Mittlerweile gibt es mehr als eine Million Elektroautos auf deutschen Straßen – und das ist erst der Anfang. Alle diese Fahrzeuge müssen geladen werden, was das Stromnetz mancherorts überlasten könnte und zu Engpässen bei der Ladeleistung führen könnte, einfach weil die Netzanschlussleistung nicht ausreicht. Gegen diese drohende erhebliche Verlängerung der Ladezeiten – gerade an Schnellladelösungen – haben Wago und Intilion eine Zusammenarbeit gestartet. Sie wollen mit ihrer gemeinsamen Lösung „Grid Booster“ den Engpässen vorbeugen.
Ein intelligentes Lastmanagement sorgt unter Einbeziehung von Batteriespeichern dafür, dass Energie beim Ladevorgang immer mit der notwendigen Power bereitgestellt wird, wie es von den Unternehmen heißt. Mehrere Elektroautos könnten so netzschonend und parallel geladen werden. „Ortsnetzstationen sind nicht überall auf die notwendige Leistung ausgelegt, die gerade bei der zunehmenden Installation von Schnellladern oberhalb einer Leistung von 150 Kilowatt benötigt wird“, erklärt Ulrich Hempen, Vice President Business-Unit „Solutions“ bei Wago. Dann werde trotz möglicher Schnellladung an den Säulen nur mit geringer Leistung und somit deutlich langsamer geladen.
„Grid Booster“ könne die Lücke zwischen Bedarf und vorhandener Ladekapazität schließen. „In Projekten, in denen der Engpass bei Ortsnetzstationen absehbar ist, weil mehr Ladesäulen aufgestellt werden sollen als die Trafostationen versorgen können, dient der Grid-Booster als Unterstützung, um die gewünschte Leistung für alle Fahrzeuge zu gewährleisten“, erklärt Intilon-Geschäftsführer André Haubrock. Sein Unternehmen liefert die Speichertechnologie für die gemeinsamen Projekte, wobei die In- und Outdoorspeicher mit einer Leistung von 25 Kilowatt auch auf mehrere Megawatt skaliert werden können. Wago steuert das Lastmanagement bei, was die optimale Nutzung der zur Verfügung stehenden Energie gewährleisten soll.
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Entweder hat man eine Ladestation in einem kleinen Ort, die selten benützt wird, weil die Einwohner alle in der heimischen Garage tanken, oder eine hochfrequentierte Schnellladestation an einer Autobahn, wo es praktisch nie Pausen gibt, in denen Leistung frei wäre, um die Batteriespeicher wieder aufzufüllen. Irgend etwas dazwischen wird es auch geben, Ladestationen, die so wenig angefahren werden, dass die Pausen groß genug werden, aber doch so oft, dass sich die teuren Batteriespeicher rentieren. Aber ob da dann die kommen werden, die bereit sind, die höheren Kosten, die diese Batteriespeicher verursachen auch zu bezahlen?
Das Problem „Laden von Autobatterien“ scheint mir noch nicht zu Ende gedacht. Die hier präsentierte Lösung ist jedenfalls keine. Wenn man in Zukunft die Autoakkus als flexible Lasten am Netz haben will, dann sollten sie als Wechselakkus außerhalb des Fahrzeugs geladen werden. Das hätte Zukunft.
Auch an Autobahnen gibt es einen sehr deutlichen Unterschied zwischen Rush hour, restlichen Tageszeiten und Nachtzeiten, wie jeder weiß der gelegentlich abends/nachts fährt.
Bevor man potentielle Lösungen vorschnell abtut, sollte man etwas mehr auf Marktmechanismen vertrauen.
Gegen Wechselakkus sprechen viele Argumente:
1. Ein System von Wechselakkus würde nur Sinn machen, wenn diese weitestgehend normiert wären, was physiches Format, Leistungsfähigkeit etc betrifft. Davon sind wir weit entfernt und es ist auch nicht absehbar dass das in naher Zukunft passieren wird, da gerade die Batterie und das damit unmittelbar verbundene intelligente Batteriemanagement ja das zentrale Differenzierungsmerkmal von Elektroautos ist.
2. Die einzige sinnvolle Anwendung von Wechselakkus betrifft Situatione,n wo lange Strecken am Stück gefahren werden müssen und man die (Stand heute) längeren Wartezeiten am Schnelllader vermeiden will. Das betrifft einen kleinen Bruchteil des Alltags – für die meisten Menschen sind das die ein, zwei Urlaubsfahrten pro Jahr. Der Regelfall sind sehr überschaubare Fahrleistungen, und entsprechend ist das langsame, batterieschonende Aufladen da, wo das Auto eh geparkt ist (sei es Wohnort, Arbeitsplatz oder Einkauf) die bei weitem einfachere und kostengünstigere Lösung.
