Erneuerbare Energien und Elektromobilität€¦ · Second-Life Speicher Sonstige DC Lasten Netz mit G BHKW EE Anteil Energie-management Ladepunkt (induktiv) E-Fahrzeug (bidirektional)

Erneuerbare Energien und Elektromobilität in smarten Produktionsstätten von Morgen

Fachkongress

Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr

Dortmund, 3. April 2014

Dr. Jan Fritz Rettberg / Dipl.-Ing. Jonas Maasmann

Gefördert durch:

NRW Kompetenzzentrum Elektromobilität, Infrastruktur & Netze am Standort TU Dortmund

03.04.2014 | Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr | Rettberg/Maasmann 2

Technologie- und Innovationsplattform

für…

Ladestationen

Ladesysteme

Abrechnungssysteme

Funk- und Kommunikationseinrichtungen

One-Stop-Shop für alle systemtechnischen

Fragestellungen im Zusammenhang mit

Energiewende und Elektromobilität

Energieversorgungsnetz

Leistungselektronik

Kommunikation

EMV

Umwelteinflüsse

Gefördert durch:



TU Dortmund ie³ - Institut für Energiesysteme, Energie-

effizienz und Energiewirtschaft

Lehrstuhl für Regelungssystemtechnik

Lehrstuhl für Elektrische Antriebe und

Mechatronik

Lehrstuhl für Kommunikationsnetze

Arbeitsgebiet Bordsysteme

Arbeitsgebiet Maschinenelemente

Lehrstuhl für Marketing

Lehrstuhl für Unternehmensrechnung und

Controlling

Industriepartner AKUVIB Engineering und Testing GmbH

ef.Ruhr GmbH

EMC Test NRW GmbH

LTi DRiVES GmbH

RWE AG

Technologiezentrum Dortmund

TÜV Informationstechnik GmbH

ef Ruhr

EnergieForschungRuhr

DuisburgEssenBochumDortmund

ef RuhrEnergieForschungRuhr

DuisburgEssenBochumDortmund

Gefördert durch:



Gefördert durch:


Leuchtturmprojekt


Aufgaben und Ziele des Projekts metropol-E

Nachhaltige Integration von innovativen Elektromobilitäts-Anwendungen innerhalb der

Metropolregion Ruhr

• Entwicklung neuartiger Flottennutzungslösung

• Teilweise Substitution des konventionellen

Fuhrparks durch einen elektrischen

• Städtische CO2-Reduktion

• Schnell-Ladetechnik

• Integration von lokalen erneuerbaren Energien

• Stationäre Speicher

• lokale SIMONE

Ergebnis

Selbsttragendes Konzept beruhend auf

Geschäftsmodellen

Übertragbar auf andere kommunale und

privatwirtschaftliche Flotten (Road-Map)

Koordination: RWE Effizienz GmbH

Partner: Stadt Dortmund, Ewald Consulting, PTV AG, TU Berlin, TU Dortmund

Projektvolumen: ca. 7,5 Mio. € (0,6 Mio. € TU Dortmund)

Laufzeit: 2012-2013, gefördert durch BMVBS

Mobilitätskonzept mit IKT-seitiger Unterstützung Intelligente Ladeinfrastruktur und Ladekonzepte

Aufgaben und Ziele des Projekts metropol-E

03.04.2014 | Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr | Rettberg/Maasmann 7 7

