Elektromobilität, Smart Grid und Eigenerzeugung (Emosyn)

Abstract

Motivation: Für kleine und mittlere ÖPNV-Betreiber ist es unabdingbar, notwendige Investitionsentscheidungen für Betriebshof und Ladeinfrastruktur bei der Umstellung auf Elektrobusse im Vorfeld abschätzen zu können.

Zielsetzung: Es wird untersucht, inwieweit modell- und datenbasierte Ansätze bei der technischen und wirtschaftlichen Bewertung einer Pilotanlage mit Photovoltaikanlage, Stationärspeicher und Ladeinrastruktur unterstützen können. Dazu werden fünf Forschungsfragen untersucht: Wie kann die Auslegung über Simulationen unterstützt und abgesichert werden? Wie sehen Lademanagementstrategien unter Berücksichtigung realer Umläufe und dem Verwerten der eigenerzeugten Energie aus? Wie lassen sich die gewonnenen Daten auf einen geplanten Endausbau skalieren? Was sind Optimierungskriterien für den wirtschaftlichen Betrieb? Welche Kriterien sollten bei der Fahrzeugeinsatzplanung berücksichtigt werden?

Vorgehen: Nach der Konzeptionierung der Pilotanlage wurde diese mit Hilfe eines Generalunternehmens auf dem Betriebshof des ÖPNVBetreibers umgesetzt. Die gesamte Anlage wurde über entsprechende Sensorik erfasst. Nach der Inbetriebnahme erfolgte eine Phase der Validierung und Optimierung bevor die Ergebnisse auf weitere Ausbaustufen skaliert wurden.

Ergebnis: Die Auslegung der Anlage kann sehr gut über Simulationsrechnungen unterstützt werden. Über den Abgleich mit Echtzeitdaten konnte eine Gesamtmodell des Betriebshofes erstellt werden, das in hoher Güte das reale Verhalten widerspiegelt. Bei der Inbetriebnahme konnten Modellrechnungen helfen, Fehler und Defizite schnell zu identifizieren. Auf Grundlage der Modelle wurden Lademanagementstrategien erarbeitet, die auf unterschiedliche Szenarien (z.B. Wetter) angepasst werden können. Für den weiteren Ausbau wurden notwendige Infrastrukturerweiterungen (z.B. Anzahl notwendiger Ladepunkte mit Bezug zu sich daraus ergebenden Ladezeiten) mit Simulationsrechnungen hinterlegt. Der wirtschaftliche Betrieb kann derzeit auf Grund der hohen Investitionskosten in den Batteriespeicher nicht dargelegt werden. Aus dem Projekt ergeben sich aber konkrete Hinweise und Maßnahmen, um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern.

Schlussfolgerung: Durch die vertrauensvolle und intensive Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und Hochschule konnten im Projekt konkret verwertbare Ergebnisse erzielt werden. Zielführend dafür war die zielgruppen- und bedarfsgerechte Aufarbeitung der Ergebnisse.