Aufgrund der immer knapper werdenden Rohstoffe und der Klimabelastung rückt das Thema der Elektromobilität politisch motiviert in den Vordergrund. Die deutsche Bundesregierung beschloss im Rahmen des Nationalen Entwicklungsplanes Elektromobilität, dass 2020 bis zu einer Million Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen fahren sollen. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, wird in allen Bereichen der Fahrzeugentwicklung sowie der Ladeinfrastruktur und der Planung von Elektroenergienetzen intensiv geforscht.
In dieser Arbeit wurden die Unterschiede vorhandener Niederspannungsnetzstrukturen beim Einsatz einer hohen Anzahl von Elektrofahrzeugen untersucht. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Parameter der Spannungsqualität, Transformator- und Leitungsbelastung gelegt. Weiterhin wurde untersucht ob mit Hilfe einer intelligenten Ladesteuerung sich die betrachteten Parameter verbessern lassen.
Es wurde herausgefunden, dass die betrachtete städtische Niederspannungsnetzstruktur mit Hilfe einer geringen Steuerung, es ermöglicht alle Elektrofahrzeuge aufzuladen. Dabei ist nur eine Verteilung der elektrischen Last über die Nachtstunden nötig, um den in der Stadt begrenzenden Faktor, die Transformatornennleistung nicht zu überschreiten. Im betrachteten ländlichen Netzgebiet war es jedoch selbst durch eine intelligentere Steuerung, als im städtischen Netz, nicht möglich den hauptbegrenzenden Parameter, die Spannungsqualität am Strangende in elektroenergienormkonforme Grenzen, zu verbessern. Für den 100% durchdringenden Elektrofahrzeugeinsatz ist somit ein Netzausbau unumgänglich.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Stand der Technik
- Netzstrukturen
- Elektromobilität
- Anreiz
- Mögliche Potentiale und Probleme
- Elektrofahrzeuge und deren Kenndaten
- Simulation
- Auswahl der Netzgebiete
- Implementierung der Netze
- Randbed ingungen
- Verbraucherstruktur
- Privatmobilitätsstruktur
- Ladekurve
- Ablauf der Simulation
- Auswertung der Ergebnisse
- Ermittlung der Netz belastba,rkeit
- Ladeszenario im städ tischen N etz
- Ladeszenario im ländlichen Netz
- Verlustbetrachtung
- Intelligente Ladesteuerung im ländlichen Netz
- Ermittlung der Netz belastba,rkeit
- Zusammenfassung
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Literaturverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit untersucht die Lademöglicllkeiten von Elektrofahrzeugen in Nic» derspannungsnetzen von Stadt und Land, die überwiegend der Versorgung von Haus- haltskunden dienen. Das Ziel ist es dabei, mit Zuhilfenahme zutreffender Annahmen eine zuverlässige Anzahl von Elektrofahrzeugen zu ermitteln, welche ohne Netzausbau in den Niederspannungsnetzen geladen werden können. Hierbei wird besonders auf die Unter- schiede zwischen städtischen und ländlichen Netzstrukturen eingegangen und diese vergli- chen. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Einhaltung der Elektroenergienorm DIN EN 50160 und den maximalen Leitungsbelastungen.
- Die Integration von Elektrofahrzeugen in das bestehende Stromnetz.
- Die Untersuchung der Netzbelastbarkeit in städtischen und ländlichen Netzen.
- Die Analyse der Spannungsstabilität und Leitungsbelastung bei verschiedenen Ladeszenarien.
- Die Entwicklung und Implementierung einer intelligenten Ladesteuerung.
- Die Ermittlung der maximalen Anzahl von Elektrofahrzeugen, die in den Netzen geladen werden können.
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung führt in das Thema der Elektromobilität ein und erläutert die Bedeutung dieser Technologie im Kontext der Energiewende und des Klimaschutzes. Es werden die Herausforderungen und Chancen der Elektromobilität im Hinblick auf die Energiespeicherung und die Ladeinfrastruktur diskutiert.
Das Kapitel "Stand der Technik" bietet einen Überblick über die verschiedenen Netzstrukturen in der Niederspannungsversorgung und die aktuellen Entwicklungen im Bereich der Elektromobilität. Es werden die Anreize für die Nutzung von Elektrofahrzeugen, die Potentiale und Probleme der Elektromobilität sowie die Kenndaten aktueller Elektrofahrzeuge vorgestellt.
Das Kapitel "Simulation" beschreibt die Auswahl der Netzgebiete, die Implementierung der Netzmodelle und die Festlegung der Randbedingungen für die Simulation. Es werden die Verbraucherstruktur, die Privatmobilitätsstruktur und die Ladekurven der Elektrofahrzeuge definiert.
Das Kapitel "Auswertung der Ergebnisse" analysiert die Ergebnisse der Simulationen und zeigt die Auswirkungen des Ladens von Elektrofahrzeugen auf die Netzbelastbarkeit, die Spannungsstabilität und die Leitungsbelastung in städtischen und ländlichen Netzen. Es werden verschiedene Ladeszenarien untersucht und die Notwendigkeit einer intelligenten Ladesteuerung herausgestellt.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen die Elektromobilität, die Integration von Elektrofahrzeugen in Niederspannungsnetze, die Netzbelastbarkeit, die Spannungsstabilität, die Leitungsbelastung, die Ladesteuerung, die Verbraucherstruktur, die Privatmobilitätsstruktur, die Ladekurve, die DIN EN 50160, die Simulation von Lastflüssen und die Auswertung der Ergebnisse. Die Arbeit befasst sich mit den Herausforderungen und Chancen der Elektromobilität im Hinblick auf die Integration in das bestehende Elektroenergiesystem, insbesondere in städtischen und ländlichen Niederspannungsnetzen.
- Quote paper
- David Kühnert (Author), 2010, Vergleich von Niederspannungsnetzstrukturen unter Berücksichtigung einer hohen Anzahl von Elektrofahrzeugen, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/178216
