Netzintegration von Elektromobilität
Der Verteilernetzbetreiber als Partner der Verkehrswende
DI Josef Stadler (Wels Strom GmbH)Vorsitzender EP Elektromobilität
Netzintegration von Elektromobilität
Einleitung
Elektrifizierung im Verkehr nimmt Fahrt auf Politischer Wille (national wie international) ist vorhanden
Zusätzliche und neue Technologie Wichtige infrastrukturelle Grundvoraussetzungen müssen
geschaffen / eingehalten werden Planungsgrundsätze sind zu überdenken
OE: Gründung Expertenpool Elektromobilität Schwerpunkt Netzintegration Fokus auf technische Realisierungen /
Möglichkeiten ohne „Smart Grid“
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Politischer Wille in Österreich
Förderungen in Österreich Bund Keine NoVA Keine motorbezogene Versicherungssteuer /
Kraftfahrzeugsteuer 4000 € für reines Elektroauto / Brennstoffzelle 1500 € für Plug-in-Hybride mit elektr. Reichweite >40 km Firmen: Vorsteuerabzugsfähig Kein Sachbezug
Zusätzliche Landesförderungen
Berücksichtigung der E-Mobilität in den BauordnungenNetzintegration von
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Quelle: www.umweltfoerderung.at
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Zulassungszahlen 2015 - 2017
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Quelle: Statistik Austria, Kraftfahrzeuge - Neuzulassungen
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Elektro Plug-In Hybrid
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Zulassungszahlen 2015 - 2017
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Quelle: Statistik Austria, Kraftfahrzeuge - Neuzulassungen
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Elektro + Plug-In Hybrid Benzin Diesel
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Bestand von BEV / PHEV
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Elektro (BEV) Plug In Hybrid (PHEV)
Quelle: Statistik Austria, KFZ-Bestand
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Marktanteil BEV – Hochrechnung
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0,3% 0,4% 0,8% 1,1% 1,5% 2,0%2,8%
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2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Metastudie Elektromobilität - Hamburg
Deutlicher Investitionsbedarf im Netz
Quelle: Vorarlberg Netz GmbH
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Ladeleistungen
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
SOC
in k
Wh
Ladezeit in h
3,7 kW 11 kW 22 kW 43 kW 150 kW 350 kW
AC- Ladung
DC-Ladung
Bei angenommener konstanter Ladeleistung– bis ca. 80 % Ladezustand gültig
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D-A-CH Workshop: E-Mobilität - Autobauer und Netzbetreiber im Schulterschluss 24. – 25.10.2017 in Bregenz / VKW Mobilitätszentrale Zusammentreffen der Autohersteller mit den VNB im
D-A-CH Raum
11 kW Ladung etabliert sich zur Standard-Ladeleistung der Autohersteller DC Ladung bleibt größeren Ladeleistungen vorbehalten Verständnis für netzdienliches Laden ist vorhanden Teilweise falsche Vorstellung der Möglichkeiten (auf beiden
Seiten!) Kenntnis des aktuellen Netzzustandes wird überschätzt Leistungsreduktion von BEV beim Laden Schlechter Wirkungsgrad beim Laden
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Anforderungen an Ladeinfrastruktur aus Sicht der VNBLokale Systemdienstleistungen am Netzanschlusspunkt (funktionieren ohne Kommunikation zum VNB autonom):
BlindleistungsbereitstellungIm Bereich cos φ = 0,9 symmetrisch ind/kapVerschiedene Regelkennlinien (z.B. Q(U))
Spannungsabhängige Wirkleistungsreduktion P(U)Lokale Rückfallebene
Frequenzstützende Regelung des Ladevorgangs p=p(f) (Stabilität Übertragungsnetz)) Low Voltage Ride Through
Kein Ausfall der Ladung bei Kurzschlüssen im Netz (Stabilität Übertragungsnetz) Keine unkontrollierte Massenzuschaltung nach
Störung im Netz – Cold Load Pick Up
Wichtig als Rückfallebene
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Anforderungen an LadeinfrastrukturZentrale SteuerungTechnische Voraussetzung: Bidirektionale Kommunikation zwischen Netzbetreiber und Ladeeinrichtung – Smart Grid
P – Wirkleistungsmanagement durch VNB zentral
Q – Blindleistungsmanagement durch VNB zentral
Vollständiges Live-Abbild des NSP-Netzes notwendig um Funktion sinnvoll einsetzen zu können
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Beispielhaftes vorstädtisches NSP Netz
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250 kVA Transformator189 WohneinheitenSmax = 190 kVA~1 kVA / Wohneinheit
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100,00120,00140,00160,00180,00200,00
S in
kVA
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Vergleich unterschiedlicher Ladungen
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P in
kW
Lastprofil ohne/mit Elektroauto
Ohne E-Mobil 3 kW Ladeleistung 11 kW Ladeleistung 22 kW Ladeleistung
Quelle: Vorarlberg Netz GmbH
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Auswirkungen bei steigender Durchdringung
Wenn nichts unternommen wird: Spannungsbandverletzungen
Verletzung von EN 50160 Überlastung der Betriebsmittel,
Auslösung der Abzweigsicherung Versorgungsunterbrechung des Siedlungstranges
Stärkere Auslastung der Betriebsmittel / Vorzeitige Alterung
Wichtig: Meldepflicht (TOR D1 bzw. TAEV) für Ladesäulen
Autohäuser einbeziehen Umgang mit ICCB Ladung?
