VehicleGrid – Integration von e-mobility in das elektrische Netz

Vehicle Grid

Das zentrale Ziel des Projekts “Integration of low emission vehicles with the electric distribution grid” ist es, grundsätzliche Möglichkeiten der Energiebereitstellung durch Akkumulatoren von alternative Antriebskonzepte wie hybridbetriebene Kraftfahrzeuge, Brennstoffzellenautos, Elektrofahrzeuge unter Einbeziehung intelligenter Kommunikationssysteme (intelligenter Energiesysteme) für Österreich abzuschätzen und weiterzuentwickeln.

Die zunehmende Umweltproblematik aufgrund der steigenden CO2 Emissionen im Verkehrssektor und die immer stärkere Abhängigkeit von Ölimporten aus politisch instabilen Regionen kombiniert mit Peak-Öl führt zu stark wachsenden Märkten im Bereich der alternativen Antriebskonzepte für Kraftfahrzeuge. Eine Studie der International Energy Agency (IEA) aus dem Jahre 2004 schätzt, dass der weltweite Öl-bedarf für den Transportsektor sich zwischen den Jahren 2000 und 2030 verdoppeln wird, wenn wir so weiter machen als bisher. Es ist klar ersichtlich, dass es hier zu Marktransformationen kommt, die neue alternative Antriebskonzepte zur Serienreife treiben werden.

Viele dieser neuen Antriebstechnologien benötigen elektrische Energie vom elektrischen Netz um deren Akkumulatoren zu laden, was natürlich die ohnehin schon knappen Erzeugungskapazitäten des elektrischen Systems weiter strapazieren könnte. Aber, bereits durchgeführte Voruntersuchungen zeigen, dass diese neuen Technologien die Möglichkeit besitzen die Situation zu entschärfen. Wird intelligente Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem elektrischen Netz (Netzbetreiber, Erzeuger) eingesetzt, können diese Fahrzeuge zu Spitzenlastzeiten (im Netz) Leistung an das Netz abgeben und somit das Netz und die Erzeugungskapazitäten entlasten. Dieser Umstand wird direkt den volkswirtschaftlichen Nutzen für Österreich erhöhen. Der Grund liegt einfach in der Verwendung von privaten Fahrzeugen; ca. 20 Stunden pro Tag steht ein privater PKW auf einem Parkplatz oder in einer Garage. D.h. diese dezentralen Kapazitäten – zukünftiger Akkumulatoren – könnten zur wertvollen Spitzenlastdeckung verwendet werden und zur Schwachlast (zumindest teilweise) billig geladen werden. Die neuen dezentralen Ressourcen können zur Optimierung der elektrischen Energieversorgung und deren Kosten herangezogen werden. Im Unterschied zum konventionellen Energiesystem, wo Kraftwerke stets Erzeugungseinheiten und die Konsumenten die Verbrauchseinheiten darstellen, ist dieses System imstande als Verbraucher oder Erzeuger zu agieren. Somit stellt dieses System eine Erweiterung der konventionellen Speichertechnologien dar, welche nicht überall anwendbar sind.

Des weiteren wird die technische Möglichkeit der Nutzung von Fahrzeugen als Stromspeicher auf Basis der heutigen technischen Rahmenbedingungen untersucht um eine Basis für die Einschätzung zukünftiger Entwicklungsmöglichkeiten zu legen.

In diesem Projekt werden wir alle alternativen Antriebstechnologien untersuchen, die Akkumulatoren in irgendeiner Form im Auto verwenden und somit eine dezentrale Verteilung von elektrischer Energie bzw. eine Leistungsreserve darstellen:

D.h. wir betrachten z.B. im Detail a) Hybridantriebe (Verbrennungsmotoren betrieben mit Benzin oder Diesel) mit externer Batterieladefunktion, sog. E-Hybrids, b) Brennstoffzellenautos und c) Reine Elektroantriebe.

Wobei in diesem Projekt ein ganzheitlicher Ansatz gewählt wird und die Antriebstechnologien “nur” ein Arbeitspaket von insgesamt 8 darstellt. Es wird die gesamte Wirkungskette von der Technologie über den Konsumenten bis hin zum Energieversorger (= VehicleGrid System) und den Wirkungen auf das gesamte Energiesystem und die Volkswirtschaft sowie Ökologie betrachtet.

Ziel dieses Projektes ist es somit alle notwendigen Rahmenbedingungen zu untersuchen die die Energieversorgungssituation in Österreich verbessern. Zu den wichtigsten Punkten zählen die Abschätzung der rechtlichen, technischen, gesellschaftliche Barrieren sowie die Entwicklung eines Marktkonzepts um die relevanten Player wie Konsumenten und Energieversorger zu motivieren ein solches System zu implementieren. Dieses Projekt wird es ermöglichen abzuschätzen, wie dieses System das österr. elektrische Energieversorgungsystem positiv beeinflusst und welche Form der intelligenten Kommunikation notwendig ist, damit die Kunden ein solches System annehmen. Weiteres ist es erklärtes Ziel dieses Projektes, die Ergebnisse in einem Nachfolgeprojekt (Prototyp) zu implementieren und die Vorteile dieses Systems praktisch zu demonstrieren.

Vehicle Grid

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Publikationen

About Marcus Meisel

Marcus Meisel, MSc. BSc. since 2007 in the Energy&IT Group at the Institute of Computer Technology at the TU Wien and currently works there as university assistant, project leader, and project manager of RASSA-Architecture, Spin.OFF, iniGrid, and eNDUSTRIE 4.0 and also is the person in charge of gender equality. He graduated in the Software & Information Engineering class of 2009 and Software Engineering & Internet Computing class of 2015. Latest projects are focused on security in smart grids (SG)2, establishing a steak-holder process for a smart grid reference architecture in Austria, (RASSA-Prozess), the technology transition from centralized to distributed infrastructures (ICT4RobustGrid), the specification of web services for a secure smart grid (SmartWebGrid), the development of promising demand response scenarios up to 2020 (SmartResponse), the measurement of different technical customer electricity usage solutions (C2G), the simulation of geographically shiftable energy of buildings, electrical vehicles, and data centers (GeoGreen), the simulation of integrating electrified vehicles into the power grid (VehicleGrid), and the measurement and targeted modulation of electrical loads as a logical network, a virtual power plant (GAVE), the Integral Resource Optimization Concept (IRON). Apart from his work as a project assistant, his current responsibilities next to publications are gender equality, comprehensive communication of project teams, documentation, and the web- and media presence of the Energy&IT Group. Besides, he is a freelance professional photographer and works foremost with issues of science communication.
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