Vorhandene Stromnetzinfrastrukturen sind unzureichend auf die Erfordernisse der Energiewende und der damit inhärent verbundenen E-Mobilität vorbereitet. Durch netzdienliche, intelligente technische Lösungen können netzinstabile Situationen schon auf der Niederspannungsebene entschärft werden, so dass eine kostenintensive, übergeordnete Netzregulation verhindert werden kann. Eine Verbesserung der Netzstabilität kann durch eine Ausrichtung auf netzdienliches Verhalten von Erzeugern wie Photovoltaikanlagen und Blockwärmekraftwerken erfolgen. Durch die geeignete Einbindung von Energiespeichersystemen, aber auch durch disruptive Ansätze wie beispielsweise die Blockchaintechnologie, die die Steuerung von Energienetzen durch Smart Contracts ermöglichen soll.
Anlagen für erneuerbare Energien, Energiespeicher, Ladestationen, Elektrofahrzeuge und Verbraucher können interoperabel kombiniert werden, um die Nutzung lokal verfügbarer Energie zu optimieren. Unser Fokus liegt hier ausdrücklich auf der Integration der Elektromobilität in einem signifikanten Kontext.
Projektträger: VDI/VDE Innovation + Technik GmbH (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand ZIM des BMWK)
Das Netzwerk brachte Spezialisten aus verschiedenen Bereichen in gemeinsamen F&E-Projekten zusammen, um innovative Lösungen mit folgenden Themenschwerpunkten zu entwickeln:
Energieerzeugung und Energiespeicherung
Netzstabilisierung durch intelligente Steuerung von Einspeisern
Smart Contracting
Blockchaintechnologie
Dynamische Simulationsumgebungen für Steuerungssysteme in einem Microgrid
Konzepte für Energiemanagementsysteme
Elektroautos erfreuen sich immer größerer Kunden-Beliebtheit. Das zeigen auch einige Marktstudien, die für die nächsten Jahre rasch ansteigende Zulassungszahlen voraussagen. Um in möglichst wenig Zeit einen möglichst hohen Zugewinn an Reichweite nachladen zu können, bedarf es auch auf Infrastrukturseite neuer Entwicklungen. Ein erreichbares Ziel stellt einen Ladestopp dar, bei dem in 14 Minuten 500km geladen werden. Dazu ist es nötig Technologien für ultraschnelles Laden von Elektrofahrzeugen zu entwickeln.
Die Firmen AVL Software and Functions GmbH und Prettl Elektrik Automotive GmbH entwickeln am Standort Regensburg dieses ultraschnelle Ladesystem für Elektrofahrzeuge. Es ist modular aufgebaut und bezieht etablierte Standards und Ladeleistungen mit ein und kann bis zu 500kW laden. Zum Vergleich: Tesla-Supercharger erreichen bisher 90 kW, die neuesten „nur“ 145 kW Ladeleistung. Zusätzlich ist in diesem Projekt eine bidirektionale Anbindung an das intelligente Stromnetz vorgesehen. Dadurch wird ein vielseitiges, umfassendes und damit zukunftsfähiges Ladekonzept entwickelt.
Das Vorhaben wurde gemeinsam mit dem Cluster Mobility & Logistics konzipiert und wird bis Ende 2020 umgesetzt. Es wurde im Rahmen des Förderprogramms „Elektromobilität und innovative Antriebstechnologien für mobile Anwendungen (BayEMA)“ durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie gefördert.
"Smart Charging Community (SCC)" - unter diesem Projektnamen haben Unternehmen des Clusters ein lernfähiges Energiemanagement-System, das die Energieeffizienz verbessert und die Elektromobilität einbindet. Das Projekt wurde mit zwei Millionen Euro vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert.