Und je weiter die Schnelladefähigkeit und Kapazität der Akkus zunimmt, desto weniger Bedarf gibt es für eine solche Lösung. Wenn ich heute schon einen Ioniq5 in 15 Minuten aufladen kann, welchen Anreiz gibt es dann für Wechselakkus, zumal man leicht und platzsparend zehn Schnellader nebeneinander bauen kann, aber nicht 10 Wechselstationen die ein vielfaches an Platz benötigen?
@ JCW. Wir hatten dieses Thema schon ein paar mal und ich habe gedacht sie haben es langsam eingesehen, dass Wechselakkus blanker Nonsens sind. Les 2005 hat schon sehr gut viele Nachteile aufgezeigt. Ökologisch sind Wechselakkus ein Disaster, da wesentlich mehr Akkus gebraucht werden um die vorhandenen zu tauschen. Wenn dafür die Akkus pro Fahrzeug kleiner werden würden, dann hätte das ja noch ein wenig Sinn. Aber dann müssen Sie natürlich auch viel öfter zur Wechselstation fahren. Was geht dann schneller? Eine halbe Stunde Schnellladen und dann 400 km fahren, oder alle 200 km den Akku wechseln. Ladestationen werden in ein paar Jahren an jeder Ecke stehen, Wechselstationen aber nicht. Nio versucht dieses System auf den Markt zu bringen, scheitert aber wegen den enormen Kosten immer mehr. Der Aktienwert hat sich mittlerweile halbiert. Dieses System war ein Versuch von gestern. Auch bei den Ladesäulen sollten Sie ein wenig in die Zukunft denken. Schnellladeparks an den Autobahnen werden meist mit Photovoltaikanlagen und Speichern kombiniert. Es gibt doch fast keine Plätze mehr wo nur eine Säule da steht. Am Kreuz Hilden gibt es weit über 50 Schnellladesäulen. Auch da sind große Akkus verbaut um Stromspitzen zu vermeiden. Tagsüber ist sicherlich nicht so viel Betrieb als in der Rush Hour früh und abends. Es werden Lastprofile erstellt und mit künstlicher Intelligenz gesteuert. Bei einer sonnigen Wettervorhersage brauchen die Speicher über Nacht nicht so stark gefüllt werden, als bei Regenwetter. So können Ladeparks auch in Verbindung mit Solarparks auch ohne Mittelspannungsnetz mit mehreren Säulen gute Arbeit verrichten und Profit erzielen. Als letzte Möglichkeit wird halt dann die Ladeleistung verringert.
Ein zweiter, stationärer Batteriespeicher um dann daraus den mobilen Akku zu laden, bedingt den gleichen Rohstoffeinsatz wie ein Wechselakku. Nur das zweite Umspeichern von stationär zu mobil bedeutet nochmal einen Speicherverlust. Natürlich könnte man für den stationären Batteriespeicher eine andere Technologie verwenden, die zwar ein ungünstiges Leistungsgewicht haben kann, aber sonstige Vorteile (billiger, besser verfügbare Rohstoffe) gegenüber den Hochleistungsakkus für die mobile Anwendung hat. Dafür bedeutet Schnellladen bisher immer eine beschleunigte Alterung der Akkus, und sollte deshalb vermieden werden. Das Problem, dass Akkus nur kurze Zeit die anfängliche Kapazität haben, ist lästig genug. Mein E-Bike, das sehr regelmäßig genutzt wird, hat bspw. innerhalb eines Jahres, nach 8000km und ca. 160 Ladevorgängen 12% seiner Reichweite verloren. Bei Autos, die Schnellgeladen werden, dürfte das noch schlimmer sein.
Na, da sind aber einige Widersprüche drin. Warum haben denn die Autos so riesige (600-1000kg) Akkupakete dabei, wenn man die nur ein- bis zweimal pro Jahr braucht? Weil man sie nicht rausbekommt, wenn sie nicht gebraucht werden. Und da altern sie dann völlig sinnlos in den Autos dahin, denn Li-Ionen-Akkus altern – ob sie gebraucht werden oder nicht. Mit einem Wechselakku muss man außerdem nicht immer, wenn man ein bißchen Strom braucht, gleich das Paket wechseln. Wenn das Auto an einer Stelle abgestellt wird, wo es eine Lademöglichkeit gibt, kann man ja auch ein Wechselakku-Paket selber nachladen.