Geschäftskonzept zur Ladung der städtischen

E-Flotte aus lokalen Erneuerbaren Energien

Lösungsansatz

Untersuchung energierechtlicher und

technischer Anforderungen zur optimierten

Integration lokaler erneuerbarer Energien

Lastverschiebungspotentiale im Hinblick auf

betriebliche Wirtschaftlichkeit und CO2-Bilanz

Entwicklung von steuerungsbasierten

Ladekonzepten und Integration

unterschiedlicher Ladetechnologien

Aufgaben und Ziele bei der Flottenelektrifizierung


Aufbau von Ladeinfrastruktur

Planung Fahrzeugpool Management Fahrzeugpool

Erstellung eines Energiebedarfs bzw. Lastprofils der E-Flotte unter

Berücksichtigung der Nutzeranforderungen

Klassifizierung des Fahrzeugpools

Lademanagementstrategien

Einspeiseprofile bestehender und

zukünftiger selbst erzeugter EE

Standardisiertes Verfahren


Substitution der konventionellen Flotte


Umweltfreundlichkeit Wirtschaftlichkeit

• Berücksichtigung der PV-

Anlagen auf den Dächern

der Gebäude des

Flottenbetreibers

• Aufbau neuer

Infrastruktur

• Aufbau von stationären

Speichern zur Steigerung

des EE-Anteils

• Ladekonzepte zur

Steigerung des EE-

Anteils

• Auswahl von Fahrzeugen

mit hohen jährlichen

Laufleistungen

• Ladekonzepte zur

Senkung der

Gesamtkosten

• Untersuchung des

energiewirtschaftlichen-

und regulatorischen

Rahmens

Flottenanalyse


Vergleichsszenarien

Szenario I

Szenario II

Szenario III

Intelligente Ladeinfrastruktur und Ladekonzepte


Intelligente Ladeinfrastruktur

Ladestationen mit der Möglichkeit die Ladeleistung zu variieren

Ladesysteme bestehend aus Ladestation, EE-Anlage und Speicher

Intelligente Ladekonzepte

Konzepte bei denen das Lastverschiebungspotential bei der Ladung

genutzt wird, um die Bewirtschaftung der Flotte entweder

umweltverträglicher oder wirtschaftlicher durchzuführen

Umsetzungsmöglichkeiten:

Abhängig von der Güte der Prognose- und Reservierungsdaten

Regelungsbasiert

Steuerungsbasiert

Einfluss der Zusatzlast der Elektrofahrzeuge auf das Lastprofil

von Gebäuden


Sekundäranalyse

• Kategorisierung

und Auswahl der

Fahrzeuge

• Ermittlung der

zusätzlichen

Last

Verhalten der

Fahrzeugnutzer

Mögliche Kostenänderung:

• abweichende Netzentgelte,

abweichende Messkosten

• Erhöhung des Lastpeaks hat

Einfluss auf Netzentgelte

• eine Erhöhung der

Anschlussleistung kann zu einem

Baukostenzuschuss führen

Einordnung des Kunden in SLP- und

RLM-Kunde

• Unterschiede in der

Kostenstruktur

• Unterschiede in der Höhe der

Kosten möglich

Strombezugskosten

Einbindung in Smart Factories


Smart Factory

Infrastructures

Umsetzung der Smart Factory mit einem DC Micro Grid


DC

DC

DC

DC

DC

DC

DC

DC

EE Einspeiser

Second-Life

Speicher

Sonstige DC Lasten

G BHKWNetz mit EE Anteil

Energie-management

Ladepunkt(induktiv)

E-Fahrzeug(bidirektional)

Ladepunkt(auto. konduktiv)

E-Fahrzeug(bidirektional)

EV- Flotte

Kommunikation DC Leitung

AC LeitungLastfluss

Ladepunkt(konduktiv)

E-Fahrzeug

Steueru

ng

AC

Grid

DC

Micro

Grid

DC

AC

Statio-närer

Speicher

Smart Factory Potentiale


Last

+

-10

-5

0

5

10

15

0 1 2 3 4 5 6 7 8 91

01

11

21

31

41

51

61

71

81

92

02

12

22

3

Leis

tun

g/kW

h

Uhrzeit

Lastgang, Erzeugung, Einspeisung

PV

Last

Speicher

0

20

40

60

80

00

:00

02

:15

04

:30

06

:45

09

:00

11

:15

13

:30

15

:45

18

:00

20

:15

22

:30

Last/kWh

Energiebezug

= Investitionsoptimierung

Produkionsoptimierung

Mobilitätsoptimierung

Optimaler Energiebezug

Unterstützung bei Standort-

entscheidungen

Ausblick


Netzregler Regionaler

Regler Stellgröße

RePEG Regional Power

for Economic Growth Regelbare

ONS

Kontakt

Dr. Jan Fritz Rettberg

Kompetenzzentrum für Elektromobilität, Infrastruktur und Netze

Technische Universität Dortmund

ie³ - Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft

Fon: +49 231 9742 4131 | Mobil: +49 1578 59 19 279 | Fax: +49 231 9742 4139

eMail: [email protected] | www.kompetenzzentrum-elektromobilitaet.de


Herzlichen Dank für die Aufmerksamkeit!

Documents

Erneuerbare Energien und Elektromobilität€¦ · Second-Life Speicher Sonstige DC Lasten Netz mit G BHKW EE Anteil Energie-management Ladepunkt (induktiv) E-Fahrzeug (bidirektional)