SchaufensterBlick 2014 eautarke Zukunft Lösungen in Smart Grids
eautarke Zukunft Die Zielsetzung von eautarke Zukunft ist die Entwicklung neuer, erfolgsträchtiger und nachhaltiger Produkte und nachhaltiger Dienstleistungsansätze im Kontext Elektromobilität. Maßnahmen: Erprobung und empirische Evaluation neuer Geschäftsmodelle in vier unterschiedlichen Szenarien: angebunden an ein energieautarkes Haus, im behördlichen und industriellen Bereich bei innerbetrieblicher Nutzung und unterschiedlicher nachhaltiger Ladeinfrastruktur. Alle Teilprojekte werden sozialwissenschaftlich begleitet. Laufzeit: 01.06.2013 31.03.2016 Projektvolumen/Förderung: 2.437.527 /1.627.078 Fördermittelgeber: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit Konsortialführung: Prof. Dr. Helmut Lessing, Universität Hildesheim Projektpartner: HELMA Eigenheimbau AG, Universität Hildesheim, AS Solar GmbH, TÜV NORD Mobilität GmbH & Co.KG, Institut für Transportation Design (HBK Braunschweig)
Motivation Für die erfolgreiche Markteinführung von Elektromobilität müssen Potenziale in alltäglichen Lebens- und Arbeitsbereichen erschlossen werden. eautarke Zukunft greift dazu folgende Fragen auf: Wie spielt Elektromobilität mit zukunftsweisenden, energieautarken Einfamilienhäusern zusammen? Wie stellt sich das Zusammenspiel mit einer CO 2 - neutralen Wohnsiedlung dar? Wie muss eine dezentral versorgte Parkplatzinfrastruktur dimensioniert sein? Wie kann ein intelligentes Lademanagement umgesetzt werden? Welche sozialwissenschaftlichen Aspekte wirken sich auf die Geschäftsmodelle und den Markterfolg aus?
Nutzerakzeptanz TV5: E-Mobilität und Nutzerakzeptanz Zielsetzung dieses Teilvorhabens ist es, die Akzeptanz innovativer Technologien in unterschiedlichen Nutzerszenarien zu erforschen, die sowohl für die Etablierung der Elektromobilität von großer Relevanz sind als auch eine entscheidende Bedeutung für die Einbindung des Elektrofahrzeuges in das elektrische Versorgungsnetz haben. Hierbei kommt ein erprobter Methodenmix aus verschiedenen qualitativen und quantitativen Erhebungsinstrumenten u.a. Face-to-Face Interviews, Online-Befragungen, standardisierte Fragebögen zum Einsatz, um Einstellungen, Motive, Bewertungen, Wahrnehmungen und die Akzeptanz der unterschiedlichen Zielgruppen zu ermitteln.
Am energieautarken Haus TV1: Das Energieautarkes-PlusEinfamilienhaus Das neue, netzunabhängige Wohnen und Bewegen Das Sonnenhaus von Helma ist ein energieautarkes Haus, welches rechnerisch über das ganze Jahr einen autarke, CO 2 -neutrale Energiebilanz aufweist. Im Rahmen des Verbundvorhabens soll auch unter dem täglichen Einsatz eines Elektroautos die Null-Energiebilanz des Hauses empirisch nachgewiesen werden: Ein Mitarbeiter nutzt das E- Fahrzeug für die täglichen Anreisen und Fahrten nach Hause. Die Stromüberschüsse und der Strom für Elektromobilität werden ebenfalls messtechnisch erfasst und ausgewertet. Die ersten Tests mit den Elektromobilen vor Ort stehen bevor.
ecarsharing an der Uni TV2: Innerbetriebliches ecarsharing im Tandem-Modell Die Universität Hildesheim erprobt ein innovatives Geschäftsmodell, in welchem sich Mitarbeiter mit der Universität je ein Elektroauto teilen: Während der Arbeitszeit stehen die Autos Universitätsmitarbeitern für Dienstfahrten zur Verfügung; außerhalb der Arbeitszeit den jeweiligen Mitarbeitern für den privaten Gebrauch. Neben der Evaluation dieses Geschäftsmodells wird eine Buchungssoftware für die Koordination der Dienstfahrten entwickelt, welche die speziellen Anforderungen von Elektroautos, beispielsweise die Ladezeiten, berücksichtigt. Aktuell werden zwei eup!s im Tandem-Modell erprobt. Das Buchungssystem ist als Prototyp fertiggestellt.
E-Flotte mit Solarenergie TV3: E-Flotte an gewerblichem EnergiePlus-Objekt AS Solar plant den Bau einer Solartankstelle am Firmenstandort auf dem Parkplatz in Hannover am Plus-Energiegebäude. Diese Erweiterung der vorhandenen Infrastruktur umfasst u.a. mehrere E-Mobile, ev. einen angepassten E-Speicher und eine Solar- Carport-Anlage (100 kwp) mit vier Solartankstellen. Hierdurch soll der täglichen Mobilitätsbedarf des Unternehmens und der Mitarbeiter gedeckt werden. Ferner sollen die weitere Entwicklung und die Optimierung eines alltagstauglichen Monitoring- und Lastmanagement-Systems als Produkt vorangetrieben werden, um ein Monitoring und Management von Energieverbräuchen in Betrieben und für die Einfamilienhäuser von morgen professionell zu begründen.
