PV Batterien mobil bidirektionales Laden

Transkript

1 PV Batterien mobil bidirektionales Laden Dr. Noah Pflugradt

2 Grundprinzip Bidirektionales Laden Grundidee: Nutzung des Autos als grosse Batterie statt grosser, teurer Batterie im Keller Im Projekt «SimZukunft» (später mehr dazu) analysieren wir verschiedene Optionen für die künftige Energieversorgung am Beispiel von Burgdorf. Dieser Vortrag gibt einen Überblick über: die technischen Grundlagen die Vorteile und Nachteile unsere Aktivitäten und Pläne

3 Technische Grundlagen Nur wenige Autos unterstützen es bisher. Nissan Leaf aufgrund Fukushima Es gibt eine Reihe von verschiedenen Ladestandards für Elektroautos: Type 1 & 2 Tesla ChaDeMo CCS Nur Chademo unterstützt bisher bidirektionales Laden. CCS könnte es theoretisch. Bisherige Ladestationen können meist kein Inselnetz bilden.

4 Überblick Vorteile bidirektionales Laden Nachteile bidirektionales Laden Optimierung Eigenverbrauch Könnte Kosten sparen für PV-Speicher Könnte Netzdienstleistungen erbringen, z.b. Frequenzstabilisierung, Netzentlastung Notfallstromversorgung Mehr Unabhängigkeit Beschleunigt in manchen Szenarien die Batteriealterung Abrechnung kompliziert / rechtlich nicht geklärt Anreize für die Anwender fehlen meist. Bei Einspeisung ins Netz spezielle Genehmigung erforderlich. Teure / Aufwändige Technik

5 Batteriealterung / Entladung Netzstabilisierung bedeutet nicht Autos leer machen, sondern Teilentladung, d.h. 5-10%. Batteriealterung hängt von der Nutzung ab km/jahr sind bei 15 kwh/100km 1500 kwh. Bei 50 kwh Kapazität sind das 30 Zyklen. Batterien sind bisher ausgelegt auf Zyklen. Teilzyklen sind für Li-Ionen-Batterien deutlich schonender als Vollzyklen, d.h. 10* 10% Zyklen sind weniger schädlich als 1*100%. Genaue Werte sind abhängig von der Temperatur, dem Ladestrom, der Batterie etc.

6 Pilotprojekte Es gibt weltweit erste Pilotprojekte. In Japan gibt es für Stromausfälle spezielle Wechselrichter mit 1-2 Steckdosen, die dann vom Auto betrieben werden. Basel wird gegenwärtig ein erstes Pilotprojekt gestartet. Grösste Probleme für den Masseneinsatz: Legale Hürden: Genehmigungen erforderlich. Finanzierung: Für den Einsatz zur Netzstabilisierung sind spezielle Tarife erforderlich, sonst gibt es keinen Anreiz.

7 BFH-PVLab: Aktivitäten zum Thema Seit 1992 arbeitete Prof. Muntwyler im IEA HEV TCP mit, von als Chair. Das ist eine Arbeitsgruppe, die Forscher weltweit zum Thema hybride und elektrische Fahrzeuge koordiniert hat ein Student in einer Bachelorarbeit die Machbarkeit nachgewiesen mit einer selbstentwickelten ChaDeMo-Einheit und kreativem Hacken des CAN-Busses des Autos wurde eine bidirektionale Ladestation angeschafft. Gegenwärtig laufen erste Experimente für den Produktivbetrieb.

8 Geplantes System Synchronisation mit den PV-Anlagen, Laden der Autos primär aus PV mit Hilfsladung aus dem Nissan Leaf

9 Praktische Umsetzung In fertigen Lösungen würde der Hausanschluss so geregelt, so dass keine Energie in das Netz eingespeist wird. Für Forschungszwecke ist das BFH- Gebäude nicht ideal, da das Auto ständig leer wäre. Daher eigene Messtechnik installiert und dann eine Steuerung über Python-Skripte. Allerdings bisher Stabilitätsprobleme: z.b. bei dem Versuch zu entladen lädt die Ladestation immer mal wieder das Auto nach. In der Theorie besteht zwischen Theorie und Praxis kein Unterschied. In der Praxis allerdings

10 Potential in der Schweiz Autobatterien haben typischerweise eine Kapazität von kwh. Gegenwärtig ist die geschätzt Kapazität aller Elektroautos in der Schweiz 0.36 GWh. Ca. 4 mio. Autos in der Schweiz. Täglicher Schweizer Energiebedarf sind ca. 160 GWh. Autobatterien können den Energiebedarf von 1.4 Tagen decken, falls alle Autos elektrisch sind und die Autobesitzer ihre Fahrzeuge am nächsten Tag nicht brauchen. Grosses Potential

11 Zusammenfassung Bidirektionales Laden ist noch weit vom Massenmarkt entfernt. Technik ist nur teilweise bereit. Grosses Potential, aber noch viele Herausforderungen. Besonders Anreize für die Autobesitzer fehlen und Abrechnung von Kleinstbeträgen lohnt kaum. Betrachtungen hier Grundlage für Arbeiten im Projekt SimZukunft. Geplant: Weitere Mitarbeit im IEA Task 28 «Vehicle to Grid» / Task 43 «EV and grid Integration»

12 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!