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Erneuerbare Energien und Elektromobilität in smarten Produktionsstätten von Morgen
Fachkongress
Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr
Dortmund, 3. April 2014
Dr. Jan Fritz Rettberg / Dipl.-Ing. Jonas Maasmann
Gefördert durch:
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NRW Kompetenzzentrum Elektromobilität, Infrastruktur & Netze am Standort TU Dortmund
03.04.2014 | Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr | Rettberg/Maasmann 2
Technologie- und Innovationsplattform
für…
Ladestationen
Ladesysteme
Abrechnungssysteme
Funk- und Kommunikationseinrichtungen
One-Stop-Shop für alle systemtechnischen
Fragestellungen im Zusammenhang mit
Energiewende und Elektromobilität
Energieversorgungsnetz
Leistungselektronik
Kommunikation
EMV
Umwelteinflüsse
Gefördert durch:
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NRW Kompetenzzentrum Elektromobilität, Infrastruktur & Netze am Standort TU Dortmund
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TU Dortmund ie³ - Institut für Energiesysteme, Energie-
effizienz und Energiewirtschaft
Lehrstuhl für Regelungssystemtechnik
Lehrstuhl für Elektrische Antriebe und
Mechatronik
Lehrstuhl für Kommunikationsnetze
Arbeitsgebiet Bordsysteme
Arbeitsgebiet Maschinenelemente
Lehrstuhl für Marketing
Lehrstuhl für Unternehmensrechnung und
Controlling
Industriepartner AKUVIB Engineering und Testing GmbH
ef.Ruhr GmbH
EMC Test NRW GmbH
LTi DRiVES GmbH
RWE AG
Technologiezentrum Dortmund
TÜV Informationstechnik GmbH
ef Ruhr
EnergieForschungRuhr
DuisburgEssenBochumDortmund
ef RuhrEnergieForschungRuhr
DuisburgEssenBochumDortmund
Gefördert durch:
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NRW Kompetenzzentrum Elektromobilität, Infrastruktur & Netze am Standort TU Dortmund
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Gefördert durch:
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Leuchtturmprojekt
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Aufgaben und Ziele des Projekts metropol-E
Nachhaltige Integration von innovativen Elektromobilitäts-Anwendungen innerhalb der
Metropolregion Ruhr
• Entwicklung neuartiger Flottennutzungslösung
• Teilweise Substitution des konventionellen
Fuhrparks durch einen elektrischen
• Städtische CO2-Reduktion
• Schnell-Ladetechnik
• Integration von lokalen erneuerbaren Energien
• Stationäre Speicher
• lokale SIMONE
Ergebnis
Selbsttragendes Konzept beruhend auf
Geschäftsmodellen
Übertragbar auf andere kommunale und
privatwirtschaftliche Flotten (Road-Map)
Koordination: RWE Effizienz GmbH
Partner: Stadt Dortmund, Ewald Consulting, PTV AG, TU Berlin, TU Dortmund
Projektvolumen: ca. 7,5 Mio. € (0,6 Mio. € TU Dortmund)
Laufzeit: 2012-2013, gefördert durch BMVBS
Mobilitätskonzept mit IKT-seitiger Unterstützung Intelligente Ladeinfrastruktur und Ladekonzepte
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Aufgaben und Ziele des Projekts metropol-E
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Geschäftskonzept zur Ladung der städtischen
E-Flotte aus lokalen Erneuerbaren Energien
Lösungsansatz
Untersuchung energierechtlicher und
technischer Anforderungen zur optimierten
Integration lokaler erneuerbarer Energien
Lastverschiebungspotentiale im Hinblick auf
betriebliche Wirtschaftlichkeit und CO2-Bilanz
Entwicklung von steuerungsbasierten
Ladekonzepten und Integration
unterschiedlicher Ladetechnologien
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Aufgaben und Ziele bei der Flottenelektrifizierung
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Aufbau von Ladeinfrastruktur
Planung Fahrzeugpool Management Fahrzeugpool
Erstellung eines Energiebedarfs bzw. Lastprofils der E-Flotte unter
Berücksichtigung der Nutzeranforderungen
Klassifizierung des Fahrzeugpools
Lademanagementstrategien
Einspeiseprofile bestehender und
zukünftiger selbst erzeugter EE
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Standardisiertes Verfahren
