{"id":78339,"date":"2022-01-07T10:11:56","date_gmt":"2022-01-07T09:11:56","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=78339"},"modified":"2022-01-07T10:11:57","modified_gmt":"2022-01-07T09:11:57","slug":"das-e-mobil-mit-hauseigenem-solarstrom-laden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/mobilitaet\/das-e-mobil-mit-hauseigenem-solarstrom-laden\/","title":{"rendered":"Das E-Mobil mit hauseigenem Solarstrom laden"},"content":{"rendered":"\n

Ein Elektroauto zu fahren, das mit PV-\u200bStrom f\u00e4hrt, klingt attraktiv. Aber kann man ein Fahrzeug, das mit Strom aus der heimischen Solaranlage geladen wird, noch flexibel nutzen? Ein ETH-\u200bForscherteam pr\u00e4sentiert \u00fcberraschende Ergebnisse.<\/p>\n\n\n\n

Die Photovoltaik (PV) w\u00e4chst rasant. Sie deckt in der Schweiz bereits f\u00fcnf Prozent des landesweiten Stromverbrauchs. Ein starkes Wachstum herrscht auch bei der Elektromobilit\u00e4t: Aktuell sind auf Schweizer Strassen 70’000 reine Elektromobile unterwegs, zus\u00e4tzlich 200’000 Hybride. Martin Raubal, Professor f\u00fcr Geoinformations-\u200bEngineering an der ETH Z\u00fcrich, begr\u00fcsst die Entwicklung: \u00abDer Mobilit\u00e4tssektor ist in der Schweiz f\u00fcr rund ein Drittel der Treibhausgase verantwortlich. Die Elektromobilit\u00e4t ist ein Weg, um den CO2<\/sub>-\u200bAusstoss des Verkehrs zu vermindern.\u00bb<\/p>\n\n\n\n

Solarstrom und E-\u200bMobile passen zusammen<\/h5>\n\n\n\n

Ein Forscherteam um Martin Raubal hat das Wachstum der Solarstrom-\u200bProduktion und der Elektromobilit\u00e4t nun gedanklich zusammengef\u00fchrt. Die Wissenschaftler wollten wissen, in welchem Grad Elektroauto-\u200bBesitzerinnen und -\u200bBesitzer ihre Fahrzeuge mit Strom aus einer eigenen Solaranlage laden k\u00f6nnen, und dies, ohne sich bei der Autonutzung st\u00e4rker einschr\u00e4nken zu m\u00fcssen als bei herk\u00f6mmlichem Laden mit Netzstrom. Viele Menschen sehen das Laden mit PV-\u200bStrom n\u00e4mlich kritisch: \u00abWie soll ich mein Elektromobil nutzen, wenn es \u00fcber den Tag bei Sonnenschein an die Ladestation muss?\u00bb, lautet eine landl\u00e4ufige Meinung.<\/p>\n\n\n\n

Die Studie der ETH-\u200bForscher best\u00e4tigt diese Skepsis nicht, im Gegenteil: \u00abUnsere Ergebnisse zeigen, dass Besitzende von Elektromobilen ihre Autos ohne besondere Einschr\u00e4nkungen nutzen und gleichzeitig zu einem betr\u00e4chtlichen Teil mit eigenem Solarstrom laden k\u00f6nnen, dies auch ohne Zwischenspeicher\u00bb, fasst Henry Martin das Hauptergebnis der Studie zusammen. Martin ist Doktorand am Institut f\u00fcr Kartographie und Geoinformation der ETH Z\u00fcrich und forscht am Institute of Advanced Research in Artificial Intelligence (IARAI) in Wien. Die Untersuchung der ETH-\u200bWissenschaftler ist soeben in der renommierten Fachpublikation Renewable & Sustainable Energy Reviewscall_made<\/a> erschienen.<\/p>\n\n\n\n

Reale Nutzerdaten, virtueller PV-\u200bErtrag<\/h5>\n\n\n\n

Im Zentrum der Studie standen 78 Elektromobilisten. Die Personen bewohnten in der Regel ein Einfamilienhaus und benutzten ihr Fahrzeug oftmals \u00fcber den Tag. Ihr Nutzerverhalten war w\u00e4hrend zehn Monaten minuti\u00f6s aufgezeichnet worden. So wussten die ETH-\u200bForscher, wann die Elektroautos fuhren, wann sie standen, und wann sie geladen wurden. Die Nutzerdaten stammten aus dem \u00ab\u2039SBB Green Class\u00bb-\u200bProjekt, bei dem Privatpersonen gegen Entgelt ein Mobilit\u00e4tspaket aus Generalabonnement und Elektroauto inklusive privater Ladestation erwerben konnten.<\/p>\n\n\n\n

