Mit lokalen Gleichstromnetzen Verluste minimieren
Die Einbindung erneuerbarer Energien ins Stromnetz und die anschließende Nutzung für Elektromobilität verursachen mehrere Wandlungsschritte und damit Ineffizienzen.
Wie lassen sich erneuerbare Energien besser für die Elektromobilität nutzen? An dieser Frage arbeiten das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie, die Universität Bayreuth zusammen mit drei mittelständischen Unternehmen. Ihr Ansatz: Lokale Gleichstromnetze. Im eMobiGrid-Projekt soll damit der Nutzungsgrad erneuerbarer Energien für den Mobilitätssektor erhöht werden.
Weil regenerativen Energien in der Regel als dezentrale Gleichstromquellen hinzukommen, verursacht deren Einbindung in das Wechselstromnetz Wandlungsschritte. So entstehen unnötige Verluste. Das Netz wird außerdem anfällig für Störungen.
Daher setzen die Partner im Projekt eMobiGrid auf lokale Gleichstromnetze. Darin werden Batteriespeicher, Photovoltaikanlagen, Windräder und Wasserstofftechnologien möglichst verlustarm gekoppelt. Dies entlastet auch Stromnetze, die nur schwach ausgebaut sind.
Die lokalen Gleichstromnetze werden ihrerseits mit dem übergeordneten Wechselstromnetz gekoppelt. So entstehe eine übergreifende Energieinfrastruktur, die gleichzeitig die effiziente Integration nachhaltiger Energiequellen unterstützt und den Ausbau der Elektromobilität erleichtert.
Ein solches lokales Gleichstromnetz ist bereits Teil des Energiemanagements am Fraunhofer IISB. Es umfasst verschiedene Energiequellen und Speicherkonzepte, etwa eine Photovoltaikanlage, Wärme- und Kältespeicher, Batteriespeicher und ein Blockheizkraftwerk.
Effiziente Wandler sind der Schlüssel
Die Schlüsselkomponente innerhalb des Gleichstromnetzes seien aber effiziente, zuverlässige und sichere Gleichstromwandler. Ein Wandler, der gerade im Projekt entwickelt wird, ist speziell für das bidirektionale Gleichstrom-Laden optimiert. Dessen Spannungsbereich ist so breit, dass neben PKWs auch Nutzfahrzeuge vom Gabelstapler bis zum LKW ge- und entladen werden können.
Bernd Zeilmann, Geschäftsführer der Firma Richter R&W Steuerungstechnik in Ahorntal und Konsortialführer von eMobiGrid, liegt besonders die Praxistauglichkeit am Herzen: „Wir werden alle unsere Lösungen auf industrietaugliche Ressourcen ausrichten. Das heißt konkret: speicherprogrammierbare Steuerungen statt Tischrechner, Echtzeitbetriebssysteme statt Windows, Smart-Meter-Gateways statt unsicherer Internetkommunikation.“ (wa)