Park4Flex – Wie kann bidirektionales Laden zur Netzstabilisierung beitragen?

Mehr Netzstabilisierung durch bidirektionales Laden

Das Elektroauto als Energiespeicher? Bidirektionales Laden ist in aller Munde. Bei dieser Technik wird Energie in beide Richtungen ausgetauscht, das Elektroauto wird also nicht nur mit Strom aufgeladen, sondern es kann auch Strom abgeben und bei Bedarf wieder in das Stromnetz zurückführen, um Lampen zum Leuchten und Fernseher zum Laufen zu bringen. Als Folge des Ausbaus erneuerbarer Energien bei gleichzeitigem Ausstieg aus der Kohleverstromung steigt auch die Volatilität unseres Energiesystems. Der vorausschauende Netzausbau sowie eine deutliche Flexibilisierung des Versorgungssystems durch den Einsatz intelligenter Lösungen wird demnach immer wichtiger. Das Projekt Park4Flex – kurz für „Parkraumbeteiligung an der marktbasierten Flexibilitätsbereitstellung zur Netzstabilisierung bei steigender Integration von erneuerbaren Energien“ – widmet sich genau dieser Problemstellung und versucht die Frage zu beantworten:

Park4Flex untersucht den netzstabilisierenden Einfluss von E-Fahrzeugen auf großen Parkflächen

Wie können E-Fahrzeuge zur Unterstützung der Netzstabilität beitragen? Zur Untersuchung dieser Frage wird ein Konzept entwickelt, modellbasiert untersucht und prototypisch in einem Feldtest umgesetzt und erprobt. Im Mittelpunkt des Projekts stehen dabei konzentrierte Parkräume, wie Parkhäuser oder große Parkplätze. Anhand der Analyse diverser Parkraumdaten sollen reale Flexibilitätspotenziale ermittelt und der netzstabilisierende Einfluss der Flexibilitätspotenziale untersucht. Zudem soll eine Abschätzung des Beitrags zur Integration von Erneuerbaren Energien vorgenommen werden. Um die Funktionsfähigkeit des Konzepts nachzuweisen, werden Feldtests in einem Parkhaus in Karlsruhe sowie im Smart Charging Environment der Universität Stuttgart durchgeführt. Diese Tests ermöglichen die Erprobung der entwickelten Geschäftsmodelle unter realen Rahmenbedingungen.

Ziel ist natürlich die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf zukünftige Anwendungsfälle. Handlungsempfehlungen sowie ein Leitfaden für die Bereitstellung von Flexibilitäten durch Parkhäuser werden im Projektverlauf erarbeitet. Diese leisten einen wichtigen Beitrag zur beschleunigten Integration von erneuerbaren Energien in das elektrische Energiesystem bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Systemstabilität und Versorgungssicherheit.

Das BMWK fördert Park4Flex mit 1,5 Millionen Euro

Das Projekt Park4Flex wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) mit knapp 1,5 Millionen Euro über 3 Jahre gefördert. Startschuss war die Kickoff-Veranstaltung am 10. Januar 2023 am Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik (IEH) der Universität Stuttgart.

Starke Partner für intelligente Lösungen

Auf dem Weg zu einer nachhaltigen, ressourcenschonenden und bezahlbaren Energieversorgung ist der schnelle und umfassende Informationsaustausch zwischen allen Beteiligten unabdingbar. Dies betrifft sowohl die Wissenschaft, die Industrie, die Energiewirtschaft, die Politik als auch die Öffentlichkeit. Diese Zusammenarbeit bildet ein wichtiges Element zur Weiterentwicklung und Integration der Stärken und Kompetenzen beim Bestreben, die Energiewende effizient und schnell umzusetzen.

Unter Leitung des Instituts für Energieübertragung und Hochspannungstechnik (IEH) der Universität Stuttgart arbeitet ChargeHere neben der Interconnector GmbH, Inova GmbH, ParkHere GmbH sowie dem Smart Grids-Plattform Baden-Württemberg e.V. im Projekt zusammen. Als assoziierte Partner begleiten außerdem die Stadtwerke Karlsruhe, die TransnetBW GmbH, die Parkraumgesellschaft Baden-Württemberg mbH sowie die IONOS SE das Projekt.

ChargeHere schafft die erforderliche Kommunikation zwischen Ladestation und Elektrofahrzeug

Um eine effiziente Laststeuerung durchführen zu können, sind wichtige Informationen wie die geforderte Energiemenge sowie elektrotechnische Kenngrößen, die den Ladevorgang betreffen, erforderlich. Als ChargeHere GmbH liefern wir die nötige Hard- und Software der Ladeinfrastruktur für das Projekt und entwickeln diese in ihrem Funktionsumfang weiter. So werden im Laufe von Park4Flex die Funktionalitäten der ISO 15118 (Plug & Charge, Vehicle-to-grid), eine proprietäre Schnittstelle zum Parkplatzbuchungssystem der ParkHere GmbH sowie eine Schnittstelle zu Verteilnetzbetreibern mittels Smart-Meter-Gateways neu implementiert.

• Hardwareseitige Erweiterung der eigenentwickelten Ladetechnik sowie Implementierung und Weiterentwicklung geeigneter Softwarekomponenten zum Kommunikationsaufbau zwischen Ladeinfrastruktur und Elektrofahrzeug auf Grundlage der ISO15118.

Flexibilitäten der Ladeinfrastruktur sollen keinen negativen Einfluss auf das Nutzererlebnis nehmen. Deshalb bedarf es einer Angabe über Standdauer und Energiebedarf der Elektrofahrzeuge. Bisher gibt es hierfür keinen etablierten Mechanismus – das wollen wir ändern!

• Abfrage ladevorgangsspezifischer Daten vom Elektrofahrzeug für eine effiziente Laststeuerung und Priorisierung von Ladevorgängen zur optimierten Ausnutzung verfügbarer Kapazitäten.

Elektrofahrzeuge mit hohem Ladezustand werden vom Nutzer häufig nicht mit der Ladeinfrastruktur verbunden. Dadurch reduziert sich das Flexibilisierungspotenzial.

• Implementierung der „Plug&Charge“-Funktionalität zur niederschwelligen Bereitstellung von Ladeinfrastruktur und der daraus folgenden Steigerung des Flexibilitätspotenzials. Zudem wird eine Schnittstelle zwischen Ladeinfrastruktur und Parkplatzbuchungssystem entwickelt. So werden relevante Daten für die Reservierung, Priorisierung und Flexibilisierung von Ladevorgängen an den einzelnen Ladepunkten übermittelt.

Bisher lassen sich die Speicherkapazitäten von Elektrofahrzeugen nur als Senken einsetzen. Eine Rückspeisung ins öffentliche Stromnetz wird aktuell nur unter Testbedingungen umgesetzt.
Bisher besteht kein einheitliches Konzept zur strommarkt- und netzorientierten Steuerung von Ladeinfrastruktur.

• Schaffung der schutztechnischen und regulatorischen Voraussetzungen zur Realisierung bidirektionaler Ladevorgänge.