Forschungsprojekt DC-LEO

Ladeinfrastruktur für Elektromobilität an Oberleitungsnetzen

Credit:

BMWK

Für eine erfolgreiche Energiewende spielt der Ausbau erneuerbarer Energien im Mobilitätssektor eine entscheidende Rolle. Besonders relevant ist dabei die effiziente Nutzung von bestehenden Netzstrukturen, also einem Ausbau von vorhandener Infrastruktur, um Kosten im Vergleich zu Neuinstallationen zu reduzieren. Innerhalb des Projekts soll eine Gleichstrom-Ladeinfrastruktur (DC-LIS) für Ladestationen von Elektrofahrzeugen mit dem Ziel entwickelt werden, die Energieversorgung direkt an das bestehende Oberleitungsnetz von Straßenbahnen anzuschließen.

Forschungsprojekt DC-LEO

 

Laufzeit

Juli 2020 bis Juni 2023

Förderung durch

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz

Projektbeteiligte

  • Institut für Vernetzte Energiesysteme
  • Institut für Verkehrssystemtechnik
  • SEN - System Entwicklung Nordhausen GmbH
  • Stadtwerke Nordhausen – Holding für Versorgung und Verkehr GmbH
  • Fachgebiet Stadt- und Regionalökonomie an der Fakultät Architektur und Stadtplanung der FH Erfurt (Evaluation & Transfer)
  • Institut Stadt I Mobilität I Energie (ISME)
  • Für eine erfolgreiche Energiewende spielt der Ausbau erneuerbarer Energien im Mobilitätssektor eine entscheidende Rolle. Besonders relevant ist dabei die effiziente Nutzung von bestehenden Netzstrukturen, also einem Ausbau von vorhandener Infrastruktur, um Kosten im Vergleich zu Neuinstallationen zu reduzieren.

    Ladestationen für Elektrofahrzeuge werden im innerstädtischen Bereich typischerweise an das öffentliche Wechsel- bzw. Drehstromnetz (engl. alternating current=AC) angeschlossen. Diese Wechselspannung wird bei der Nutzung von Schnellladesäulen zunächst in die hierfür benötigte Gleichspannung (engl. direct current=DC) umgewandelt. Im Projekt DC-LEO sollen die Leistungskapazitäten der Oberleitungsnetze von Straßenbahnen genutzt werden, die bereits mit Gleichspannung betrieben werden, aber starke Schwankungen der Betriebsspannung im normalen Betrieb aufweisen. Innerhalb des Projekts soll eine Gleichstrom-Ladeinfrastruktur (DC-LIS) entwickelt werden, sodass die Energieversorgung direkt an das Oberleitungsnetz angeschlossen werden kann. Die Entwicklung dieser Infrastruktur soll zunächst anhand eines Ladesäulen-Demonstrators in einer Laborumgebung validiert, anschließend unter realitätsnahen Bedingungen auf dem Betriebshof Nordhausen getestet und schließlich im öffentlichen Raum der Stadt Nordhausen integriert werden.

    Die Tätigkeiten der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Vernetzte Energiesysteme teilen sich grob in zwei Schwerpunkte auf. Zunächst erfolgen Standort- und Umfeldanalysen sowie eigene Feldmessungen, um ein digitales Abbild des Nordhausener Oberleitungsnetzes zu erstellen. Zusätzlich werden bereits existierende V2X (Vehicle-to-X) Kommunikationsstrukturen bzw. -Normen für die Ladeinfrastruktur analysiert. Anschließend wird aus den Simulationsergebnissen in Verbindung mit den Bedarfsermittlungen ein Anforderungsprofil der zukünftigen Ladeinfrastruktur erstellt. Im zweiten Schwerpunkt werden die ermittelten Daten und Simulationsmodelle in das Netz-Emulationslabor des Instituts (DLR_NESTEC) übertragen. Dort lassen sich die verschiedenen Spannungsprofile nachbilden und die Hardware kann in einer gesicherten Laborumgebung entwickelt und getestet werden, ohne Einfluss auf das städtische Netz zu nehmen.  Des weiteren können die verschieden V2X Kommunikationsstrukturen nachgebildet und erprobt werden. Das in der späteren Testphase auf dem Nordhausener Betriebshof gewonnene Wissen kann anschließend direkt in die kontinuierliche Entwicklung der Netzemulation fließen.

    Die Projektergebnisse können anschließend im wissenschaftlichen Rahmen präsentiert werden, um einen intensiven Austausch anzuregen und durch die interdisziplinäre Weiterentwicklung der Technologie einen entscheidenden Beitrag zur Energiewende leisten.

    Weitere Informaionen zum Forschungsprojekt DC-LEO:

    Kontakt

    Netztechnologie

    Forschungsgruppe
    Institut für Vernetzte Energiesysteme
    Carl-von-Ossietzky-Str. 15, 26129 Oldenburg