Intelligentes Laden von Elektroautos im Bilanzkreis · Intelligentes Laden von Elektroautos im Bilanzkreis Hannes Kirchhoff (316154) Student im Master „Regenerative Energiesysteme

Intelligentes Laden von Elektroautos im Bilanzkreis

Hannes Kirchhoff (316154)Student im Master „Regenerative Energiesysteme“4.10.2012Vortrag für „Neue Entwicklungen auf den Energiemärkten“Prof. Erdmann, Fachgebiet EnergiesystemeBetreuung: Rusbeh Rezania (TU Wien)

04.10.2012 1Hannes Kirchhoff TU Berlin

Gliederung

I. Einführung: Grundlagen zum Bilanzkreis

II. Roadmap

I. Verbrauchs- und Erzeugungsstruktur

II. Ausgleichsenergie und der reBAP

III. Funktion der Elektroautos

III. Problemstellung und Ladealgorithmus

IV. Ergebnisse

V. Diskussion und Zusammenfassung


Grundlagen zum Bilanzkreis

• Ein Bilanzkreis besteht aus Verbrauchern und Erzeugern

• Deckung des Verbrauchs muss erzielt werden

• Ist dies nicht möglich wird Ausgleichsenergie bezogen

• Diese wird mit dem ex-post ermittelten, regelzonenübergreifender einheitlichen Ausgleichsenergiepreis (reBAP) in Rechnung gestellt

Quelle: (Erdmann & Zweifel, 2008, p. 333; NEXT Kraftweke, 2012)


Quelle: (Erdmann, 2011)

Roadmap-Simulation eines Bilanzkreises

• Zusammenstellung des Verbrauchs– Standartlastprofile

• Erzeugungsstruktur (gemessene Anlagenprofile)– Rahmenbedingung: Energetische Gleichheit zwischen

Jahreserzeugung und –verbrauch des Bilanzkreises

• Feststellen des Ausgleichsenergiebedarfs

• Laden der Elektroautos– (Reduktion der Überschusses der Erzeugung)

• Bewertung der Ladekosten


Quelle: (Erdmann, 2011)

Verbrauchsstruktur

• Standartlastprofile für– 100 Haushalte (50% des

Gesamtverbrauchs)

– Gewerbebetrieb (27 %)

– Landwirtschaftliche Betriebe ( 3 %)

• Bandverbrauch Industrie (20%)

• Gesamtverbrauch im Jahr: 700'000 kWh/a


Quelle: eigene Darstellung (Matlab)

Monday Tuesday WednesdayThursday Friday Saturday Sunday0

50

100

150

200

250

kW

Load Curve

Erzeugungsstruktur

• Die Erzeugung soll 100% regenerativ und lokal erfolgen

• Der Jahresertrag soll genau dem Jahresverbrauch entsprechen

• Drei Einspeisevarianten– Nur Windenergie (fluktuierend)

– Nur Biogas (konstant)

– Mix aus Wind und Biogas


Quelle: (Umweltfinanz AG, 2011, 2012)

Erzeugung(Wind) und Verbrauch- Mismatch



Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Sunday0

20

40

60

80

100

120

140Verbrauch(blau) und Erzeugung (grün))

[kW

]

Ausgleichsenergie und der reBAP

• Wird Ausgleichsenergie benötigt, muss diese entsprechend des reBAPverrechnet werden

• reBAP positiv oder negativ:– liegt deutschlandweit eine

Unterspeisung vor, ist der AP positiv

– liegt deutschlandweit eine Überspeisung vor, ist der AP negativ

Quelle:(NEXT Kraftwerke, 2012)


Monday Tuesday WednesdayThursday Friday Saturday Sunday

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

reBAP für das Jahr 2010 (51 Wochen)

[€/

MW

h]

Quelle: eigene Darstellung (Matlab) nach (50Hertz, 2012)

Funktion der Elektroautos

• Theoretisch: Nutzung der Elektroautos als echte Energiespeicher

• Aber: Nutzungskonflikt, daher nur intelligentes Laden zu Zeiten der Übereinspeisung im Bilanzkreis


Monday Tuesday WednesdayThursday Friday Saturday Sunday-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100(+) zu viel Verbrauch (-) zu viel Einspeisung

Verb

rauch-E

inspeis

ung [

kW

]

Quelle: eigene Darstellung (Matlab), Bild: (on:zine, 2012)

Ladealgorithmus


Erzeugung>Nachfrage?

Ja!

Dann wird die vefügbare Leistung

auf allen Wagen aufgeteilt die

derzeit nicht fahren und noch Platz in

der Batterie haben

Nein!Dann, keine Ladung.

