Versuchsstand in den Laboren der TH Köln, an dem die neue Technologie entworfen und erprobt wurde. Simuliert wurde eine Straße mit sechs Wohngebäuden. Jetzt soll die Technologie in einem Praxistest erprobt werden. (Quelle: Heike Fischer/TH Köln)
Wenn Haushalte künftig vermehrt auf elektrische Lösungen für Mobilität und Heizung setzen, könnten gleichzeitige Ladevorgänge ein Problem für das Stromnetz darstellen – vor allem dann, wenn durch bessere Technik die Ladeleistung der einzelnen Geräte steigt. „Wir haben eine dezentrale Lösung entwickelt, um den jetzt anstehenden Schub der Elektrifizierung zu bewältigen: Intelligente Ladestationen, die den Zustand des Stromnetzes in ihrer Umgebung messen, mit anderen Boxen kommunizieren und die Ladevorgänge koordinieren. So entsteht ein ‚Schwarm Netz‘“, erklärt Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt, der die Technik zusammen mit Prof. Dr. Ingo Stadler und wissenschaftlichen Mitarbeitern am Institut für Elektrische Energietechnik der TH Köln entwickelt hat.
Für die Lösungen muss eine handelsübliche Ladebox um zwei Komponenten ergänzt werden: Ein Messgerät, das den Zustand und die aktuelle Belastung des Stromnetzes in der Umgebung ermittelt, und ein Kommunikationsmodul, das über die Stromleitung Informationen an angrenzende Ladeboxen versendet. „Wenn in Zukunft in einer Nachbarschaft mehrere solcher Boxen verbaut sind, bilden diese einen Verbund, der den Zustand des Netzes bis zur nächsten Transformatorstation kennt. Besteht Ladebedarf, wird dieser mittels unseres Algorithmus zwischen den Boxen abgestimmt. Denn für die meisten Nutzer ist es unerheblich, ob etwa das Elektroauto um 20 Uhr oder nachts um 3 Uhr geladen wird. Für das Netz bedeutet ein verteiltes Laden aber eine geringere Belastung“, so Waffenschmidt.
Praxistest mit intelligenten Ladestationen
Bislang wurde die Funktionsweise des Systems auf einem Versuchsstand in den Laboren der TH Köln entworfen und erprobt. In einem Folgeprojekt sollen in Kooperation mit einem Netzbetreiber ein Praxistest durchgeführt und für die Wallbox seriennahe Funktionsmuster entwickelt werden. Darüber hinaus ist ein Modul angedacht, das an bestehende Ladestationen angeschlossen werden kann und diesen dann als Add-on die neuen Funktionen ermöglicht. „Wichtig ist uns, dass wir allen Nutzer einen niedrigschwelligen Einstieg ermöglichen. Ob neue Ladebox oder Add-on – die Nutzung einer intelligenten Netzsteuerung soll ohne aufwändige Installation möglich sein“, sagt Waffenschmidt.