Am 16. Januar 2014 trafen sich die Partner - sechs Unternehmen und zwei Hochschulen - zum Kick Off im IT-Speicher. Projektkoordinator ist das Cluster Mobility & Logistics (ehemals Netzwerk "Intelligente Ladetechnik in der E-Mobilität (iLEM)") unter dem Dach der R-Tech GmbH - ein Tochterunternehmen der Stadt Regensburg.
Das intelligente Energiemanagementsystem der Zukunft wird aus Modulen bestehen, die in den Haushalten und Ortsnetzstationen die erzeugte und verbrauchte Leistung überwachen und verwalten. Damit verbessert sich sowohl die Effizienz als auch die Versorgungssicherheit. Der in den Haushalten installierte Energiemanager greift beispielsweise auf Photovoltaik-Anlagen, Mini- und Micro-Blockheizkraftwerke, Energiespeicher und Heim-Ladestationen für Elektrofahrzeuge zu. Über einen Energiemanager in der Ortsnetzstation wird eine Verbindung zum Energieversorgungsunternehmen ermöglicht.
Das System bindet neben der Ladeinfrastruktur und der Energieversorgung auch die Elektromobilität mit ein. "Wir tragen mit diesem System dazu bei, die Gesamtkosten der Energiewende zu reduzieren", betont Projektkoordinator Uwe Pfeil, Manager des Clusters Mobility & Logistics.
Ein Team aus Firmen und den Stadtwerken Kelheim will ein intelligentes Messgerät entwickeln, um einen effizienteren Energieverbrauch sicherzustellen.
Die Debatte über die Energiewende wird derzeit von Fragen zu Versorgung und Transport beherrscht – etwa der bayerischen Stromtrasse. Welche Anlagen produzieren künftig den Strom für die deutschen Verbraucher und Unternehmen? Welche Netze werden benötigt? Ein anderer wichtiger Baustein gerät dabei teils aus dem Fokus: der Energieverbrauch. Dieser schwankt über den Tagesverlauf – deshalb wird es wohl in den kommenden Jahren immer wichtiger, ihn an die tatsächliche Energieversorgung anzupassen.
Intelligente Stromzähler sollen helfen, dieses Problem zu lösen. Sogenannte SmartMeter sollen den Stromverbrauch von Haushalten messen und mit der aktuellen Stromversorgung abgleichen. Ist das Stromangebot gerade reichlich, weil viele Wind oder Solaranlagen arbeiten, sollen die Strompreise sinken. Der intelligente Zähler soll dann dafür sorgen, dass in diesen Momenten besonders viel Strom verbraucht wird – er könnte automatisch die Waschmaschine anwerfen oder in der Zukunft das Elektroauto laden – sofern der Kunde das will. Im Landkreis Kelheim entsteht derzeit ein ähnliches Projekt, namens „Smart Grid Load Balancer“ – nur dass die Herangehensweise Unterschiede birgt. Dafür haben sich die Stadtwerke Kelheim, die Hochschule Regensburg, sowie die Firmen EBSnet/eEnergy, evopro Systems engineering, genua mbH und Sener-Tec- Center zusammengeschlossen. Die Stadtwerke Kelheim und ihre Kunden dienen dabei als Anwendungspartner. Aktuell sind auf dem Markt nur SmartMeter erhältlich, die statt des herkömmlichen Stromzählers fest verbaut werden. Die Projektgruppe will einen sogenannten MicroSmartMeter (MSM) entwickeln. Der große Unterschied, er passt in jede Steckdose. Vergleichbar ist das Produkt mit den Adaptern, die bei SmartMetern an die zu messenden Geräte angeschlossen werden.
Der MSM ist für normale Haushalte ausgelegt. Deshalb soll er erschwinglich sein und sich innerhalb von zwei oder drei Jahren amortisieren. Der Kunde steckt ihn zwischen Steckdose und Stecker etwa des Gefrierschranks. Dabei wird der Stromverbrauch des Geräts ermittelt. Ziel ist nun, dass die Stadtwerke über ihre Leitstelle mittels des MSM Geräte ab und anschalten kann.
