Feldversuch E-Mobility-Chaussee: So schnell bringen E-Autos das Stromnetz ans Limit

Das Laden von Elektroautos stellt Netzbetreiber auf dem Land vor besondere Herausforderungen. Ein Pilotprojekt hat verschiedene Lösungen getestet.

Ein Bericht von veröffentlicht am
Die E-Mobility-Chaussee im baden-württembergischen Kusterdingen
Die E-Mobility-Chaussee im baden-württembergischen Kusterdingen (Bild: Netze BW)

Geht es nach dem Willen der neuen Bundesregierung, sollen bis Ende 2030 schon 15 Millionen vollelektrische Autos auf deutschen Straßen unterwegs sein. Diese Pläne stellen die Stromnetzbetreiber vor bislang nicht gekannte Herausforderungen. Wie sich eine sichere Ladeinfrastruktur im ländlichen Raum betreiben lässt, hat der baden-württembergische Netzbetreiber Netze BW in einem Pilotprojekt 18 Monate lang untersucht. Dabei hat sich herausgestellt: Ohne zusätzliche Maßnahmen wie ein Lademanagement oder Batteriepuffer stößt das Netz schnell an seine Grenzen.

Inhalt:
  1. Feldversuch E-Mobility-Chaussee: So schnell bringen E-Autos das Stromnetz ans Limit
  2. Pufferspeicher schnell aufgebraucht
  3. Gesetzentwurf zu Spitzenglättung zurückgezogen

Für die EnBW-Tochter Netze BW ist die E-Mobility-Chaussee schon der dritte Feldversuch zu den Auswirkungen der E-Mobilität auf das Stromnetz. Zuvor hatten bereits die sogenannte E-Mobility-Allee in einem städtischen Straßenzug in Ostfildern sowie das E-Mobility-Carree in einer Tiefgarage in Tamm wichtige Erkenntnisse geliefert.

Spannungsabfall als Problem

Für die E-Mobility-Chaussee fiel die Wahl auf eine Straße mit einem 850 Meter langen Stromkreis in Kusterdingen bei Tübingen. Dort tauschten im Januar 2020 sieben Testkunden ihre Verbrennerautos für 18 Monate gegen ein Elektroauto ein. Ein Anwohner besaß bereits ein E-Auto. Die Autos verfügten über Ladeleistungen zwischen 4,6 kW und 22 kW. In der Straße gibt es 60 Wohneinheiten mit 42 Hausanschlüssen, 13 Wärmestromanlagen und drei Photovoltaik-Anlagen.

Nach Angaben von Projektleiter Patrick Vasile gibt es in ländlichen Netzen besondere Herausforderungen. "Wir haben sehr, sehr lange Kabel, weitere Entfernungen zwischen einzelnen Verbrauchern zu überbrücken, dementsprechend kann die Spannung in solchen Stromnetzen stärker schwanken als beispielsweise in vorstädtischen Gebieten wie Ostfildern." In Kusterdingen sollten daher verschiedene technische Möglichkeiten getestet werden, solche Spannungsschwankungen zu vermeiden oder auszugleichen.

Stellenmarkt
  1. Softwareentwickler C++ (m/w/d)
    vitero GmbH, Stuttgart
  2. (Senior) IT Consultant (m/w/d) Public Transport/ÖPNV
    AUSY Technologies Germany AG, Frankfurt am Main
Detailsuche

Konkret testete Netze BW in Kusterdingen die Auswirkungen von Strangreglern, Batteriespeichern und Lademanagement auf die Stromversorgung.

Strangregler nur bedingt hilfreich

Mit Hilfe der sogenannten Strangregler kann die Spannung innerhalb einer gewissen Bandbreite nachgeregelt werden. Dabei werden Transformatoren elektronisch zu- und abgeschaltet, wie aus einem Produktdatenblatt (PDF) hervorgeht. Laut Vasile hat sich gezeigt, dass sich der Strangregler zwar positiv auf die Spannung auswirkt, allerdings kann er nicht die Netzauslastung beeinflussen.

