Gerechtes Stromnetz: Optimiertes Aufladen von Elektroautos

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    Forscher simulieren Verhalten von Stromnetzen bei hoher Belastung durch ladende Fahrzeuge


    Ob die deutschen Autohersteller nach dem VW-Skandal um manipulierte Abgaswerte die Elektromobilität vorantreiben werden, ist noch nicht absehbar. Aber dennoch könnte sich in wenigen Jahren die Anschaffung eines Elektroautos im Vergleich zum Diesel oder Benziner finanziell lohnen. Dank sinkender Kaufpreise und leistungsstärkerer Batterien wird die Zahl der E-Autos auf den Straßen weltweit zunehmen. Doch wenn in Zukunft Millionen Elektrofahrzeuge täglich geladen werden, stößt das heutige Stromnetz wahrscheinlich an seine Belastungsgrenze. Indem Netzbetreiber die Stromverteilung an die Verbraucher intelligent steuern, könnte ein teurer Stromnetzausbau an den lokalen Verteilernetzen umgangen werden. Forscher aus Großbritannien und der Slowakei präsentieren im Fachblatt „New Journal of Physics“ ein mathematisches Modell, das zeigt, mit welchem Verteilungsprotokoll ein Stromnetz die meisten E-Autos effizient aufladen kann.


    „Netzwerkentwickler könnten Aufladeprotokolle einführen, die bei einer Flotte von elektrischen Fahrzeugen den Zugang zu Strom priorisieren“, schreiben die Wissenschaftler um Rui Carvalho von der Durham University. Dadurch würden sie hohe Netzlasten bewältigen und eine faire Stromverteilung an die Verbraucher gewährleisten. Auf der Basis einer mathematischen Optimierung wird die verfügbare Leistung im Stromnetz so an die verbundenen Elektroautos verteilt, dass diese schnellstmöglich aufgeladen werden und das Netz nicht überlastet wird. Carvalho und sein Team untersuchten zwei solcher Protokolle, die eine unterschiedliche Priorisierung bewirkten. Bei maximalem Fluss vergab die erste Funktion den gesamten verfügbaren Strom an diejenigen Ladestationen, an denen gerade Autos luden. Dadurch erhielten andere Nutzer gar keinen Strom. Ein proportional-faires Protokoll stellte dagegen sicher, dass jedem Verbraucher im Netz ein Mindestmaß an Strom zur Verfügung gestellt wurde.


    Doch welcher der beiden Mechanismen kann effizienter eine Überlastung im Stromnetz verhindern? Um das herauszufinden, analysierten die Wissenschaftler das Verhalten ihres Modells bei steigender Zahl von Elektroautos, die pro Zeitintervall angeschlossen wurden. Sobald mehr E-Autos an Ladestationen andockten als diese verließen, verlängerte sich die Ladezeit. Ab einem kritischen Punkt kam das Verteilernetz nicht mehr hinterher und kaum ein Auto erhielt in absehbarer Zeit eine volle Batterie. Anders als von den Forschern erwartet, trat der kritische Überlastungszustand bei der fairen Stromverteilung später ein als unter maximalem Stromfluss. Der proportional-faire Mechanismus kann demnach in Stoßzeiten mehr Elektroautos versorgen.


    Überdies berechnete das Forscherteam für beide Protokolle den GINI-Koeffizienten der Priorisierung. In der Wirtschaft beschreibt dieser Wert eine mehr oder weniger ungleiche Einkommensverteilung. Aus ihren Ergebnissen schließen die Wissenschaftler, dass die Ungleichheit der Stromverteilung im proportional-fairen Szenario sozial vertretbar wäre. Dagegen hing die Ladezeit bei maximalem Stromfluss stark von der Nähe zum Stromerzeuger ab. Ein proportional-fair gesteuertes Stromnetz behandelt die Verbraucher nicht nur gerechter, es kann zudem eine höhere Anzahl von ladenden Elektroautos verkraften.


