E-Mobility-Forschungsprojekt der Hochschule Offenburg

Prof. Dr. Bausch freut sich über die Unterstützung von Salvi Donato und Mario Ditella

Einfach und deshalb genial: im LIVARSA Effizienzfilter stecken Techniken, die seit Jahrzehnten bekannt sind. Doch wir sind die Ersten, die sie miteinander kombinieren. Heraus kommt eine Reduzierung von Stromverlusten von durchschnittlich 5 Prozent. Prof. Dr. Bausch erklärt den Grund dafür.

Denn während die Hochschule bei Simulationen und Modellierungen auf echte Daten und eine Filtertechnik zur Minderung von Störungen im Stromnetz zurückgreifen kann, profitieren wir und langfristig auch unsere Anwender von den Forschungsergebnissen.

Das Projekt

Der Titel des Forschungsprojekts lautet „iFEMA – Integrale Forschung Energie für Elektromobilität“, an den Start ging es bereits am 1. April 2023. Im Fokus des Projekts steht die integrale Betrachtung der Energieversorgung der Elektromobilität ganzheitlich über sämtliche betroffene Bereiche hinweg, sowie die Minimierung möglicher Zielkonflikte und negativer Wechselwirkungen.

Im Projekt werden alle relevanten Skalen für Elektrofahrzeuge kombiniert - das Verteilnetz mit regenerativen Erzeugungsanlagen, die Ladestation im lokalen Energiesystem, das Bordnetz des Fahrzeugs und der Batteriespeicher. Auf dieser Basis wird ein digitaler Zwilling entwickelt. Für den Aufbau des dazu benötigten experimentellen Zwillings haben wir der Forschungsabteilung der TH Offenburg unseren elektrischen Effizienzfilter zur Verfügung gestellt, von dessen positiven Effekten auf die Stromnetzqualität bereits rund 280 Unternehmen im D-A-CH-Raum profitieren. Für den Aufbau des digitalen Zwillings liefert die Messtech

Mario Ditella, Geschäftsführer der LIVARSA GmbH, begründet das Engagement

Von unserer Mitwirkung an dem Projekt versprechen wir uns zum einen neue Erkenntnisse, die uns eine weitere Optimierung der Wirkung unserer Effizienzfiltertechnik ermöglichen. Zum Beispiel Versuchsergebnisse zu Topologien, Netzzuständen und Störungen, die über die Versuche gewonnen werden. Zum anderen aber auch neues Datenmaterial für Simulationen und Modellierungen, das wir in unsere Monitoringsoftware integrieren wollen, um unseren Kunden auf diese Weise einen Mehrwert in der Betriebsführung bieten zu können

Untersuchung der Effekte verschiedener Konstellationen von Ladesäulennutzung

Insgesamt setzt sich das Forschungsprojekt aus fünf Arbeitspaketen zusammen. Prof. Dr. Jörg Bausch, der an der Hochschule Offenburg eine Professur für elektrische Maschinen und Anlagen hält, verantwortet das Arbeitspaket „Verteilnetz“, in dessen Versuchsaufbau unser elektrischer Effizienzfilter zur Anwendung kommt.

Im Fokus steht die Messung und Analyse von Netzdaten, die zunächst im experimentellen Zwilling gewonnen und anschließend im Rahmen von Emulationen und Betriebssimulation zum Aufbau eines digitalen Zwillings genutzt werden sollen. Emuliert werden dabei beispielsweise unterschiedliche Lastsituationen, die entstehen, wenn eine, zwei oder aber eine Vielzahl von Ladestationen – die je nach Versuchsaufbau nicht einmal miteinander synchronisiert sind - zeitgleich innerhalb eines Stromnetzes genutzt werden.

Zusätzlich werden im Wechsel verschiedene Einflussfaktoren zugespielt, wie beispielsweise durch PV-Anlagen oder defekte Leistungselektronik plötzlich auftretende Stromspitzen, die durch den Einsatz unserer Filtertechnik reduziert werden können.

Dazu Prof. Dr. Bausch: Wir wollen herausfinden,...

welche Effekte verschiedene Konstellationen von Ladesäulennutzung und Energielieferanten auf das Stromnetz haben. Und dementsprechend auch auf die Netzqualität. Denn diese wiederum hat einen ganz erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer und den störungsfreien Betrieb elektrischer Betriebsmittel – genauso wie auf die von Ladesäulen und Batterien. Im Kern geht es also um den Aufbau eines umfassenden Modells, das die Grundlage für Verbesserungen im laufenden E-Mobility-Betrieb bilden soll.

Suche nach neuralgischen Punkten für Optimierung im elektrischen Netz

Ebenfalls soll über den experimentellen Zwilling durch verschiedene Set-ups sowie entsprechende Modellierung und Berechnungen erforscht werden, an welcher Stelle sich im elektrischen Netz – beispielweise direkt am Ortsnetztrafo oder aber direkt vor dem Ladepark oder vor den Ladestationen - Störungen oder Unregelmäßigkeiten durch den Einsatz entsprechender Technologien am besten ausgleichen lassen.

Hervorgerufen werden diese nicht nur durch witterungsbedingte Einflussfaktoren, sondern auch durch die in den Ladesäulen verbaute Leistungselektronik sowie mögliche Wechselwirkungen zwischen den Säulen untereinander.

Ditella ergänzt: Die Forschungsergebnisse geben im Idealfall Aufschluss darüber,...

an welcher Stelle in der Netztopologie wir unseren elektrischen Effizienzfilter am besten installieren, um einen maximalen Nutzen für unsere Anwender zu erzielen. Sprich: in Zukunft werden wir diese noch besser beraten können, als das heute bereits der Fall ist“.

Insgesamt wird das Projekt über drei Jahre hinweg mit knapp einer Millionen Euro gefördert. Ziel der Förderung ist es, die anwendungsnahe Forschung zur Energiewende zu stärken. Ergebnisse sollen künftig in Ladesäulen, Wallboxen oder stationären Speichern Einsatz finden.

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