4.4.7 Elektro-Mobilität
Für die Elektromobilität im Quartier Detlevstraße wurden folgende Annahmen getroffen:
- 115 Stellplätze (Stellplatzschlüssel 0,25)
- Verbrauch 20 kWh pro 100 km
- 15.000 km Jahresfahrleistung, Batterieladung 50% (7.500 km) zuhause, die restliche Beladung unterwegs (Firma, Unterwegsbeladung etc.)
- Fahrzeuge werden bei Rückkehr an Ladesäule angeschlossen
- Ladeleistung alternativ 3 kW oder 22 kw (siehe unten)
Das Laden von Elektroautos kann derzeit mit Leistungen bis 350 kW erfolgen. Für Ladestationen am Wohnort sind derartig hohe Leistungen jedoch nicht erforderlich. Bei typischen Batteriekapazitäten von 50 bis 100 kWh ist für ein vollständiges Laden über Nacht (5–10 Stunden) eine Leistung von 10 kW ausreichend.
Der mittlere tägliche Stromverbrauch von 4 kWh (=15.000 km/a * 0,5 * 20 kWh/ (100 km) / 365 Tage) kann innerhalb von einer Stunde an einer Haushaltssteckdose (240 V, 16 A, 3,8 kW) nachgeladen werden.
Das Lastprofil für das Laden von Elektroautos wurde aus typischen Tagesganglinien für untergeordnete Straßen abgeleitet. Zunächst wurde daraus der Anteil der im Quartier eintreffenden Fahrzeuge für jede Stunde der Woche abgeschätzt.
Unter der Annahme, dass diese Fahrzeuge gleichmäßig über die jeweilige Stunde verteilt ans Netz angeschlossen werden, lässt sich mit der mittleren Ladedauer ein Lastprofil der Ladeleistung ermitteln. Dieses ist gegenüber den Tagesganglinien der Verkehrsbelastung umso weiter nach hinten verschoben und abgeflacht, je weniger Ladeleistung pro Fahrzeug zur Verfügung steht.
Aufgrund der insgesamt kurzen Ladedauer sind die Unterschiede der Profile gering.
Durch Demand-Response-Strategien kann das Laden der Fahrzeuge teilweise auf netzdienliche Zeitpunkte verschoben werden. Wir bilden das durch „tageszeitlich flexible“ Lastverteilung ab: Die Fahrzeuge werden im Tagesverlauf dann geladen, wenn gerade überschüssiger PV-Strom zur Verfügung steht.
Fall A ist die Variante mit minimalem Stromverbrauch, Fernwärme ohne Elektromobilität. Hier kann im Winter der PV-Strom fast vollständig im Quartier verbraucht werden, auch ohne Batterie. Im Sommer gibt es dagegen erhebliche Überschüsse (A1: Variante mit Batterie).
Fall B zeigt die maximal realistische Netzbelastung durch Elektroautos (gegenüber Planung verdoppelter Stellplatzschlüssel, alle Fahrzeuge elektrisch, kein Lastmanagement). Die Änderung des Lastprofils ist erkennbar, aber nicht gravierend (B1: Variante mit Batterie).
Fall C ist ein vollständig strombasiertes Quartier, im Fall D wird zusätzlich eine Batterie mit tageszeitlich ausgleichender Wirkung eingesetzt. Die erforderliche Batteriekapazität beträgt ca. 1500 kWh. Zum Vergleich: 230 E-Autos à 50 kWh haben eine Gesamtkapazität von 11500 kWh.
Der im Quartier verbrauchte Anteil des erzeugten PV-Stroms wächst von Fall A bis D immer mehr an. Die elektrische Raumheizung hat dabei keinen Einfluss, da es im Winter ohnehin keine PV-Überschüsse gibt. Batteriespeicher sorgen für eine deutliche Erhöhung der Eigenstromnutzung.
Im Fall E, in dem alle Elektroautos tageszeitlich flexibel geladen werden, werden die Überschüsse weit weniger reduziert als mit Batterie. Für diesen Fall steht keine Grafik zur Verfügung.
Die verfügbare Ladeleistung hat fast keinen Einfluss auf das Lastprofil, da die Fahrzeuge in allen Fällen in wenig mehr als einer Stunde geladen sind.
Hinweis: Betrachtet wurden hier typische Winter- und Sommertage. Sonderfälle (Ferienende, Fußballweltmeisterschaft, Weihnachten und Silvester) können sich anders darstellen. Auch die Schwankungen der Solarleistung zwischen trüben und klaren Tagen sind hier nicht explizit berücksichtigt, der Einfluss auf die Jahresbilanz ist jedoch erfahrungsgemäß gering.
