Netzdienliche Ladeinfrastruktur - mit Schwarmintelligenz

Für die Stabilisierung des Stromnetzes sind bewährte Prozesse und Lösungen verfügbar. Die volatile Produktion von Photovoltaik und Windkraft bringt die gängigen Systeme aber an ihre Grenzen. Neue Verbraucher wie Wärmepumpen und Ladestationen belasten mit ihrem stark schwankenden Bedarf die Netze zusätzlich – wenn sie nicht netzdienlich gesteuert werden. 

Lösungsansätze

​Verschiedene Lösungen werden diskutiert. Von Abschaltung über Leistungsreduktion bis Teilnahme am Regelenergiemarkt lauten die Vorschläge, immer gesteuert von einer übergeordneten Stelle. Mit moderner Datentechnik lösbar, insgesamt aber auch sehr komplex.
Im sympaCharger versuchen wir deshalb den umgekehrten Weg, Schwarmintelligenz könnte man ihn nennen. Die Anlage steuert sich quasi selbst aufgrund der aktuellen Netzfrequenz. Eine Verbindung zur übergeordneten Stelle ist nicht nötig. 

​Wie die Grafik zeigt, ist die Netzfrequenz kurz nach dem Ladestart, zwischen 22:00 und 22:01, regelrecht eingebrochen und hat sich erst gegen 22:06 wieder langsam erholt. Die Ladeleistung wurde innert Sekunden auf die vordefinierte Minimalleistung von ca. 4.2kW (6 Ampere) reduziert. Grundsätzlich wäre auch eine Pausierung der Ladung möglich, macht aber in diesem Fall wohl kaum Sinn; die Wirkung der aktuell maximal zwei Ladepunkte ist minim.

Nutzerfreundlich

​Und da ist ja auch noch die Ladekundin, der Ladekunde. Manchmal haben sie Zeit, manchmal nicht. Im Ladeprogramm können Sie dem System ihre Bedürfnisse mitteilen – und jederzeit ändern. Sehr oft besteht Flexibilität, wie die Grafik zeigt: auch mit reduzierter Leistung war die Ladung lange vor dem Morgen abgeschlossen, am gleichen Anschluss hätten noch weitere Elektroautos dieselbe Energiemenge aufnehmen können.

Nur, wer will schon mitten in der Nacht sein Auto umparkieren. Das soll die Elektronik regeln! Deshalb brauchen wir ausbaubare Lade-Hubs mit mehreren, langfristig vielen Ladepunkten. So haben wir an öffentlichen Ladestationen den gleichen Komfort wie am heimischen Abstellplatz: am Abend einstecken, am Morgen vollgeladen. Das reicht für die allermeisten Tagesfahrstrecken.

Entschädigung

Aktuelle Vergütungssysteme für Regelenergie basieren auf vertraglichen Abmachungen: Ein Anbieter verpflichtet sich, eine gewisse Regelleistung vorzuhalten bzw. eine bestimmte Energiemenge zu liefern. Bei Ladeinfrastruktur ist entsprechende Planung jedoch schwierig, Nutzerinnen und Nutzer können ihre Autos laden wann sie wollen, der konkrete Energiebedarf ist unbekannt. 
Natürlich könnte man auch das technisch lösen, vielversprechender ist aber ein anderer Weg:
In Frankreich besteht bereits die Möglichkeit, sein V2G-fähiges Elektroauto (zur Zeit der Renault 5) netzdienlich zur Verfügung zu stellen. Für jede Stunde, die das Auto an der bidirektionalen Ladestation angeschlossen ist, gibt es ca. 5 Cent Entschädigung, unabhängig davon ob tatsächlich geladen oder entladen wird.
Wird wie am sympaCharger nur geladen,  kann sinnvollerweise nur die effektiv im netzdienlichen Ladeprogramm geladene Ladedauer entschädigt werden. Die entsprechenden Daten werden bereits jetzt erhoben und mit BlockChain – Elementen sicher gespeichert.
Obige Ladung hat 5 Stunden 23 Minuten gedauert, interessant sind dabei auch die gemessenen Netzfrequenzen: in 24 Prozent der Messungen betrug sie exakt 50.00 Hz, 29 Prozent lagen darüber, 47 Prozent darunter.
Für diese gut fünf Stunden Regelleistung wären somit nach dem „Modell Frankreich“ eine Entschädigung von 25 Rappen fällig geworden. Bei einer durchschnittlichen Tagesfahrstrecke von ca. 40km (15‘000 pro Jahr) ist ein Elektroauto pro Tag rund eine Stunde am Laden, entsprechend liegt das Ertragspotential bei rund 18 Franken pro Jahr. Dafür ein Abrechnungssystem zu betreiben wird wohl kaum sinnvoll sein. Am sympaCharger gibt es deshalb für netzdienliches Laden vorläufig keinen Rabatt. 
Wir betrachten den Versuch vielmehr als Vorstufe und Datenbeschaffung im Hinblick auf das bidirektionale Laden.