    „Das Überlastungsmanagement von Verteilernetzen wird eine entscheidende Rolle in der Elektrofahrzeugrevolution und der Distanzierung von fossilen Brennstoffen im Transportsektor spielen“, prognostiziert das Team um Carvalho. Denn amerikanischen Umfragen zufolge würden die meisten Eigner ihr E-Auto relativ zeitgleich am Abend laden – genau dann, wenn das Netz ohnehin Spitzenlasten bewältigen muss. Parallel wird das Stromnetz durch dezentrale, erneuerbare Energien noch komplexer. Deswegen kommt der intelligenten Steuerung von Stromnetzen durch optimierte Protokolle eine wachsende Bedeutung zu.

  • Hallo,


    Also ich möcht die E-Autos nicht verdammen aber ich frage mich immer wie lange oder wie weit fährt so ein Auto im Winter? Wir haben bei uns in der Verwaltung seit ca. einem Jahr 8 E- Fahrzeuge mit Türen oder auch ohne. Wenn ich mir jetzt vorstelle das ich im Winter mal in eine Stau komme da schrumpft die Reichweite doch sicherlich bis in den Keller. Weil ich Energie für Antrieb, Heizung, Gebläse, Radio, usw. brauche?
    Also ich habe da noch nichts gehört wie Wintertauglich eigentlich so ein E-Auto überhaupt ist?
    Also aus dienstlichen Gründen fahre ich ein Caddy als Dieselfahrzeug in dem 5 Lkw Batterien und eine normale Batterie verbaut worden sind diese brauche ich nicht zum Fahren sondern für meinen Job um Geräte mit 12V zu versorgen und allein dafür geht schon reichlich Energie drauf, da frage ich mich wie ein E-Auto über den Winter kommen will?


    Mfg P25

  • Hallo,


    was ist eigentlich ein "VW-Skandal"???
    In Deutschland werden weltweit die saubersten Autos gebaut.
    Vor 25Jahren wurde in der DDR noch mit Braunkohle geheizt.
    In Peking können die Menschen kaum atmen.


    Hier wird nur das Futter für die gierigen selbsternannten "Opferanwälte" gesammelt, damit die richtig schön abzocken können.
    Die Kosten dafür werden natürlich auf die zukünftigen VW-Kunden abgewälzt, wo die VWs doch eigentlich schon jetzt hoffnungslos überteuert sind. Weshalb lassen wir Deutschen uns immer so kritiklos an der Leine der Presse herumführen?


    Gruß


    Harald


    PS:


    Was ist eigentlich Elektromobilität und woher kommt der Strom dafür???
    Ich wohne an der Grenze zu Holland am Dollart.


    Holland setzt gerade ein neues Kohlekraftwerk in Betrieb für Kohle aus Afrika!!!!
    Gleichzeitig wird ein Kabel durch die Nordee gegraben, damit wir den teuren Kohlestrom aus Holland beziehen können, aber das Beste:
    Es gibt schon eine Leitung, über die Holland aus der Nordsee den Überschüssigen Windstrom von der deutschen Strombörse fast zum Nulltarif bezieht.


    Das nenne ich mal taktische Energiepolitik.


    Nur meine Stromrechnung steigt von Jahr zu Jahr.

  • Hallo


    Also ich frage mich auch was VW da geritten hat aber gut jetzt ist es rausgekommen dumm gelaufen , ist jetzt nur die Frage was haben die anderen Autohersteller gemacht. Wir warten mal ab was da noch so rauskommt.
    Genauso wie ich heute gehört habe das der erst LKW ohne Fahrer unterwegs ist Probeweise.
    Das mag ja für Ingenieure und Techniker die sich damit befassen interessant sein aber ich frage mich ob wir in Deutschland oder auf der ganzen Welt nicht wichtigeres zutun haben als sowas?
    Man sollte sich lieber Gedanken machen wie wir das Energieproblem Benzin, Diesel, Heizoel, Gas in den Griff bekommen. Weil wenn es kein Diesel für diesen LKW mehr gibt brauch ich auch diese fahrerlose Technik nicht.


