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Stromspeicher auf Rädern.

Stromspeicher auf Rädern.

Illustrationen: Yannic Hefermann

Text: Phillip Bittner

Die erneuerbaren Energien gelten als die nachhaltigste Lösung für die Energiezukunft. Sonne und Wind liefern zeitweise sogar so große Strommengen, dass es zu einer Überproduktion kommt. Wo kann man also die überschüssige Energie speichern? Ein Puzzleteil der Lösung: smarte Energiemanagementsysteme, die auch Elektrofahrzeuge miteinbeziehen. Volkswagen arbeitet an der technologischen Umsetzung.

1. Energiemanagementsystem (EMS):

Das EMS ist das Gehirn des hauseigenen Stromnetzes und koordiniert Elektrofahrzeuge, Wallboxen, Photovoltaikanlagen, Heizungen und Co. intelligent nach Bedarf.

Und das ist letztendlich alles, was der Elektrofahrzeug-Besitzer tun muss: einfach das Ladekabel anschließen.

2. Ladesäule:

Durch die Wallbox, die in der Zukunft laden und entladen kann, wird das Elektrofahrzeug zum temporären Energiespeicher.

"Für die Netzbetreiber ist es wichtig, dass sich die sogenannten Netzverknüpfungspunkte, hinter denen die Stromzähler hängen, in ihrem Verhalten beeinflussen lassen", erklärt Dr. Gunnar Bärwaldt, Volkswagen Experte für die Netzintegration von Fahrzeugen. Dies ist wichtig, wenn der vorab in den Netzen geplante Stromverbrauch oder die Einspeisung von Strom nicht eingehalten werden kann. Oder konkret: wenn die Sonne beispielsweise nicht wie vorhergesagt scheint oder der Wind stärker bläst als gedacht. Damit die Netze stabil bleiben, muss auf diese Schwankungen reagiert werden. Und hier kommen in der Zukunft die EMS ins Spiel.  

Ein klassisches Szenario beim Einfamilienhaus: Auf dem Dach ist eine Photovoltaikanlage installiert, die Wärmepumpe sorgt für Behaglichkeit und in der Garage ist das Elektrofahrzeug an einer Wallbox angeschlossen. Das EMS, ein intelligenter Rechner, koordiniert nun alle an das lokale Netz angeschlossenen Geräte. "Steht beispielsweise nicht so viel Strom wie geplant zur Verfügung, lädt das Elektrofahrzeug weniger oder die Wärmepumpe macht eine Pause", sagt Bärwaldt. Muss dagegen mehr Strom abgenommen werden, kann das Elektrofahrzeug mit mehr Leistung geladen werden. Volkswagen arbeitet außerdem daran, dass die Stromer aus Wolfsburg nicht nur Strom laden, sondern auch Energie abgeben können. So kann beispielsweise die Restenergie des Fahrzeugs ins Haus fließen, um den Strombedarf zeitweise zu decken. Ein Pilotprojekt von Volkswagen mit dem Fraunhofer-Institut wurde bereits erfolgreich abgeschlossen. Anfang der 2020er könnten die ersten Fahrzeuge vom Band laufen, die auch zum Zurück-Einspeisen fähig sind. "Die Möglichkeit des Entladens erweitert den Lösungsansatz, erneuerbare Energien noch besser zu integrieren", stellt Bärwaldt fest. 

Damit die EMS zuverlässig arbeiten, müssen die unterschiedlichen Netzteilnehmer in der Zukunft miteinander kommunizieren können. "Der Volkswagen Konzern setzt dabei auf den einheitlichen Kommunikationsstandard EEBUS, der über den Einsatz von Energiemanagementsystemen eine intelligente Vernetzung von Haushaltsgeräten und Anwendungen zur Energieeffizienz ermöglicht. So soll die Ladetechnik auf möglichst breiter Basis mit der Haustechnik kompatibel gemacht werden", erläutert Bärwaldt. Die EEBUS-Initiative möchte eine einheitliche Sprache für alle Geräte - über die Grenzen von Ländern und Branchen hinweg. Eine Sprache der Energie, die jedes Gerät und jede Plattform unabhängig von Hersteller und Technologie frei nutzen kann.

Damit die Kommunikation zwischen Elektrofahrzeug und Ladestation automatisiert abläuft, setzt Volkswagen in seinen nächsten Modellgenerationen die ISO-Norm 15118 um. Sie definiert die Fahrzeug-zu-Ladepunkt-Schnittstelle zum Laden von Elektrofahrzeugen. So wird das sogenannte Plug-and-Charge ermöglicht. Perspektivisch wird damit auch das Zurück-Einspeisen beschrieben.

 

3. Photovoltaikanlage:

Der eigene Solarstrom kann in der Zukunft direkt ins eigene Elektrofahrzeug fließen - smartes Energiemanagement macht es möglich.

4. Öffentliche Netze:

Durch die erneuerbaren Energien sind smarte Stromnetze notwendig, die Kapazitäten individuell nach Bedarf regulieren. Nur so ist ein intelligentes Zusammenspiel aller Netzakteure möglich.

Durch das smarte Energiemanagement kann der Fahrer eines Elektrofahrzeugs sicher sein, dass er sein Ziel erreicht - unabhängig davon, ob die Sonne scheint oder der Herbststurm tobt.

Und das ist es, was der Elektrofahrzeug-Besitzer tun muss: einfach das Ladekabel anschließen. Denn das EMS kümmert sich dann gemeinsam mit dem Fahrzeug um den Rest. Das gilt auch für den Abrechnungsvorgang mit dem Energieversorger, denn dieser wird für den Service, den das Elektrofahrzeug leistet, bezahlen. Experte Bärwaldt vergleicht das EMS daher auch mit einem "Bauchladen voller Angebote", aus dem dann das sinnvollste für das Fahrzeug ausgewählt wird.

"Die Algorithmen im Fahrzeug werden entscheiden, ob beispielsweise der Preis für das Entladen angemessen ist", sagt Bärwaldt.

Das Elektrofahrzeug könnte zum elementaren Faktor in der Energiewende werden - hat dann der Netzbetreiber im Zweifel Vorrang? Gunnar Bärwaldt beruhigt: "Natürlich gibt es die Herausforderung, kurzfristige Engpasssituationen abzufedern. Da sagt das EMS beispielsweise: 'Jetzt kannst du die nächsten zehn Minuten nicht mit der geplanten Stärke laden, doch danach steht dir die maximale Leistung wieder zur Verfügung.'" Der Fahrer kann also sicher sein, dass die zuvor eingestellte Mindestreichweite erreicht wird. Laden läuft auf diese Weise für den Kunden überwiegend unsichtbar ab. Maximaler Nutzen bei gleichem Komfort und gleichzeitig minimalem Aufwand für den Nutzer - da freut sich der Kunde.

Zukunftstechnologien

by Volkswagen

Beim e-Rennwagen ID. R Pikes Peak ist das Gewicht des Akkus von besonderer Bedeutung: Er muss aus Performance-Gründen besonders leicht und damit auch kleiner sein. Die Ingenieure von Volkswagen Motorsport setzten nicht nur auf die fortschrittliche und gewichtsparende Lithium-Ionen-Bauweise, sondern auf eine Technologie, die bei Serienmodellen mit Elektroantrieb eingesetzt wird: Rekuperation. Der e-Rennwagen nutzt die Bremskraft und produziert rund 20 Prozent der benötigten Energie selbst.

Veröffentlicht: Jänner 2019

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