Die Normierung ist freilich erforderlich. Und die Industrie scheint daran überhaupt kein Interesse zu haben. Die Hersteller glauben, mehr zu verdienen, wenn man das Akkupaket immer über sie kaufen und nachkaufen muss. Die Technologie selbst ist völlig standardisiert. Wenige verschiedene Zelltypen, wenige Bordspannungen – es ist nicht erforderlich, dass die Autohersteller sich am ohnhin wenig glamourösen Akku unterscheiden.
Alle meine Bekannten, die jetzt E-Autos haben, fühlen sich in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkt, weil sie die Ladestopps vorplanen müssen, die Ladestopps länger dauern als geplant und sie ihr Auto am Zielort irgendwo parken müssen, wo es noch weit zum eigentlichen Ziel ist. Immerhin: Jeder Gang macht schlank.
Manchmal muss man die Industrie zu ihrem Glück zwingen: Dann haben alle Handys den gleichen Ladestecker, Handytelefonate im Ausland sind auch nicht mehr teurer, als sie Kosten verursachen, und die Menschen danken es, indem das Handy für sie zum unverzichtbaren Begleiter überall wird. Beim Wechselakkusystem wird die Ware auch viel attraktiver, wenn die Firmen gezwungen werden, ihre Abgrenzungsversuche zur Konkurrenz zu unterlassen.
Warum gibt es Ladestationen in Verbindung mit PV und Akkus als Kurzzeitspeicher? Der Betreiber möchte ein gutes Kundenangebot haben und wirtschaftlich eine gute Rendite erzielen. Also versucht er Lastspitzen zu vermeiden. Ob da etwas höhere Verluste da sind oder nicht spielt in Verbindung mit PV keine Rolle. Wenn sich der Speicher rechnet wird er gebaut. Fenecon baut schon seit geraumer Zeit Industriespeicher mit alten Akkus von BMW. Mittlerweile halten fast alle Akkus länger als die Karossen, welche sie antreiben auch wenn sie nur schnell geladen werden. Mittlerweile dienen die Akkupacks zur Stabilität des Fahrzeugs und können gar nicht mehr getauscht werden, da sie vollflächig verklebt sind. Am Ende des Fahrzeug Lebens werden die Akkus dann immer noch stationär genutzt. Fenecon baut ein neues Werk in dem die kompletten Akkupacks aus dem E-Auto herausgeschnitten werden und komplett in Industriespeichern Verwendung finden. In 10 Jahren wird sich das Gewicht der Auto Akkus halbiert und die Leistung verdoppelt haben. Mit der Belastung von Fahrrad Akkus sollte man e- E-Auto Akkus mit sehr unterschiedlichem BMS nicht vergleichen. Wenn ich die Begriffe eingeschränkte Bewegungsfreiheit und Ladeplanung im Zusammenhang mit E-Autos schon höre, begreift man wie arrogant und fordernd viele Menschen heute sind. Per Sprachbefehl kann ich meine Route eingeben und wenn am Ziel keine Möglichkeit zum Laden vorhanden ist, dann lade ich halt 50 km weiter zurück mein Auto voll. Wenn jemand mit drei oder 400 km Reichweite nicht klar kommt, dann hat er kein E-Auto verdient und soll als einzige Alternative das Fahrrad nehmen müssen. Mich kotzt dieses Jammern auf viel zu hohem Niveau richtig an. Wenn ich auf der Autobahn mit 120 kmh nach drei Stunden eine Pause mache und mein Auto in 20 Minuten wieder voll lade, ist das sehr vernünftig. Mit Kindern ist das ganze noch sinnvoller. Aber viele wollen ja mit 200 kmh fünf oder zehn Minuten mehr Arbeits- oder Freizeit auf der Straße herausholen. Auch das wird bald ein Ende haben. Den einzigen Sinn welchen ich beim Wechselakku sehen würde, wäre ein modulares System. Für den Alltag reicht mir ein Akkupack und für die Reise oder die lange Dienstfahrt nehme ich dann halt drei oder vier. Aber bei dem bisherigen System ist die Messe gelesen, da ich trotz vorhandenen Wechselstationen für die lange Reise zu oft wechseln muss, da die Kapazität auf den Alltag ausgerichtet ist.