Das ist laut Gerhard Hinz von den Stadtwerken, ein Vorteil in mehrerlei Hinsicht: „Wir wären damit fähig, bei Spannungsspitzen für Entlastung zu sorgen. Einen Gefrierschrank zehn Minuten abzustellen hilft nicht viel – aber wenn wir das bei 1000 Haushalten machen, müssen wir weniger Strom zukaufen.“ Zum anderen könnte durch diese Entlastung der Netzausbau im Landkreis auf mehrere Jahre verteilt werden. Anvisierte Ersparnis pro Jahr für die Stadtwerke: 80 000 bis 100 000 Euro. Zudem könnten stromintensive Geräte wie etwa Waschmaschinen oder Trockner dann angeschaltet werden, wenn es durch Solar- oder Windanlagen gerade besonders viel Strom gibt.
Das Projekt MicroSmartMeter ist bereits abgeschlossen. Die Kosten betrugen etwa 1,4 Millionen Euro, wobei das Forschungsprojekt durch das Bayerische Wirtschaftsministerium im Rahmen des IuK Förderprogramm Bayern unterstützt wurde
Beteiligt waren: Stadtwerke Kelheim, EBSnet|eEnergy Software GmbH, Genua Gesellschaft für Netzwerk- und Unix-Administration mbH, evopro Systems engineering AG, SenerTec-Center Nord-Ost Bayern GmbH und die OTH Regensburg.
Im Cluster Mobility & Logistics wurde ein marktfähiges Konzept entwickelt, das den Betrieb und die Nutzung von Ladesystemen für E-Fahrzeuge optimiert. Das Ziel des Förderprojekts FraLa (Framework für Ladestationen) unter Projektleitung des E-Mobilitätsclusters war es, eine Art „Baukasten“ für Ladesäulenhersteller zu schaffen, der alle weiteren Produktentwicklungen sowie die Bedienbarkeit für den Nutzer einfacher, schneller und günstiger machen soll.
Neben der derzeit noch zu geringen Reichweite sind auch die fehlenden Ladestationen ein Grund dafür, warum die Entwicklung der Elektromobilität hinter den Erwartungen und Zielen zurückbleibt. Die am Förderprojekt beteiligten Unternehmen und Forschungseinrichtungen brachten ein prototypisches System auf den Weg, das den Markthochlauf der Antriebstechnologie beschleunigen kann. Gegenstand der Förderung waren hauptsächlich die Themenbereiche Softwareengineering, Mensch-Maschine-Kommunikation, Datennetze für intelligente Infrastruktur und technische IT-Dienstleistungen. Die beteiligten Partner entwickelten eine Softwarelösung für eine moderne, intuitive und benutzerfreundliche Mensch-Maschine-Kommunikation.
Die Motivation für das Projekt bestand zum einen darin, die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Ladesäulen sicherzustellen sowie die Bedienung der Säulen für den Nutzer zu vereinfachen und zu vereinheitlichen. Indem das System den Nutzer beispielsweise durch den Ladevorgang begleitet und ihm auch auf mobilen Endgeräten zur Verfügung steht. Zu den Vorteilen für Betreiber zählen unter anderem der vereinfachte Zugang zu Diensten wie Service & Repair oder Abrechnungswesen sowie die Erreichbarkeit einer größeren Nutzerbasis. Die Machbarkeit des Konzepts wurde in der Projektphase bereits nachgewiesen und könnte als Grundlage für eine Industrialisierung dienen. Das Ladesystem selbst kann überarbeitet und zur Marktreife gebracht werden. Die Projektpartner sind hierzu bezüglich Folgeprojekten bereits in Gesprächen.
Das Projektkonsortium bestand aus den Firmen evopro systems engineering AG, i-NOATiON GmbH, iNTENCE automotive electronics GmbH, initPRO GmbH sowie den Hochschulen Regensburg und Deggendorf.
FraLa startete 2013 und wurde mit 1,2 Millionen Euro vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie gefördert.