DSM-Potential von Elektrofahrzeugen im motorisierten Individualverkehr

Abstract

Die seit der Industrialisierung rasant zunehmende Belastung unserer Atmosphäre durch Verbrennungsschadstoffe nimmt auch weiterhin, nahezu unaufhaltsam, seinen Lauf (vgl. [1], S. 166). Speziell im Mobilitätssektor steigt der Ausstoß an CO2 ungebrochen, wodurch eine verstärkte Durchdringung der Elektromobilität in naher Zukunft - auch aufgrund eines langfristig steigenden Rohölpreises - zu erwarten ist. Die für die Elektromobilität benötigte Infrastruktur ist bereits durch die naheliegende Integration zukünftiger Elektrofahrzeuge in das Verteilungsnetz vorhanden. Die dadurch entstehenden Zusatzbelastungen sollten in zukünftigen Planungen und Ausbauprojekten des Verteilungsnetzes berücksichtigt werden. Zusätzlich zum langwierigen Netzausbau können die Netze der Zukunft durch die Verwendung von Demand Side Management (im Folgenden kurz DSM genannt) systematisch entlastet und unterstützt werden. Die dafür in dieser Arbeit entwickelte Ladesteuerung von Elektrofahrzeugen entlastet das Niederspannungsnetz indem der Verbrauch lokal und dezentral an die regenerative Erzeugung angepasst wird. Dafür wurde eine MATLAB-Simulation entwickelt, die den Verbrauch, die Erzeugung durch Photovoltaik-Anlagen und den Ladevorgang von in einer Modellsiedlung verteilter Haushalte und Elektrofahrzeuge simuliert. Die sich daraus ergebenden Verläufe von Verbrauch und Erzeugung werden mit Hilfe der Netzanalyse-Software NEPLAN in einem repräsentativen Modellnetz simuliert und ausgewertet. Mit den Ergebnissen dieser Analyse konnten die daraus entstehenden Netzsituationen untersucht und dargestellt werden. Durch die Berechnung verschiedener Szenarien mit und ohne eine gezielte Ladesteuerung ist es möglich, das Potential von DSM in der Elektromobilität abzuschätzen und zu bewerten. Anhand der Erkenntnisse dieser Arbeit konnte festgestellt werden, dass ein gezieltes DSM in der Elektromobilität eine Verbesserung einzelner Haushalte in Richtung Energie- Autarkie, eine bessere Verwertung der in den Photovoltaik-Anlagen erzeugten Energie und eine Entlastung der Verteilungsnetze und des überlagerten Mittelspannungsnetzes bewirkt. Einzelne Parameter der beobachteten Elektrofahrzeuge (z.B. Größe der verbauten Batterie) beeinflussen dabei beachtlich den Grad dieser Verbesserungen.

The pollution of the earth`s atmosphere with noxious combustion gases is an ongoing process since the beginning of the industrialization in the second half of the 18th-century in England. Especially the tremendous CO2 emission in the mobility sector and the increasing crude oil price, could be a serious reason for a global change through to electric mobility. For this kind of mobility exists already the infrastucture in the form of the present distribution network. Nevertheless, a large number of electic vehicles will cause an additional load and should be included in future planning strategies. In addition to the slowly electricity grid expansions, Demand Side Management (for short DSM) could be a future technologie to relieve the load on the electrical grid. The realized DSM consists of a intelligent charge control for electric vehicle, with the aim to adjust the electrical load depending on the acutal generation. Therefor a MATLAB simulation has been developed, which is calculating the load an photovoltaic generation of different households and electric vehicle, distributed in a special model grid. The output of this simulation can be used for futher analyses through the software NEPLAN. This software computes the actual grid situation, possible congestions and occurring voltages in the model grid. Based on different calculated scenarios, it is possible to assess the potential off DSM in the electric mobility. Depending on DSM, the conclusion of this studies shows an improvement in the energy self- sufficiency of all households, an increasing local consumption and a relief of the electrical grid. Different factors of influence (e.g. the batterie capacity) affect and changes all of this improvements in different ways..