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Substitution der konventionellen Flotte
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Umweltfreundlichkeit Wirtschaftlichkeit
• Berücksichtigung der PV-
Anlagen auf den Dächern
der Gebäude des
Flottenbetreibers
• Aufbau neuer
Infrastruktur
• Aufbau von stationären
Speichern zur Steigerung
des EE-Anteils
• Ladekonzepte zur
Steigerung des EE-
Anteils
• Auswahl von Fahrzeugen
mit hohen jährlichen
Laufleistungen
• Ladekonzepte zur
Senkung der
Gesamtkosten
• Untersuchung des
energiewirtschaftlichen-
und regulatorischen
Rahmens
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Flottenanalyse
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Vergleichsszenarien
Szenario I
Szenario II
Szenario III
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Intelligente Ladeinfrastruktur und Ladekonzepte
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Intelligente Ladeinfrastruktur
Ladestationen mit der Möglichkeit die Ladeleistung zu variieren
Ladesysteme bestehend aus Ladestation, EE-Anlage und Speicher
Intelligente Ladekonzepte
Konzepte bei denen das Lastverschiebungspotential bei der Ladung
genutzt wird, um die Bewirtschaftung der Flotte entweder
umweltverträglicher oder wirtschaftlicher durchzuführen
Umsetzungsmöglichkeiten:
Abhängig von der Güte der Prognose- und Reservierungsdaten
Regelungsbasiert
Steuerungsbasiert
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Einfluss der Zusatzlast der Elektrofahrzeuge auf das Lastprofil
von Gebäuden
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Sekundäranalyse
• Kategorisierung
und Auswahl der
Fahrzeuge
• Ermittlung der
zusätzlichen
Last
Verhalten der
Fahrzeugnutzer
Mögliche Kostenänderung:
• abweichende Netzentgelte,
abweichende Messkosten
• Erhöhung des Lastpeaks hat
Einfluss auf Netzentgelte
• eine Erhöhung der
Anschlussleistung kann zu einem
Baukostenzuschuss führen
Einordnung des Kunden in SLP- und
RLM-Kunde
• Unterschiede in der
Kostenstruktur
• Unterschiede in der Höhe der
Kosten möglich
Strombezugskosten
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Einbindung in Smart Factories
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Smart Factory
Infrastructures
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Umsetzung der Smart Factory mit einem DC Micro Grid
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DC
DC
DC
DC
DC
DC
DC
DC
EE Einspeiser
Second-Life
Speicher
Sonstige DC Lasten
G BHKWNetz mit EE Anteil
Energie-management
Ladepunkt(induktiv)
E-Fahrzeug(bidirektional)
Ladepunkt(auto. konduktiv)
E-Fahrzeug(bidirektional)
EV- Flotte
Kommunikation DC Leitung
AC LeitungLastfluss
Ladepunkt(konduktiv)
E-Fahrzeug
Steueru
ng
AC
Grid
DC
Micro
Grid
DC
AC
Statio-närer
Speicher
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Smart Factory Potentiale
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Last
+
-10
-5
0
5
10
15
0 1 2 3 4 5 6 7 8 91
01
11
21
31
41
51
61
71
81
92
02
12
22
3
Leis
tun
g/kW
h
Uhrzeit
Lastgang, Erzeugung, Einspeisung
PV
Last
Speicher
0
20
40
60
80
00
:00
02
:15
04
:30
06
:45
09
:00
11
:15
13
:30
15
:45
18
:00
20
:15
22
:30
Last/kWh
Energiebezug
= Investitionsoptimierung
Produkionsoptimierung
Mobilitätsoptimierung
Optimaler Energiebezug
Unterstützung bei Standort-
entscheidungen
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Ausblick
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Netzregler Regionaler
Regler Stellgröße
RePEG Regional Power
for Economic Growth Regelbare
ONS
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Kontakt
Dr. Jan Fritz Rettberg
Kompetenzzentrum für Elektromobilität, Infrastruktur und Netze
Technische Universität Dortmund
ie³ - Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft
Fon: +49 231 9742 4131 | Mobil: +49 1578 59 19 279 | Fax: +49 231 9742 4139
eMail: [email protected] | www.kompetenzzentrum-elektromobilitaet.de
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Herzlichen Dank für die Aufmerksamkeit!