    Mfg. P25

  • Hallo noch einmal,


    was ich sagen wollte:
    Es gibt keinen Abgasskandal.
    Die Autoentwickler hatten sinnfreie Vorgaben von nichtsahnenden Politikern, unter welchen Test-Bedingungen ein Diesel-KFZ wieviel Stickoxyde ausstoßen darf.
    Und das halten die doch ein oder????
    Selbst die Holzvergaser werden ja bei den Schorni-Messungen unter Bedingungen gefahren, die völlig realitätsfern sind und die Angst der Betreiber bei den Messungen erzeugt mehr CO2-Ausstoß, als eine vergleichbare Ölheizung.


    Wer hat denn nun einen Skandal??
    Solange der Gesetzgeber unrealistische Vorgaben macht, wird doch kein Schuh draus.


    Gruß


    Harald

  • Das ist genau der Punkt Harald !
    Es geht in der Regel nur darum zbsp. beim Holzvergaser die Schornsteinfegermessung zu überstehen.
    Was die Leute so nebenher mit den Kesseln treiben spielt eigentlich keine Rolle.
    At...os wirbt mit beste Werte. Was sicherlich stimmt.
    Wer aber schon einige Erfahrungen mit H-Vergasern gesammelt hat, weiß das es keine allmächtige Grundeinstellung gibt.
    Sie ist halt immer abhängig von der momentan herschenden Abbrandphase.
    Man kann daneben stehen oder eine Steuerung das permanente anpassen der Luft bzw. Saugzugebläseeinstellungen überlassen.


  • Hallo,
    ...Harald hat den Nagel aber sowas von auf den Kopf getroffen...
    Ich verstehe als Maschinenbauer die aktuelle Diskussion um den Abgasskandal auch nur sehr distanziert.
    - die Presse will wohl ihren grexit- und flüchtlingsstromüberdrüssigen Lesern mal was Neues auftischen,
    - die umweltvorbildliche (angieverpflichtete) Politik braucht Gründe für eine weitere Promotion des "zögerlichen" E-Autos,
    - und die findigen Elektroniker und Auto-IT-ler reizen einfach nur das Potenzial des BOSCH-Chips aus.
    mfG Max,
    der 2 Jahre lang auch schon mal an das E-Auto geglaubt hat.....

    HVS25LC / 3100l Puffer / 300l WW / 10m²SolarFK
    UVR1611 / Fubo ca. 180m² / Wahei 16m²
    Eigenbau Keramikventuridüse mit SekLuft-Spalt
    als Kesselsteuerung anstatt AK3000:
    UVR1611E NM/DE + CMI + MTX-Lambdamodul + LSU4.2

  • Ja, genauso ist es - der "Abgasskandal" ist der eigentliche Skandal.


    Hier wird dem tumben Volk wieder mal was vorgesetzt um von den wirklich wichtigen Dingen abzulenken.
    Das Prüfstand und Realität im Grunde 2 Paar Schuhe sind, sollte eigentlich der gutgläubigste Verbraucher inzwischen bemerkt haben.
    Und die Amerikaner, die schon jahrelang der größte Umweltverschmutzer sind haben es gerade nötig hier den Moralapostel zu spielen.


    Das Ganze wird eine Riesengelegenheit für alle die, die jetzt wieder richtig "Kohle" machen wollen und bei dieser Gelegenheit der deutschen Industrie, der der schon
    jahrelang anhaltende Erfolg geneidet wird, in die Suppe zu spucken. Und das schlimmste daran ist, dass unsere trotteligen und durch Nichtwissen glänzenden Politiker
    diesen Skandal auch noch unterstützen.

    Pelletskessel Ecolyzer Nennleistung 16 KW (vorm. Atmos D15 + Brötje Ölkessel), 800 ltr. Pufferspeicher mit SLS-System von Solarbayer, 140 ltr. WW Speicher, 80 ltr. E-Speicher von Stiebel Eltron,
    Heizungsregelung KMS von OEG, LC zwecks visueller Verbrennungsüberwachung. Hydraulisch abgeglichene Heizungsanlage. Pumpe: Wilo stratos pico 25/1-4

  • Bei der Feuerungsanlagenverordnung handelt es sich um ein Gesetz, wo es darauf ankommt, während des Prüfzyklus bestimmte, gesetzlich vorgegebene Werte, zu erreichen.
    Eine ABM für Schornsteinfeger und Hersteller entsprechender Meßgeräte, sowie für die Techniker von Heizungsanlagenhersteller.
    Dies ist eine rein deutsche Geschichte.
    Hier ist es von den Vorschriften offensichtlich so vorgesehen, dass während des normalen Abbrandes teilweise ganz andere Werte auftreten, es wird bewußt nur der Teil geprüft, wo die besten Abgaswerte auftreten.