  • Das ländliche Stromnetz stellt besondere Herausforderungen für die Elektromobilität dar. (Grafik: Netze BW)
  • Im Feldversuch E-Mobility-Chaussee nutzten acht Haushalte ein Elektroauto.  (Grafik: Netze BW)
  • Mit Hilfe eines Strangreglers, eines Batteriepuffers und eines Lademanagements wollte Netze BW das Netz stabilisieren.  (Grafik: Netze BW)
  • An verschiedenen Punkten im Netz wurden die einzelnen Komponenten aufgestellt. (Grafik: Netze BW)
  • Der Strangregler konnte den Spannungsabfall kompensieren.  (Grafik: Netze BW)
  • Der statische be- und entladene Batteriepuffer konnte nicht alle Lastspitzen abfangen.  (Grafik: Netze BW)
  • Besser gelang das mit dem dynamischen Profil, zumindest unter der Woche.  (Grafik: Netze BW)
  • In Feldversuch setzte Netze BW ein spannungsgeführtes Lademanagement ein.  (Grafik: Netze BW)
  • Damit konnte ein Überschreiten des zulässigen Spannungsabfalls verhindert werden.
  • Das Lastmanagement hat die Elektroautofahrer nicht im Ladekomfort eingeschränkt.  (Grafik: Netze BW)
Das ländliche Stromnetz stellt besondere Herausforderungen für die Elektromobilität dar. (Grafik: Netze BW)

Die Auslastung sei allerdings ein wichtiges Kriterium für die Netzbetreiber, was die Stabilität der Stromnetze betreffe. Daher stellte Netze BW am Ende des Stromkreises noch einen Batteriespeicher auf, der als Netzpuffer dienen sollte. Der Akku verfügte dabei über eine Kapazität von 66 Kilowattstunden (kWh) und eine maximale Leistung von 40 kW. Dabei wurde sowohl ein statischer Betrieb mit festgelegten als auch ein dynamischer Betrieb mit flexiblen Ladezeiten getestet.

So konnten beim statischen Betrieb nur rund zwei Drittel der Ladevorgänge abgepuffert werden. Zumindest habe sich herausgestellt, dass das Laden des Akkus in den frühen Morgenstunden keine Überlastung des Strangs durch gleichzeitiges Laden der Elektroautos zur Folge habe.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed
Pufferspeicher schnell aufgebraucht 
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4.  


Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Framework Laptop im Hardware-Test
Schrauber aller Länder, vereinigt euch!

Der modulare Framework Laptop ist ein wahrgewordener Basteltraum. Und unsere Begeisterung für das, was damit alles möglich ist, lässt sich nur schwer bändigen.
Ein Test von Oliver Nickel und Sebastian Grüner

Framework Laptop im Hardware-Test: Schrauber aller Länder, vereinigt euch!
Artikel
  1. FTTH: Liberty Network startet noch mal in Deutschland
    FTTH
    Liberty Network startet noch mal in Deutschland

    Das erste FTTH-Projekt ist gescheitert. Jetzt wandert Liberty von Brandenburg nach Bayern an den Starnberger See.

  2. 5.000 Dollar Belohnung: Elon Musk wollte Twitter-Konto von 19-Jährigem stilllegen
    5.000 Dollar Belohnung
    Elon Musk wollte Twitter-Konto von 19-Jährigem stilllegen

    Tesla-Chef Elon Musk bot einem US-Teenager jüngst angeblich 5.000 US-Dollar, damit der seinen auf Twitter betriebenen Flight-Tracker einstellt.

  3. Let's Encrypt: Was Admins heute tun müssen
    Let's Encrypt
    Was Admins heute tun müssen

    Heute um 17 Uhr werden bei Let's Encrypt Zertifikate zurückgezogen. Wir beschreiben, wie Admins prüfen können, ob sie betroffen sind.
    Eine Anleitung von Hanno Böck

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • RTX 3080 12GB 1.499€ • iPhone 13 Pro 512GB 1.349€ • DXRacer Gaming-Stuhl 159€ • LG OLED 55 Zoll 1.149€ • PS5 Digital mit o2-Vertrag bestellbar • Prime-Filme für je 0,99€ leihen • One Plus Nord 2 335€ • Intel i7 3,6Ghz 399€ • Alternate: u.a. Sennheiser Gaming-Headset 169,90€ [Werbung]
    •  /