Audi erforscht bidirektionale Ladetechnik

Elektroauto als Teil der Energiewende

Die “intelligente Nutzung von Elektroautos bietet großes Potenzial für die Energiewende”, so Audi in einer Medienmitteilung am 23.07.2020, in der es vor allem um bidirektionales Laden geht, das Zwischenspeichern von eigenem PV-Strom möglich machen soll. Dabei, so Audi und die Hager Group, setzen vor allem Kostenoptimierung und Eigenstromversorgung finanzielle Anreize.

Die Einbindung des Elektroautos in das häusliche Stromnetz bildet den Kern eines innovativen Forschungsprojekts zum bidirektionalen Laden. Besonders im Zusammenspiel mit einer Photovoltaikanlage bietet das große Vorteile. Überschüssiger PV-Strom kann zwischengespeichert und bei Bedarf abgegeben werden.

Mit steigenden Zulassungszahlen von Elektroautos erhöht sich die Zahl mobiler Energiespeicher. Ein großes Potenzial – wenn die Speicherkapazität intelligent nutzbar gemacht wird. Aus diesem Grund haben Audi und die Hager Group gemeinsam einen Forschungs- und Lösungsansatz entwickelt, der finanzielle Anreize schafft sowie eine erhöhte Versorgungssicherheit bietet: das bidirektionale Laden.

E-Auto als flexibler Energiespeicher

Die Idee ist ebenso einfach wie genial: Die Hochvolt-Batterie des Elektroautos wird nicht nur über die Wallbox zu Hause geladen, sondern kann als dezentrales Speichermedium auch wieder Energie ans Haus abgeben. Hat der Kunde eine Photovoltaikanlage, dient das E-Auto als Zwischenspeicher für den eigenerzeugten Ökostrom. Wenn die Sonne nicht mehr scheint, kann das Fahrzeug dann den gespeicherten Strom wieder ans Haus abgeben. Das bidirektionale Laden zu Hause – auch Vehicle to Home (V2H) genannt – hat großes Potential, die Stromkosten des Hausbesitzers zu senken und die Netzstabilität zu erhöhen. Als weitere Ausbaustufe ist im Zusammenspiel mit einem Heimspeicher eine fast vollständige Energieautarkie sowie erhöhte Versorgungssicherheit im Falles eines Blackouts möglich.

Seriennahe Technologie im Einsatz

Was sich in der Theorie einfach anhört, erfordert in der Praxis eine hohe technische Intelligenz und das abgestimmte Zusammenspiel verschiedener technischer Komponenten auf Seiten der Infrastruktur sowie im Fahrzeug. Beim Forschungsprojekt wurde ein Audi e-tron mit seriennaher Ladetechnologie ausgewählt. Im Versuchsverbund agierte das vollelektrische Audi Modell mit einer Gleichstrom-Wallbox, die eine Ladeleistung bis 12 kW ermöglicht, sowie einem flexibel erweiterbaren Heimspeicher mit 9 kWh Kapazität. Bei einem möglichen Serieneinsatz könnte dieser für zusätzliche Flexibilität sorgen, ist aber keine notwendige Voraussetzung für das bidirektionale Laden. Dank der DC-Spannungsebene im Gesamtverbund kommt die Verbindung zwischen PV-Anlage und Fahrzeug ohne Wechselrichter aus – eine besonders effiziente Lösung.

Laden mit PV-Strom spart Geld

Beim bidirektionalen Laden stehen vor allem Use-Cases im Fokus, bei denen Eigenheimbesitzer mit eigener Photovoltaikanlage kostenoptimiert eigenerzeugten Strom laden. Dabei speichert das Elektroauto den Überschuss der PV-Anlage, der nicht von Verbrauchern im Haus abgenommen wird. Verfügt der Kunde über variable Tarife, kann das E-Auto die gesamte Hausversorgung in Zeiten hoher Preise übernehmen. Nachts oder in Nebenzeiten des Tarifs lädt das Auto dann mit günstigem Strom wieder bis zum gewünschten Ziel-SOC (State of Charge). Über die reine Kostenoptimierung hinaus, stellt das bidirektionale Laden auch eine Versorgungssicherheit her: Bei einem Stromausfall ist das System in der Lage, das Haus durch die leistungsfähige HV-Batterie mit Energie zu versorgen oder sogar ein Gebäude ohne Netzanschluss im sogenannten Inselbetrieb autark zu betreiben.

Das gemeinsame Forschungsprojekt mit der Hager Group hat zwei wesentliche Dinge bewiesen: Kunden mit eigener PV-Anlage können ihre Mobilität kosten- und CO2-optimiert gestalten, und gleichzeitig das Stromnetz entlasten. Positiver Effekt dabei: Kunden eines Audi-Elektroautos können zusätzlich einen wichtigen Beitrag zum Gelingen der Energiewende leisten. Die intelligente Nutzung der HV-Batterie im Fahrzeug erschließt darüber hinaus nachhaltige Einsatzmöglichkeiten für eine vorhandene und bislang nur für Mobilitätszwecke verwendete Ressource.

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