Es gibt eine große Vielfalt an Elektrofahrzeugen in unterschiedlichen Designs, Größen und Ausführungen für verschiedene Einsatzgebiete – vom einfachen Fahrrad oder Dreirad bis hin zu mittelgroßen Lieferwagen. Dies ermöglicht die Implementierung maßgeschneiderter Systeme, die auf die spezifischen Bedürfnisse eines Gebiets zugeschnitten sind.
Mehrere Systeme mit großen Energiespeichern (Batterien von Elektrofahrzeugen), die über die ganze Stadt verteilt sind, können die Stromversorgung von Mikronetzen in Gebieten mit stark schwankendem Strombedarf erleichtern.
Die Einführung von Elektrofahrzeugen in Städten erfordert zudem Investitionen in neue elektrische Infrastruktur, um unter anderem die verschiedenen Ladestationen mit ausreichend Strom zu versorgen.
Traditionell basieren Stromnetze auf großen Kraftwerken, die die Endverbraucher über etablierte Übertragungs- und Verteilungsnetze mit Energie versorgen. Dieses traditionelle Modell hat sich bewährt und eine zuverlässige und sichere Energieversorgung gewährleistet. Die steigende Nachfrage nach erneuerbaren Energien verändert jedoch die Struktur dieser Netze. Ein wachsender Anteil unseres Energieverbrauchs wird von Wind- oder Solarparks gedeckt, die oft weit außerhalb von Städten liegen. Zudem werden lokale Strom- und Wärmeerzeugungsanlagen auf Gemeindeebene in den Verteilnetzen immer häufiger anzutreffen sein.
Um sicherzustellen, dass diese neuen Netztypen qualitativ hochwertige Energie aus so unterschiedlichen Quellen beziehen und gleichzeitig die benötigte Leistung zuverlässig an die Verbraucher liefern können, muss ein intelligentes Management in das Gesamtsystem integriert werden. Hier kommt die Energiespeicherung ins Spiel.
Batteriespeicher erfüllen drei grundlegende Funktionen: Sie stellen sofort verfügbare Energie bereit, gleichen Leistungsniveaus aus und gewährleisten die Netzstabilität.
Energie jederzeit verfügbar:
Batterien ermöglichen die jederzeitige Verfügbarkeit von Energie, unabhängig vom Zeitpunkt ihrer Erzeugung. Diese Eigenschaft ist besonders wertvoll für erneuerbare Energien, die stark von Umweltfaktoren wie Sonnenlicht und Wind abhängen. Photovoltaikanlagen oder Windkraftanlagen erzeugen Energie, wenn natürliche Ressourcen vorhanden sind, und versorgen dann die verschiedenen an das Stromnetz angeschlossenen Dienste. Bei fehlendem Sonnenlicht oder Windstille können diese Dienste jedoch unter Umständen nicht versorgt werden. Darüber hinaus kann die Erzeugung den aktuellen Bedarf übersteigen, was zu einem Energieüberschuss führt.
Batterien gleichen Angebot und Nachfrage aus – sowohl hinsichtlich des Zeitpunkts der Energieanforderung als auch der Kosten der bereitgestellten Energie. Sie können überschüssige Energie speichern, wenn diese nicht benötigt wird, und sie bei Bedarf ins Netz einspeisen, selbst wenn das Erzeugungssystem unter ungünstigsten Bedingungen arbeitet.
Leistungsanpassungen:
Es gibt viele Situationen, die zu erheblichen Schwankungen im Leistungsbedarf des elektrischen Systems führen können. Abbildung 1 zeigt die häufigsten Situationen in diesem Bereich.
Netzstabilität:
In Batterien gespeicherte Energie wird mit präzise steuerbarer Spannung und Leistung bereitgestellt. Eine der größten Herausforderungen für Energieversorgungsunternehmen besteht darin, ihren Kunden ein Produkt mit gleichbleibender Qualität anzubieten.
Bei direkter Versorgung aus Erzeugungsanlagen macht die Vielzahl an Szenarien es äußerst schwierig, wenn nicht gar unmöglich, stabile Spannungs- und Frequenzwerte über die Laufzeit eines mittel- oder langfristigen Vertrags zu gewährleisten. Batterien garantieren diese Versorgung innerhalb der vom Kunden geforderten Parameter. Eine Batterie kann bedarfsgerecht dimensioniert werden und ist das ideale Instrument, um zwischen Kunde und Lieferant stabile und klar definierte Geschäftsbedingungen festzulegen.
Gleichzeitig müssen Elektrofahrzeuge und ihre Implementierungsstrategien in die Entwicklung dieser Entwicklungen im Energiesektor einbezogen werden. Daher spielt die Forschung im Bereich elektrochemischer Batterien eine grundlegende Rolle bei der Entwicklung effizienter Lösungen. Im Rahmen dieser effizienten Lösungen werden verschiedene Möglichkeiten geprüft, die letztendlich ausgetauscht werden müssen, um eine klare Spezifikation oder Definition der Batterieanforderungen für diese Anwendungsbereiche zu erstellen. Beispiele für Anforderungen an die Entwicklung bestimmter Batterietechnologien sind: -
Hohe Leistungsmerkmale: Energiedichte, hohe Leistung, lange Lebensdauer in Lade- und Entladezyklen, Betrieb bei extremen Temperaturen, Schnellladung, niedriger Preis usw.
- Kommunikationsfähigkeit mit dem System: Batterien, die ihren Status und ihre Situation melden können, um von einer intelligenten Managementeinheit jederzeit die entsprechenden Anweisungen zu erhalten.
- Batteriesysteme, die verschiedene Energiequellen an ein einziges Speichersystem mit mehreren Ausgängen für unterschiedliche Anwendungen mit gleichzeitigem Energiebedarf anschließen können.
- Energiespeichersysteme, deren Kosten an die Lebensdauer des Gesamtsystems gekoppelt sind, um ein besseres Management und eine wirtschaftliche Nutzung der Energiespeicherung zu ermöglichen.
- Batterien in Elektrofahrzeugen, die bei Netzausfall als Stromversorgung für andere Gemeinschaftseinrichtungen dienen können. Da eine Gemeinde typischerweise mehrere Fahrzeuge besitzt, kann die gespeicherte Energie für andere Zwecke genutzt werden, wenn diese gerade nicht in Betrieb sind.
- Batterien, die als grundlegende Komponenten eines komplexen Wohngebäudesystems für das umfassende Management von Energiezufuhr und -verbrauch für bestehende Einrichtungen fungieren können.
Unter diesen Betriebs- und Managementparametern erscheint es klar, dass eine der ersten Anwendungen von Batterien als Energiespeichersysteme in städtischen Umgebungen in Fällen liegen wird, in denen eine Fahrzeugflotte unter Einhaltung von Energieeffizienzstandards betrieben wird, die mit anderen stationären oder Traktionsdiensten verbunden ist, mit dem Ziel, Energie zu sparen, die Umwelt zu schonen und zu respektieren sowie die Energiekosten zu senken.
Autor:
Joaquín Chacón, General Manager von Saft Batteries