Die Elektroauto-\u200bBesitzenden luden ihre Autos meist an der heimischen Ladestation mit Netzstrom. H\u00e4tten sie ihre Autos gleich flexibel nutzen k\u00f6nnen, wenn sie diese mit Strom aus einer eigenen PV-\u200bAnlage geladen h\u00e4tten? Um diese Frage zu kl\u00e4ren, stattete Henry Martins Forscherkollege Ren\u00e9 Buffat die Wohnh\u00e4user der 78 E-\u200bMobil-Besitzenden gedanklich mit einer PV-\u200bAnlage aus: Dazu ermittelte er \u00fcber die Wohnadresse die jeweiligen H\u00e4user, rekonstruierte unter Einbezug verschiedener Geodaten die verf\u00fcgbare Dachfl\u00e4che und bedeckte diese virtuell mit PV-\u200bModulen. Anhand historischer Wetterdaten mit 30-\u200bMinuten-Aufl\u00f6sung errechnete Buffat den potenziellen Solarstrom-\u200bErtrag, wobei er beispielsweise auch die Verschattung durch Nachbargeb\u00e4ude und B\u00e4ume ber\u00fccksichtigte.<\/p>\n\n\n\n

Hoher Eigenverbrauch dank intelligenter Steuerung<\/h5>\n\n\n\n

Dank dieser Modellrechnung wussten die ETH-\u200bForscher nun, wie viel PV-\u200bStrom jedem E-\u200bMobil-Besitzer zu jedem Zeitpunkt f\u00fcr die Ladung seines Fahrzeugs zur Verf\u00fcgung stand. Dabei trafen sie die Annahme, dass der Solarstrom priorit\u00e4r f\u00fcr die Ladung des Elektromobils verwendet wird. Die maximale Ladeleistung betrug im Modell 11 Kilowatt (kW). Die PV-\u200bAnlagen verf\u00fcgten je nach Haus \u00fcber eine Spitzenleistung von 5 bis 25 kW. Sie reichten in der Regel aus, das entsprechende Auto bei Sonnenschein mit voller Leistung zu laden.<\/p>\n\n\n\n

Die Wissenschafter berechneten nun f\u00fcr vier Ladestrategien, welcher Anteil des eigenen Solarstroms f\u00fcr das Laden der Elektroautos herangezogen werden kann, wobei die Nutzenden ihr Mobilit\u00e4tsverhalten nicht ver\u00e4ndern. Im ersten Fall werden die Elektroautos zu den gleichen Zeiten geladen wie bisher mit Netzstrom, jetzt allerdings mit Solarstrom, sofern dieser verf\u00fcgbar ist. Das Ergebnis ist ern\u00fcchternd: Im Durchschnitt werden in dem Fall nur 15 Prozent des j\u00e4hrlichen Strombedarfs durch PV-\u200bStrom gedeckt (der Rest durch Netzstrom).<\/p>\n\n\n\n

Anders das Ergebnis bei Ladestrategie 2, bei der eine einfache intelligente Steuerung (Smart-\u200bCharging) daf\u00fcr sorgt, dass die Batterie vorzugsweise dann geladen wird, wenn hauseigener Solarstrom zur Verf\u00fcgung steht. In dem Fall kann \u00fcber die H\u00e4lfte (56 Prozent) des Strombedarfs mit eigenem Solarstrom gedeckt werden, und dies ohne Einsatz eines Zwischenspeichers. \u00abDer hohe Anteil hat uns \u00fcberrascht\u00bb, sagt Henry Martin, \u00abSmart-\u200bCharging kann den Eigenverbrauch von Solarstrom markant erh\u00f6hen \u2013 und das Fahrzeug l\u00e4sst sich gleich flexibel nutzen, als w\u00fcrde es mit Netzstrom geladen.\u00bb<\/p>\n\n\n\n

Algorithmen f\u00fcr Smart-\u200bCharging<\/h5>\n\n\n\n

Sch\u00f6pft man das Potenzial der intelligenten Steuerung konsequent aus (Ladestrategie 3), k\u00f6nnen die E-\u200bMobile sogar zu 90 Prozent mit eigenem Solarstrom \u00abbetankt\u00bb werden. Wird der PV-\u200bStrom in einem Speicher gepuffert (Ladestrategie 4), sind die Fahrzeuge praktisch ausschliesslich mit Solarstrom unterwegs. Die ETH-\u200bForscher sehen Zwischenspeicher indes zwiesp\u00e4ltig: Der Eigenverbrauch von gr\u00fcnem PV-\u200bStrom l\u00e4sst sich damit zwar noch ein wenig steigern. Die Nachhaltigkeitsbilanz des gesamten Ladesystems wird allerdings durch den Umstand getr\u00fcbt, dass die Herstellung von Stromspeichern relevante CO2<\/sub>-\u200bMengen verursacht.<\/p>\n\n\n\n

\u00abUnsere Fallstudie f\u00fchrt das bislang kaum genutzte Potenzial von Smart-\u200bCharging f\u00fcr eine dezentrale und netzdienliche Versorgung mit erneuerbaren Energien vor Augen\u00bb, sagt Martin Raubal. An seinem Lehrstuhl werden zurzeit Strategien des maschinellen Lernens entwickelt mit dem Ziel, Solarertrag und Nutzerverhalten m\u00f6glichst exakt vorhersagen zu k\u00f6nnen. Sie bilden die Grundlage f\u00fcr die Entwicklung von Smart-\u200bCharging-Algorithmen, die in Ladestationen von Elektromobilen schon bald standardm\u00e4ssig eingesetzt werden d\u00fcrften.<\/a><\/a><\/p>\n\n\n\n