben an sich innerhalb eines Tages an das Fahrzeug gewöhnt zu haben, der Ladevorgang war für 19 Teilnehmer innerhalb eines Tages Gewohnheit. 18 von 19 Befragten gaben an im Tagesverkehr kein Problem mit der Reichweite zu haben. Die Dauer der Ladungen wurden von keinem der Teilnehmer als Einschränkung wahrgenommen.

22 Schlussfolgerungen Mit den am Markt befindlichen Fahrzeugen und mit der bestehenden Infrastruktur konnten bereits heute die wesentlichen Mobilitätsbedürfnisse gedeckt werden. Eine P(U) Regelung (Spannungsregelung der Ladeleistung) ist geeignet bestehende freie Netzkapazitäten in ländlichen Netzen zu nutzen. Dadurch verursachte Ladeverzögerungen wurden nicht als störend empfunden. TODOs: Weiterentwicklung der P(U) Regelung in P(U, Impetanz) Regelung

23 Herzlichen Dank für ihre Aufmerksamkeit!