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Bildquelle: DiniTech GmbH
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Beispiel aus der Netzplanung
Größere Wohnanlage:30 x 11 kW = 330 kW ??
Schnellladesäule: 150 kWZukünftig 350 kW
Parkhäuser: 500 x 11 kW
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Gleichzeitigkeitsfaktor für Ladevorgänge
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Quelle: Vorarlberg Netz GmbH – L. Schober, FH Vorarlberg
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0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
Gle
ichz
eitig
keits
fakt
or
Elektrofahrzeuge (-)
0% HT/NT Tarif, 50% 11-kW & 50% 22-kW-Ladung50% HT/NT Tarif, 50% 11-kW & 50% 22-kW-Ladung0% HT/NT Tarif, Ladung bis 5 Uhr
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Strukturelle Unterschiede in der Ladeinfrastruktur Heimladung
Einfamilienhaus Mehrparteienhaus
Halböffentliches Laden „Destination Charging“ Laden beim Arbeitgeber
Öffentliches Laden Schnellladen „Street Light Charging“
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Heimladung
Einfamilienhäuser Lokales Lastmanagement innerhalb einer
Kundenanlage „Smart Home“, Einbindung PV + Speicher „Prosumer“
Anreize für netzdienliches Laden schaffen Ladeleistung 3,7 kW - 11 kW Nächste Stufe: Lastmanagement durch VNB gesteuert
Mehrparteienhäuser / Wohnanlagen Lastmanagement notwendig Mögliche Ladeleistung (bis zu) 11 kW Aktuell große Herausforderungen
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Halböffentlicher Raum
Teil der mobilen Zukunft für all jene ohne eigener Ladesäule
„Destination Charging“ Laden bei
Einkaufszentren Kinos …
Wichtig wird standardisiertes, einfaches BezahlsystemLadeleistung: 11 kW - 22 kW mit Lademanagement
Laden beim Arbeitgeber Lange Park / Ladedauer Geringere Ladeleistung (3,7 kW – 11 kW)Netzintegration von
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Öffentlicher Raum
Schnellladesäulen Notwendig für Zurücklegung
weiter Strecken Beim Netzanschluss
keine Abminderung zulässig Ladeleistung aktuell bis zu 350 kW
Laden auf der Straße – „street light charging“ Grundvoraussetzung: Laden == Parken Geringe Ladeleistung Hohe Anzahl an Ladepunkten
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Bildquelle: ABB, ubitricity
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Fazit
Elektromobilität stellt für die Netzbetreiber eine Herausforderung dar Der Netzbetreiber benötigt ein nachhaltiges Umfeld, damit
er der Elektromobilität zum Erfolg verhelfen kann: Netzfreundliche Ladung als Teil der Regelwerke Neue Tarifmodelle zur Förderung von
netzfreundlichem Laden
Die Netzbetreiber stehen dieser neuen Aufgabe für das Netz jedoch positiv gegenüber und werden ihren Beitrag zur Verkehrswende leisten
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Danke für Ihre Aufmerksamkeit!DI Josef StadlerWels Strom GmbHStelzhamerstraße 274600 Wels