Bidirektional Laden: Autarkiegrad von Haushalten mit PV-Anlage verdoppeln
Das Pilotprojekt „Bi-ClEVer“, das E.ON gemeinsam mit Partnern durchführt, hat gezeigt, dass sich der Autarkiegrad von Solaranlagenbesitzern mit E-Auto durch bidirektionales Laden mehr als verdoppeln kann. Bei dieser Technik fließt der Strom nicht nur in Richtung des E-Auto-Akkus, sondern kann bei Bedarf wieder aus dem Akku ins Haus oder Stromnetz geleitet werden. Die Analyse hat ergeben: Mit einer PV-Anlage und einem E-Auto mit 42 kWh-Akkus als Zwischenspeicher sind bis zu 51 Prozent Autarkiegrad im Jahresdurchschnitt möglich, wobei Winter, bewölkte Tage und Nächte eingerechnet sind. Neben der Energie, die für den Haushalt benötigt wird, wurde auch der Fahrstrom berücksichtigt.
Um dieses Autarkie-Level zu erreichen, werden die Ladezeiten des E-Fahrzeugs intelligent gesteuert, sodass der Akku möglichst nur mit selbst erzeugten Sonnenstrom geladen wird. Ebenfalls untersucht wurde, wie sich ein zusätzlicher stationärer Batteriespeicher auswirkt: Damit lässt sich der Autarkiegrad der Pilotanwender sogar auf bis zu 59 Prozent erhöhen. Abhängig von individuellen Faktoren wie Verbrauch, Nutzungsverhalten oder Größe von PV-Anlage und Speicher kann der jeweilige Autarkie-Wert sogar noch höher liegen. Würde man im Falle der Pilothaushalte mit dem E-Auto auf alle Speichermöglichkeiten und optimiertes Laden verzichten, läge ihr Autarkiegrad durch die Erzeugung von Solarstrom bei rund einem Viertel.
CO2-Reduzierung von bis zu einer Tonne im Jahr
„Bidirektionales Laden wird eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende und den Klimaschutz sein. Im Vergleich zu einem Haushalt ohne PV-Anlage und Stromspeicher, der mit dem deutschen Strommix beliefert wird, kann ein vergleichbarer Haushalt mit Solaranlage durch die Nutzung von bidirektionalem Laden auch ohne klassischen Batteriespeicher bis zu einer Tonne CO2 pro Jahr einsparen. Die Anwenderinnen und Anwender werden somit unabhängiger vom Energiemarkt und tragen aktiv zum Umweltschutz bei“, so Benjamin Jambor, Geschäftsführer Future Energy Home bei E.ON Deutschland.
Das energetische und finanzielle Optimum für die jeweiligen Kundinnen und Kunden wird von einem Algorithmus automatisch herausgearbeitet und dann von der Steuereinheit, dem sogenannten "Home Energy Management System" umgesetzt. Somit erfolgen die Lade- und Entladevorgänge komplett automatisiert. Die Anwenderin oder der Anwender kann mittels App Vorgaben, wie einen gewünschten Ladezustand des Fahrzeugs zu einer bestimmten Uhrzeit, einen immer geltenden Mindestladezustand oder ausschließlich solares Laden, festlegen. Die Erhöhung der eigenen Solarstromnutzung durch bidirektionales Laden ist besonders attraktiv für diejenigen, die eine PV-Anlage und ein E-Auto, jedoch keinen Batteriespeicher haben, da der ohnehin vorhandene Akku des E-Autos als Speicher dienen kann.
Mark Ritzmann, Managing Director bei E.ON Group Innovation gibt einen Ausblick auf die nächste Phase des Pilotprojekts: „Zur weiteren Optimierung der Ladetechnologie erproben wir zusätzliche technische Möglichkeiten: Dazu gehören fortlaufende Verbesserungen des Algorithmus – beispielsweise durch Wettervorhersagen oder durch die Analyse des individuellen Nutzungs- und Mobilitätsverhaltens der Hausbewohner. Durch die stetige Weiterentwicklung der Software wird es zukünftig noch mehr Optimierungs- und dadurch Einsparpotenzial geben.“
Weitere Anwendungsfälle, die neben der Autarkiegraderhöhung im Rahmen des Pilotprojekts bereits getestet werden, reichen vom Nutzen zeitvariabler Stromtarife bis hin zum Handel mit Strom. Perspektivisch könnten die Speicher von E-Autos zudem als eine Art Schwarmbatterie fungieren, die mit ihrer bereitgestellten Flexibilität und intelligenter Vernetzung das Verteilnetz entlasten können.
Als wissenschaftlicher Partner begleitet ein Team der EBZ Business School das Bi-ClEVer Projekt durch kontinuierliche Datenauswertungen der Piloteinsätze und mit einem Digital-Twin Modell. Außerdem ist Bi-ClEVer angelehnt an das „Bidirektionales Lademanagement“ Projekt (BDL), an dem auch Bayernwerk, BMW und weitere Partner beteiligt waren. Die Anbindung von BiClEVer an BDL erfolgte über eine Verbundpartnerschaft mit der Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE). Das BDL-Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Träger des auf drei Jahre angelegten Pilotprojekts ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
