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Eine Forschungskooperation untersucht das Potenzial multifunktionaler E-Ladestationen (Foto: Flickr/Ivan Radic)

Wie ein Forschungsprojekt multifunktionale E-Ladestationen realisieren will

22. Juni 2021 | 12:53 Autor: Salzburg Research Startseite, Salzburg

Salzburg (A) Ladesäulen für E-Fahrzeuge sind mittlerweile weit verbreitet. Doch die zukünftige Ladeinfrastruktur könnte viel größeren Nutzen stiften als das bloße Laden von E-Autos. Das neue Forschungsprojekt "CrossChargePoint" untersucht Möglichkeiten mit Mehrwert für Nutzerinnen und Nutzer, Städte, Gemeinden und Betreiberorganisationen. Speziell ländliche Gebiete sollen damit bei der Reduktion von Treibhausgasemissionen unterstützt werden.

Infrastrukturen für alternative Kraftstoffe könnten theoretisch wertvolle Bausteine im Energiemanagement einer Region sein, wenn Batteriespeicher und Power-to-Gas-Anlagen zur Erzeugung und Speicherung von Wasserstoff und Gas integriert werden: Überschüsse bei der regionalen Energieerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik können so für die CO2-freie Versorgung des Verkehrssektors in der nächsten Rush-Hour vorgehalten werden.

"Mit dem sogenannten CrossChargePoint könnte analog zu großen Pumpspeicherkraftwerken an den Ladestationen ein dezentrales Energiezwischenspeichernetz entstehen", sagt Ferdinand von Tüllenburg bei Salzburg Research. So kann einerseits der Verkehr mit alternativen Kraftstoffen - Strom, Gas, Wasserstoff – versorgt werden und andererseits das lokale Stromnetz unterstützt werden. Schwankungen bei Angebot und Nachfrage im lokalen Stromnetz könnten damit besser abgefangen werden.

Regionale Anforderungen bei der Reduktion von Treibhausgasemissionen
Die Forschungsarbeit berücksichtigt spezielle Anforderungen verschiedener Regionen durch unterschiedliche geografische, klimatische und wirtschaftliche Bedingungen. Denn speziell in ländlichen Gebieten mit geringer Bevölkerungsdichte und begrenzten Netzkapazitäten ist der Aufbau von Infrastrukturen für alternative Kraftstoffe eine Herausforderung.

Die Wirtschaftlichkeit ist oft fragwürdig, wenn der Versorgungsbedarf auf wenige Stunden pro Woche begrenzt ist. "Aber ländliche Regionen dürfen bei Aktivitäten zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und zur Erhöhung von erneuerbaren Energien im Verkehrssektor nicht vernachlässigt werden", so von Tüllenburg weiter.

Technologische Herausforderungen
Im Forschungsvorhaben wird das technologische Konzept eines "CrossChargePoint" entwickelt. Der "CrossChargePoint" kombiniert Schnellladefähigkeiten mit Energieerzeugung, Energieträgerumwandlung und Speicherfunktionen. Dafür werden eine Systemarchitektur sowie die Infrastruktur zum Daten- und Informationsaustausch für ein regionales Energiemanagementsystem entwickelt. Die sichere Übertragung, Speicherung und Verarbeitung der Daten wird mitberücksichtigt.

Internationale Zusammenarbeit mit österreichischem Schwerpunkt

In diesem, in den Programmen ERA-Net Smart Energy Systems und Horizon 2020 der Europäischen Union geförderten Elektromobilitätsprojekt arbeiten zehn Partner aus vier Ländern: Expertinnen und Experten aus Unternehmen und Forschungsinstituten aus Österreich, Israel, Deutschland und der Schweiz entwickeln in den kommenden drei Jahren Lösungen für diese Herausforderungen.
 
Die österreichischen Projektpartner arbeiten schwerpunktmäßig an der Ermittlung der am besten geeigneten Standorte für Ladestationen auf der Grundlage geo-ökonomischer Parameter. Ein Optimierungsmodell, das die Auslastung der Batteriespeicher- und Energieumwandlungstechnologie sowie des zukünftigen Lade- und Tankbedarfs und lokaler Erzeugung berücksichtigt, soll die Auswirkungen der E-Mobilität auf das Stromnetz minimieren.

Die Forschungskooperation im Überblick:

  • Salzburg Research koordiniert die österreichischen Aktivitäten und wird eine umfassende IKT-Infrastruktur inklusive der notwendigen Steuer-, Mess- und Überwachungssysteme beisteuern.
  • Energie Kompass GmbH organisiert die Pilot- und Demonstrationsphase, die in der Innovationslaborregion act4.energy im Südburgenland stattfinden wird.
  • Die ASKI Industrie-Elektronik GmbH liefert einen Teil des regionalen Energiemanagementsystems, womit alle angebundenen Komponenten automatisch überwacht und geregelt werden.
  • HyCentA Research übernimmt die virtuelle Integration einer Power-to-Hydrogen Anlage und damit einhergehende Optimierungspotentiale für die lokale Energieinfrastruktur.   
  • Die AVL List GmbH ermittelt simulatorisch den Energiebedarf, mit dem das Netzwerk belastet werden wird. Aus einer definierten Flotte an Fahrzeugen mit verschiedenen Antriebssträngen wird unter Zugrundelegung eines Verbrauchskennfeldes bzw. von geographischen Daten jene Energie ermittelt, die dem CrossChargePoint entnommen wird. Abhängig vom Flottenmix - Elektro-, Hybrid-, Brennstoffzellenfahrzeuge in verschiedenen Fahrzeugkategorien (PKW, LKW, landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge) - kann so die Netzbelastung und der Wasserstoffbedarf abgeschätzt werden. Die gewonnenen Daten bieten die Möglichkeit einer bedarfsgerechten Auslegung.

    Salzburg Research Forschungsgesellschaft m.b.H.

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