10.04.2013
Schletter

SmartPvCharge – umweltfreundliche Elektromobilität

Integration erneuerbarer Energien, Netzentlastung, Netz-Speicherkapazitäten oder SmartGrids – das sind die Anforderungen an den Aufbau unserer Energiesysteme der Zukunft. PV-Anlagen im Haushalt und Gewerbe sind ein optimaler Baustein der regenerativen Energieversorgung.

Voraussetzung und Schlüssel zur Rentabilität von Photovoltaikanlagen in Haushalt und Gewerbebetrieben ist aber in Zukunft eine möglichst hohe Eigenverbrauchsquote. Leider ist es in Gewerbebetrieben meist nicht möglich, Verbraucher nach der PV-Einstrahlung zu steuern und auch im Haushalt ist das sogenannte „DemandSideManagement“, also die zeitliche Beeinflussung der Stromverbraucher in der Praxis nur sehr begrenzt möglich.

Die Lösung für eine optimale Verbrauchssteuerung ist das Elektroauto im Haushalt in Verbindung mit dem optimierten Ladeverfahren SmartPvCharge. Durch die hohe Speicherkapazität und die zeitliche Flexibilität des Ladevorganges können mit einem Elektroauto durch SmartPvCharge über längere Zeiten PV-Eigenverbrauchsquote von über 80 % erreicht werden. Gleichzeitig kann je nach gewünschter Priorität der Vollladung die Idealvorstellung CO2-neutraler Mobilität erreicht werden: „Volltanken, aber bitte nur mit Sonne“

SmartPvCharge – Die umweltfreundlichste Art der Elektromobilität
Bild: Schletter  

Voraussetzung für die Nutzung von SmartPvCharge ist ein Elektrofahrzeug, das im Haushalt genutzt wird und über längere Zeiten auch am Standort einer PV-Anlage ladebereit abgestellt ist. In sehr vielen Fällen (z.B. beim Einsatz als Zweitauto) ist es möglich, das Fahrzeug zur Zeit günstiger Einstrahlung zwischen zwei Kurzstrecken-Einsätzen immer wieder nachzuladen und so das gewünschte Nutzerprofil ohne Einschränkungen zu ermöglichen. Eine rein zeitliche Freigabe des Ladevorganges hätte jedoch bei den üblichen PV-Anlagengrößen zur Folge, dass meist auch ein hoher Anteil Netzstrom benötigt wird, um die meist konstante Ladeleistung des Fahrzeuges bereitzustellen. SmartPvCharge überwacht PV-Erzeugung und die Verbraucher des Haushaltes und gibt die Ladung frei, sobald die minimale Ladeleistung sicher zur Verfügung steht. Bei steigenden Überschüssen wird die Ladeleistung bis zur Maximalgrenze angehoben bzw. je nach Einstrahlung geregelt. So ist sichergestellt, dass das Fahrzeug auf Wunsch komplett nur mit Überschuss-PV-Strom geladen wird. Selbstverständlich kann die Priorität des Ladevorganges so gesteuert werden, dass, wenn notwendig, die Ladung in minimaler Zeit, also unabhängig von der Einstrahlung, erfolgt.

Beispiele zum Optimierungspotential anhand realer Messungen
(Musterhaushalt Schletter, Okt 2012)

Beispiel 1: Eigenverbrauchskurve am 17.10.12 (ohne SmartPvCharge) (blau = PV-Erzeugung, grau = Netzbezug, grün = Eigenverbrauch) Ladeenergie 6,5kWh, Gesamtertrag PV 27,8kWh
Bild: Schletter  

 

Wirkungsweise: In diesem Beispiel stellen 6,5kWh die gesamte freie Ladeenergie dar. Eine weitere Optimierung wäre somit nicht möglich, allerdings würde der Ladestart automatisch erfolgen, d.h. das Auto ist einfach  immer beim Abstellen anzustecken, der Rest erfolgt automatisch.

Beispiel 2: Eigenverbrauchskurve am 11.10.12 (ohne SmartPvCharge) Ladeenergie 18,5kWh, Gesamtertrag PV 23,6kWh
Bild: Schletter  

SmartPvCharge würde auch hier die Ladung automatisch starten, jedoch nicht mit voller Leistung. Durch Ladeleistungsreduzierung zum Ladebeginn und zum Ladeende könnte hier auf Wunsch der Netzbezug (grau) bei annähernd gleicher Ladeenergie durch das intelligente Ladeverfahren komplett vermieden werden.

Beispiel 3: Eigenverbrauchskurve am 08.10.12 (ohne SmartPvCharge) Ladeenergie 16,0kWh, Gesamtertrag PV 36,2kWh
Bild: Schletter  

Bei entsprechender Verfügbarkeit des Fahrzeuges könnte durch früheren Ladestart die komplette Lademenge nur mit PV-Strom abgedeckt werden. Wenn das Fahrzeug vorher „unterwegs“ ist, könnte entweder eine Teilladung nur mit PV oder wie hier im gemessenen Fall ohne SmartPvCharge die Ladung mit PV-Strom begonnen und anschließend mit Netzstrom abgeschlossen werden.

Voraussetzungen für den Einsatz von SmartPvCharge:

  • Ladeverfahren nach IEC XXX (Schletter-Wallbox mit EWS-Box) 
  • Ansteuerung über geeignetes Homemanegementsystem

Neben dem Einsatz in Haushalten kann  SmartPvCharge ebenso in Gewerbebetrieben mit einem oder mehreren Elektrofahrzeugen, auf Parkplätzen, in Parkhäusern, Flughäfen, Einkaufszentren usw. zum Einsatz kommen. Hier kann zum einen die PV-Eigenverbrauchsoptimierung, zum anderen aber auch das Lastmanagement für die gesamte Lade-Infrastruktur über die Gebäudeleittechnik optimiert werden.

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