Anschlussprojekte
Potentialanalyse bidirektionaler Ladestrategien unter Verwendung realer Fahr- und Nutzerdaten
Prof. Dr. Marco Pruckner
Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Modeling and Simulation Lab
Dr. Timothy Lipman
University of California, Berkeley
Transportation Sustainability Research Center
Die steigende Anzahl von Elektrofahrzeugen auf den globalen Fahrzeugmärkten stellt die regionalen Stromnetze vor großen Herausforderungen, insbesondere wenn die Fahrzeuge abends zu Hause geladen werden. Intelligente Ladealgorithmen ermöglichen das Ladeflexibilitätspotenzial der Fahrzeuge zu nutzen, indem Ladevorgänge in Stunden mit einem höheren Anteil an Erneuerbaren im Energiemix verlagert werden. In diesem Projekt planen wir, das Potenzial von bidirektionalem Laden und Vehicle-2-Grid Anwendungen zu untersuchen. Die Idee ist, Ladevorgänge nicht nur zeitlich, sondern auch räumlich zwischen verschiedenen Ladeorten zu verschieben und die Rückspeisung in das Stromnetz zu ermöglichen, um diese bestmöglich zu stützen. Hierfür werden wir unter Verwendung von realen Daten aus einem Vorgängerprojekt an der UC Berkeley, Optimierungs- und Simulationsmodelle entwickeln. Die Ergebnisse werden die Potenziale von bidirektionalen Ladestrategien unter neuen Preissignalen zeigen, welche von Partnern der UC Berkeley entwickelt wurden. Zusätzlich sollen Potenziale weiterer Systemdienstleistungen, wie z. B. Frequenzregelung, aufgezeigt werden.
Ausgangsprojekt: Datengetriebene Ladestrategien für die Netzintegration von Elektrofahrzeugen
Abschlussbericht
Das Bayerisch-Kalifornischen Hochschulzentrums (BaCaTeC) förderte den Austausch zwischen dem Lehrstuhl für Informatik XI (Modellierung und Simulation) der Julius-Maximilians-Universität Würzburg und dem Transportation Sustainability Research Center (TSRC) an der UC Berkeley.
Die Förderung ermöglichte es dem Doktoranden Leo Strobel im Dezember 2023 das TSRC an der UC Berkeley zu besuchen. Der Besuch führte zu einem intensiven Austausch mit Dr. Timothy Lipman (Co-Director, TSRC) und Dr. Soomin Woo (aktuell: Assistant Professor, Smart Vehicle Engineering, Konkuk University), woraus eine Publikation über Kosten- und Emissionseinsparpotentiale von intelligentem bidirektionalen Laden in Kooperation mit BMW of North America entstanden ist. Diese befindet sich derzeit in Revision [1].
Darüber hinaus konnte zusammen mit Dr. Soomin Woo ein erfolgreicher gemeinsamen Antrag für ein internationales Forschungsprojekt gestellt werden: "Paradigm shifting of our traditional working environment for a Smart and Sustainable Work Culture (SSWC) through connectivity and sharing" gefördert durch das Driving Urban Transformation Partnership (DUT).
Außerdem wurden zusammen mit Dr. Lipman und BMW of North America Ergebnisse des ChargeForward Projekts von BMW ausgewertet, in dem der Einsatz von intelligenter Elektorautoladesteuerung zur Reduktion von CO2-Emissionen in der Realität erprobt wird. Eine Publikation der aus der Datenauswertung gewonnen Erkenntnisse wird angestrebt [2].
Zusätzlich ermöglichte die Förderung einen weiteren Forschungsaufenthalt des Doktoranden Jonas Schiller im Oktober 2024. Während dieses Aufenthalts wurde die gemeinsame Forschung im Bereich des intelligenten Ladens vertieft und weitere Paper-Ideen entwickelt, die nach Verfügbarkeit der benötigten Daten umgesetzt werden sollen [3]. Dies bezieht sich auf das CalFlexHub Projekt, gefördert durch die California Energy Commission und geleitet vom Lawrence Berkeley National Laboratory zusammen mit der UC Berkeley und anderen Partnern, in dem der Einsatz von Lastflexibilitäten zur Effizienzsteigerung des elektrischen Energiesystems untersucht wird.
Das Projekt untersucht ein zu erwartendes zukünftiges Strompreismodel mit dynamischen (stündlich und täglich schwankenden) Strompreisen für Endkunden. Außerdem wird untersucht wie in diesem Kontext intelligentes Elektroautoladen auf Haushaltsebene eingesetzt werden kann, um den Netzbetrieb zu unterstützen und Ladekosten zu minimieren.
Zudem ermöglichte der Besuch von Jonas Schiller einen intensiven fachlichen Austausch mit Forschenden des TSRC zu Themen wie Carsharing, Survey Design sowie kostenbasierter Verkehrssteuerung. Darüber hinaus nahm Jonas Schiller an mehreren Workshops und Vorlesungen Teil, unter anderem zu den Themen Integration von Elektroautos, urbaner Luftmobilität, und Unfallforschung im Verkehrsbereich unter Einsatz intelligenter Sensorik.
[1] Soomin Woo, Leo Strobel, Yuhao Yuana, Marco Pruckner, Timothy E. Lipman: Exploring Bidirectional Charging Strategies for an Electric Vehicle Population, Applied Energy, *in revision*
[2] Leo Strobel, Marco Pruckner, Timothy E. Lipman: Real World Emissions Savings Potentials of Intelligent EV Charging: A Case Study, *in progress*
[3] Jonas Schiller, Leo Strobel, Marco Pruckner, Timothy E. Lipman, Evaluation of different dynamic price signals for incentivizing intelligent EV charging *in progress*