Ist der Akku vor der ersten Fahrt nicht auf

dem benötigtem Stand?

Ja!

Ladung der entsprechende n

zum Erreichen des benötigten Ladestands

1.

2.

Bewertung der Ladeenergiekosten

nach EXAA

Bewertung der Ladeenergie nach Ausgleichenergie-

Clearingpreisen

Bewertung der Ladeenergiekosten

nach EXAA

Bewertung der Ladeenergie nach Ausgleichenergie-

Clearingpreisen

3. Vergleich Jahreskosten für Laden über EXAA

gegenüber derVeränderung der Ausgleichsenergiekosten des Bilanzkreises

Quelle: eigene Darstellung (Visio)

Ergebnisse I


Anzahl

der E-

Autos

Ausgleichsenergiekosten

des Bilanzkreises [€]

Bewertung der

Ladeenergiekosten

nach EXAA [€]

Zusatzsladung

morgens?

0 -39,10 0,00 Nein

1 -18,09 111,38 Nein

2 -3,67 177,61 Nein

3 15,31 264,47 Nein

4 37,35 380,87 Nein

5 57,19 454,50 Nein

6 71,39 535,32 Nein

7 94,23 655,68 Nein

8 113,94 762,21 Ja

9 136,31 849,39 Ja

10 145,46 925,01 Ja

Bei reiner Windeinspeisung:

Ergebnisse II


0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

3000,00

3500,00

4000,00

4500,00

5000,00

0 10 20 30 40 50

Lad

eko

ste

n (

Spo

tmar

kt)

/ V

erä

nd

eru

ng

de

r A

usg

leic

hse

ne

rige

kost

en

[€

]

Anzahl der Elektroautos im Bilanzkreis

Ladekosten nach Einspeise- und Bewertungsart

WIND_Sportmarkt

MIX_Sportmarkt

BIO_Sportmarkt

WIND _Δ-Ausgleichs-energiekostenBIO_Δ-Ausgleichs-energiekostenMIX_Δ -Ausgleichs-energiekosten

Quelle: eigene Darstellung (Excel)

Zusammenfassung und Diskussion

Es konnte gezeigt werden:• Das die Bewertung der Ladekosten mit dem

Arbeitsgleichsenergiepreis zu geringeren Kosten führt als bei Bewertung über den Sportmarkt

• Dies gilt für alle Arten der Einspeisung• Die Bedeutung guter Prognosetools für Erzeugung und

Verbrauchs

Rahmenbedingungen:• Aufgrund der Datenverfügbarkeit EXAA nicht EEX (keine

großen Abweichungen)• Nur ein fiktiver Bilanzkreis• Nur eine Woche Einspeise-/Verbrauchsprofil


Quellen• 50Hertz. (2012). Ausgleichsenergiepreise. Retrieved September 18, 2012, from

http://www.50hertz.com/cps/rde/xchg/trm_de/hs.xsl/2655.htm?rdeLocaleAttr=de&rdeCOQ=SID-0ADC8354-439C98D7

• Erdmann, G. (2011). Electricity Generation. Lecture Slides presented at the Course: “Energy Economics” (TU Berlin), Berlin.

• Erdmann, G., & Zweifel, P. (2008). Energieokonomik-Theorie und Anwendungen. Berlin, Heidelberg: Springer Verlag.

• NEXT Kraftwerke. (2012). Was sind Ausgleichsenergie & Ausgleichsenergiepreis (reBAP)? Retrieved July 24, 2012, from http://www.next-kraftwerke.de/wissen/regelenergie/ausgleichsenergie

• on:zine. (2012). Elektroauto: VW plant den E-Golf. Retrieved October 3, 2012, from http://www.on-zine.net/2010/04/20/elektroauto-vw-plant-den-e-golf/

• Umweltfinanz AG. (2011). Fondsportrait “Biogasfonds Hünxe.” Retrieved October 3, 2012, from http://www.umweltfondsvergleich.de/fondsportraits/biogasfonds_huenxe.html

• Umweltfinanz AG. (2012). CleanTech Wind 10 - Erste Investition in Enercon-Windpark mit 6,9 MW. Retrieved October 3, 2012, from http://www.umweltfinanz.de/news/120719_cleantech_wind_10_investition_enercon_windpark.html


AnhangQuelle: Tritec

1/6/2016 15Hannes Kirchhoff TU Berlin

Erzeugung(Wind) und Verbrauch- ohne E- Autos




20

40

60

80

100

120


[kW

]

Erzeugung(Wind) und Verbrauch- mit 50 E- Autos




20

40

60

80

100

120


[kW

]

Documents

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