Intelligente Ladelastreglung TV4: Sicheres, netzentlastendes Lademanagement von E-Mobilen Die TÜV NORD betreibt in Hannover-Döhren eine solarbetriebene Ladestation für fast alle gängigen Elektrofahrzeuge. An dieser wird eine intelligenten Ladelastregelung in Abhängigkeit der verfügbaren Energieträger (Solar, Zwischenspeicher, internes und externes Stromnetz, Anschlussleistung) und Lade-Priorisierung der TÜV NORD Elektrofahrzeuge entwickelt. Die Ladelastregelug soll eine schnelle Anschlussverfügbarkeit der Elektrofahrzeuge sicherstellen. Dazu sollen die hohen Kosten der Infrastruktur aber vor allem die Anschlusskosten ans NV-Netz minimiert werden.
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TÜV NORD estation Hannover Erkenntnisse aus den Jahren 2011-2012 Der Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen in den Wintermonaten bewegt sich je nach Fahrzeuggröße und Lastprofil zwischen 20-30 kwh/100 km. 1-Phasenladung mit max. 3,6 kw Ladeleistung eignet sich nur für Plug-in Hybride und Über- Nachtladung. Zur Sicherstellung der Anschlussverfügbarkeit im urbanen Umfeld von Elektrofahrzeugen sollte eine Ladeleistung von 11-22 kw realisiert werden. Solarcarports eignen sich nicht als Inselsysteme, wobei neben den eigentlichen Kosten für den Solarcarport die Kosten für die Strombezugsleitung nicht zu vernachlässigen sind. Die Erhöhung des Eigenanteils der solar erzeugten Energie sowie eine Minimierung der Bedarfsanforderungen aus dem öffentlichen Stromnetz ist nur mit Hilfe eines Zwischenspeichers möglich. Dies bedingt zusätzlich eine intelligente Regelung der Ladeleistungen (endliche Kapazität des Zwischenspeichers).
TÜV NORD estation Hannover Zielsetzungen im Schaufenster (gewonnen durch die Erkenntnisse der Vorjahre) Entwicklung eines intelligenten und leistungsfähigen Lademanagements in Abhängigkeit der Ladeprioritäten, der verfügbaren regenerativen Energiequellen und unter Berücksichtigung der Lastspitzen im hauseigenen und öffentlichen Stromnetz. Erprobung von Elektrofahrzeugen mit höheren Ladeleistungen. Lastschaltfähige Ladesäulen auf TYP 2 Basis sowie Installation eines kombinierten CHAdeMO- / Combo-Ladesystems Ausbau der vorhanden PV-Anlage zur Abdeckung der zukünftig höheren Jahreskilometerleistungen Einbindung eines großen Batterie-Zwischenspeichers Entwicklung eines betriebsinternen Car-Sharing-Systems.
TÜV NORD estation Hannover Hardwareänderungen Ausbau der 8,5 kwp PV-Anlage auf 50 kwp (ca. 200.000 km pro Jahr klimaneutral) Erhöhung Ladeleistung von 70 kw Stromleitung (~350 km pro Std.) auf 250 kw durch den Zwischenspeicher (~1250 km pro Std.) 10 Ladepunkte mit ca. 200 kw theoretische Ladeleistung (1000 km pro Std.)
TÜV NORD estation Hannover Jahresbilanz der PV-Ertragsleistung 2011-2012: ca. 7.630 kwh > 5 Tonnen CO 2 aktuelle Fahrzeugflotte: Mercedes Benz A-Klasse e-cell (TYP2 = 11 kw) Mitsubishi i-miev (TYP1 = 3,6kW / CHAdeMO > 22 kw) Citroen C-Zero (TYP1 = 3,6kW / CHAdeMO > 22 kw) Renault Twizy (CEE Schuko 2,0 kw) 5 Pedelecs (CEE Schuko 50-200 W) neu in 2014: VW e-up (TYP2 = 3,6 kw / CCS > 22 kw) Renault ZOE (TYP2 = 43 kw; momentan möglich 22 kw) - 4.891 kwh TNG Elektrofahrzeuge - 902 kwh externe Elektrofahrzeuge - Überschuss von 1.837 kwh ca. 40.000 km Fahrleistung/anno
TÜV NORD estation Hannover neue standardisierte Ladesäulen ab 2014 4 lastschaltfähige Ladesäulen AC EU-Standard TYP 2 (Mennekes): Typ 2-Stecker bis 22 kw (Drehstrom pro Phase 6 32 A) 1 Gleichstromladesäule DC + AC EU-Standard CCS (Combined Charging System) Japan-Standard CHAdeMO (ca. 18 kw auf Zwischenkreis des On-Board-Ladegerätes)
TÜV NORD estation Hannover Aufbau des Zwischenspeichers und Gerätehauses Zellmodule Li-FE 65 kwh Fundament für das Gerätehaus Aufbau des Zwischenspeichers
Ansprechpartner im Schaufenster Niedersachsen TÜV NORD Mobilität GmbH & Co. KG IFM Institut für Fahrzeugtechnik und Mobilität Essen / Hannover www.tuev-nord.de/ifm Christian Förster Telefon: +49 201 825 4159 Telefax: +49 201 825 4109 E-Mail: cfoerster@tuev-nord.de Matthias Gleichmann Telefon: +49 511 9986 2079 Telefax: +49 511 9986 2899 3215 E-Mail: mgleichmann@tuev-nord.de
Kontaktdaten: Prof. Dr. Helmut Lessing Universität Hildesheim Institut für Betriebswirtschaft und Wirtschaftsinformatik Tel.+49 5121 883 40512 lessing@cs.uni-hildesheim.de