OpenEMS in der Praxis: Projekt NiEMob – E-Mobilität & Grenzen im Stromnetz

Wie packen unsere Stromnetze die E-Mobilität? Die Consolinno Energy GmbH gibt uns heute zusammen mit dem Partner OTH Regensburg einen Einblick, wie es aktuell im Forschungsprojekt NiEMob läuft.

Um was geht es in dem Projekt?  

Consolinno: Im Projekt NiEMob untersuchen wir die Grenzen des Niederspannungsnetzes durch die zunehmende Elektromobilität. Diese belastet das Stromnetz außergewöhnlich stark. Denn das Verteilnetz im Niederspannungsbereich ist meistens nicht für die E-Mobilität ausgelegt. Wir wollen unser Energiemanagementsystem „Leaflet“ um das Modul „Elektromobilität“ und das Modul „Netzmanager“ weiterentwickeln und dadurch einen weiteren teuren Netzausbau auf ein Minimum reduzieren. Die Lösung heißt Digitalisierung kombiniert mit einer intelligenten Steuerung von Verbrauchern vor Ort, das haben auch Studien der DENA und des bdew dazu gezeigt.

Was macht Consolinno in dem Projekt? 

Consolinno: An einer Ortsnetzstation im Netzgebiet der Regensburg Netz GmbH messen wir anhand der kumulierten Daten von 100 angeschlossen Häusern mit einem installierten Leaflet und fünf Energiezählern, wie sich die Spannung im Tagesverlauf verändert. Unser Leaflet digitalisiert die fünf Niederspannungsabgänge. In OpenEMS sind dazu die Zähler hinterlegt und via MQTT mit unserer Consolinno-Cloud verbunden. Das Einrichten von OpenEMS mit MQTT hat komplett dynamisch funktioniert. Die Grundgedanken von OpenEMS, Modularität und OpenSource, sind hier wieder einmal ein klarer Vorteil. Mit diesen Werten, die wir vor Ort erfassen, füttern wir ein spezielles Simulationsmodell, analysieren die Ergebnisse und entwickeln eine intelligente Steuerung. Die intelligente Steuerung werden wir mit unserem Leaflet umsetzen und erzeugen zugleich Modelle für eine bessere Netzplanung.

Gibt’s Neuigkeiten vom Partner OTH Regensburg?

OTH Regensburg: Wir haben auf Basis eines Netzplans das Verhalten des Niederspannungsnetzes mit steigendem Anteil von Elektrofahrzeugen untersucht. Dabei konnten wir zunächst die aktuelle Struktur sowie das Lastverhalten der bisherigen Verbraucher nachbilden. Diese Nachbildung wird nun mit den Messungen abgeglichen und damit verifiziert. Anschließend rechnen wir das Verbrauchsverhalten von weiteren Ladepunkten hinzu, wobei wir den Anteil der Haushalte mit Lademöglichkeit schrittweise erhöhen und die Spannungs- und Stromwerte im Netz im Blick behalten. So entsteht eine Prognose, wann es zu Überlastungen kommen kann. Wir ermitteln dabei auch einen Grenzwert, bei dem das Energiemanagementsystem aktiv werden und z.B. Ladevorgänge verschieben muss. Das Leaflet dirigiert dann die zunehmende Anzahl an Verbrauchern zu einem harmonischen Orchester, sodass weitere Verbraucher ohne zusätzlichen Netzausbau integriert werden können.

Wann ist denn nun mit Problemen im Netz zu rechnen?

OTH Regensburg: Die Simulation deutet erste kritische Netzzustände an. Die gibt es vor allem durch zu geringe Spannungen in einzelnen Netzsträngen ab einem Anteil von 30% der Haushalte mit einer Lademöglichkeit in Form einer 11 kW-Wallbox. Kritische Stunden sind am frühen Abend, wenn viele Fahrzeuge daheim am Ladepunkt angesteckt werden. Ab einem Anteil von etwa 50% treten die kritischen Zustände verstärkt auf. Dann ist eine zeitliche Verschiebung von Ladevorgängen z.B. in die Nacht notwendig, damit auf einen kostenintensiven Netzausbau verzichtet werden kann.