    Bei den in den USA vorgegebenen Werten für Abgas hingegen handelt es sich um Werte, die während des normalen Betriebs eines Fahrzeugs einzuhalten sind.
    Geprüft wurde bisher allerdings auch unter bestimmten Standardbedingungen, einfach weil es bis jetzt zu kompliziert und aufwendig war, diese in einer realen Fahrsituation zu prüfen.
    Dank Verbesserung und deutlicher Verkleinerung der Meßsysteme kann nun aber mit den neuen Meßsystemen auch im realen Betrieb gemessen werden.


    Dass die im realen Betrieb gemessenen Werten mit den unter Standardbedingungen nicht identisch sind, war klar, von daher werden auch geringe Abweichungen nicht bemängelt.
    VW war allerdings hingegangen, und hatte vorsätzlich ein von Bosch entwickeltes System so programmiert, dass dieses die Standardmessung erkannte und ausschließlich in diesem Fall ideale Abgaswerte produzierte (wobei dann teilweise eine org. Chemikalie, die auch im Urin enthalten ist, vom System zugegeben wurde, was zu einer besseren Vebrennung der Rußpartikel führt, ferner der Verbrauch an Diesel deutlich höher war).
    Andernfalls waren jedoch die Werte teilweise um ein zigfaches höher.
    Bosch hattte diese Praxis von VW bereits vor Jahren in einer Mitteilung an VW getadelt und davor gewarnt, diese Softwarmanipulation zu verwenden.
    Aufgrund von Messungen von nichtoffizieller Seite, bei denen die extremen Werte von zwei Dieselfahrzeugen von VW völlig aus dem Rahmen fielen, wurde VW, und als diese nicht reagierten, die Behörden darauf hingewiesen.
    Bereits im Frühling waren die US-Behörden auf VW zugekommen und hatten VW um eine Stellungnahme gebeten, aufgrund von eklatanten Differenzen, zwischen den offiziell in den Prüfzyklen gemessenen Werten, und den gemessenen Werten im Fahrbetrieb.
    Da VW darauf nicht reagierte, wurden von den Behörden daraufhin die entsprechenden Ermittlungsverfahren eingeleitet.
    Und nun wird es für VW sehr sehr teuer werden.


    Bereits in Europa trat das gleiche Problem auf, wurde dann aber von der Politik nicht weiter verfolgt. Vermutlich ging VW davon aus, dass sie auch in den USA mächtig genug seien, die Sache unter den Teppich zu kehren.
    Das klappte aber nicht, möglicherweise auch deshalb, weil VW dort eben unter ferner liefen läuft, die Mächtigen dort, GM und Ford allerdings nichts dagegen haben, das Dieselrußfaß aufzumachen, da sie selbst die meisten LKWs dort mit Benzinmotoren ausstatten.
    Hinzu kam, dass VW gerade dieses Jahr eine große Werbekampagne in den USA für Diesel-betriebene PKWs betrieb, in dem sie auf die angeblich so tollen Abgaswerte explizit hinwiesen, auf den geringen Verbrauch, um so in den USA größere Marktanteile zu gewinnen.


    Geringer Verbrauch, billige Motoren und lange Wartungsintervalle sind eben nun einmal bei Diesel nicht mit zumutbaren Abgaswerten kompatibel. Bei hochpreisigen Autos löst ein entsprechender qualitativ hochwertiger Motor das Problem.
    Beim niedrigen Preissegment geht das aber zu stark auf die Marge, kommt aber billiger als Strafzahlungen.


    Grüße
    Pflaume

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