Effizienzsteigerung und Optimierung einer regenerativ versorgten Ladeinfrastruktur mit Vanadium-Redox-Flow-Batterie durch nutzungsorientiertes Lade-und Energiemanagement, innovative DC-Netzstruktur und Anbindung an das Internet

Die vorrangigen Ziele von OptiCharge⁺ sind die Steigerung der Gesamtanlageneffizienz, der Netzverträglichkeit und des Nutzungskomforts sowie daraus resultierend eine Steigerung der Technologiereifegrade und in Kombination mit den geplanten Verwertungsoptionen ein wesentlicher Schritt in Richtung sozioökonomischer Marktfähigkeit der eingesetzten Einzelkomponenten sowie der Gesamtanlagentechnologie. Ein weiteres Ziel ist die Optimierung bzw. Weiterentwicklung sowie die Verknüpfung von Netz-, Energie- und Batteriemanagementsystem hinsichtlich eines energieeffizienten und netzverträglichen Ladens von batterieelektrischen Fahrzeugen. Schwerpunkte dabei sind die Einbindung der Netzkomponenten in das Internet der Dinge. Dies dient insbesondere zur Vereinfachung bzw. der Ermöglichung einer prädiktiven Wartung.

Die Steigerung der Gesamteffizienz der Testanlage wird durch die Verbesserung der Einzelkomponenten und der optimalen Abstimmung dieser Komponenten untereinander erreicht. Die Vanadium-Redox-Flow-Batterietechnologie wird sowohl auf elektrochemischer Ebene durch F&E an verbesserten Funktionsmaterialien zur Erweiterung des Betriebstemperaturfensters sowie an Maßnahmen zur Reduzierung/Kompensation von Nebenreaktionen/-wirkungen als auch auf Gesamtsystemebene durch Reduzierung des Eigenverbrauchs beispielsweise mittels angepasster Pumpensteuerung sowie der Optimierung des Batteriemanagementsystems inklusive einer erweiterten Verknüpfung mit dem Energiemanagementsystem verbessert. Weiterhin wird die Gesamtanlageneffizienz durch Reduzierung von AC/DC-Wandlungsverlusten aufgrund des im Rahmen von OptiCharge⁺ geplanten anlageninternen DC-Micro-Grids gesteigert. Dort werden alle in der Testanlage eingesetzten DC-Komponenten wie die PV-Anlage, die VRFB und die DC-Ladesäule eingebunden und über ein Netzmanagementsystem gesteuert und mit den anderen Systemen vernetzt. Durch die zusätzliche AC-seitige Einbindung einer Li-Ionen Batterie wird auch eine Schwarzstartfähigkeit der Testanlage erreicht.

Durch Einbeziehung des Nutzers in die Entwicklung des Lademanagementsystems wird neben einem energieeffizienten auch ein nutzerfreundliches Laden von batterieelektrischen Fahrzeugen gewährleistet. Dabei liegt ein Schwerpunkt der geplanten Arbeiten auf der Steigerung des Komforts während des Ladens bzw. während des Ladevorgangs.

Die Ergebnisse/Erkenntnisse des Vorhabens werden auf breiterer Basis, insbesondere im Zusammenarbeit mit den assoziierten Partnern in jeweils zwei Workshops und Hackathons vorgestellt, diskutiert und weiterentwickelt sowie auf weitere, teils größere Anlagen übertragen. Die Entwicklung eines allgemeinen OptiCharge Planungstools soll potentiellen Multiplikatoren, im ersten Schritt insbesondere den assoziierten Partnern, zur Entscheidungsfindung bei der optimierten individuellen Anlagenauslegung dienen.

Quelle: https://neu.projekt-opticharge.de/ziele/ (jüngster Zugriff: 21.02.2024)