Maximale Ladeleistung Netzseitig

[eve]

Gestern habe ich bei der Langen Nacht der Wissenschaften in einem Grüppchen ein Weilchen mit Prof. Bäker (TUD, LS Fahrzeugmechatronik) unterhalten. Dabei hat er ein wenig über die Projektarbeit geplaudert.

Eine Sache um die es ging war die Ladeinfrastruktur. Seines Erachtens ist diese das Problem Nummer eins. Die gesetzliche Regelung für Personen/Gewerbe, die Lademöglichkeiten anbieten wollen sei ungünstig im Bezug auf das Anbieten von Strom (Energielieferant) und das Aufstellen von Ladesäulen sehr umständlich. Ehe die CHAdeMO/CCS DC Säule und ein paar AC Lader auf dem Campusgelände hinter dem Institut aufgestellt werden konnten sind gut 18 Monate ins Land gegangen.

Sein Lehrstuhl ist u. a. bei der Entwicklung des Porsche Mission E beteiligt. Da er zuvor bereits gesagt hatte, dass er Probleme bei hohen Ladeleistungen mit dem Netz sieht (für Leistungen über einem Grenzwert- Spitzenlasten - nimmt ein Anbieter seiner Aussage den doppelten Preis), hatte ich dann gleich mal bzgl. der 350 kW Ladeleistung des Mission E nachgehakt. Es kam dann jedoch nur eine verschwommene Kurzantwort, in der er Überlegungen zu ladesäulenlokalen Batterien/Energiespeichern darlegte. Diese würden über Nacht/zwischendurch geladen und werden beim laden von Fahrzeugen dann ergänzend genutzt. Meine sowas wurde jetzt kürzlich bei einigen Schnellladern bereits installiert.

Was mich interessiert ist: (1) Wie viel Leistung kann überhaupt dem Netz maximal entnommen werden? Ist das von Ort zu Ort unterschiedlich? Was liegen denn für Leitungen unter der Straße (innerorts) bzw. wie werden die heutigen Schnelllader versorgt (hängen die alle am Mittelspannungsnetz)?

Bei Wikipedia steht zu Niederspannungsnetzen was von wenigen hundert Metern bis zu einigen Kilometern und (unter Sonderformen) von Leistungen von einigen 100 kW bis mehreren MW. Bei einer dichten Infrastruktur könnte das doch schon knapp werden wenn es viele 11/22 kW Ladepunkte in einem NSN gibt, oder? Was für eine Kapazität haben die Batterien, die bei den Batteriegepufferten Schnellladesäulen verwendet wurden?

(2) Kann man da ggf. auch ans Mittelspannungsnetz gehen wie offensichtlich für die DC Säulen?

Dadurch, daß der Gleichrichter in der Station ist, kann man diese direkt ans Mittelspannungsnetz anschließen und hohe Leistungen übertragen (bis zu 350 kW wurden genannt, Praxis sind heute 50 kW, bei Tesla bis 120 kW kurzzeitig). Bei AC ist bei 43 kW de facto Schluß, weil das Ladegerät bei höheren Leistungen das Auto "ausfüllt".

Wie aufwendig ist das? Könnte mir vorstellen, dass von den Leitungen der Mittelspannungsnetze eher weniger rumliegen..

An einem SuC mit 8 Stalls, wie viele können da zeitgleich die maximale Leistung ziehen? Bei neueren wäre ja die theoretische Spitzenleistung kurzzeitig bis zu 8 * 135 kW d. h. > 1 MW.

(3) Können heute installierte 50 kW Lader einfach auf höhere Leistungen geupgradet werden? Also einfach per Softwareupdate der neuer LS-Anschluss oder stärkeren Gleichrichter und fertig?

[Spüli]

Moin!
Der Anschluss solcher Ladesäulen erfolgt immer in der Niederspannung. Selbst bei Tesla ist das so. Allerdings wird wenige Meter entfernt ein Trafo platziert. Somit ist die Länge der Zuleitung sehr kurz.
Im Bereich der Mittelspannung können auch große Leistungen abgenommen werden. Bei größeren Verbrauchern in der Industrie werden dann auch aus Gründen der Ausfallsicherheit mehrere Leitungen angeschlossen.

Es stimmt aber schon, das kurze Last spitzen sehr teuer sein können. Denn schließlich muss der ganze Netzanschluss auf diese Spitze ausgelegt werden. Daher macht es rechnerisch einen Sinn, diese Spitzen mit Puffer-Akkus abzufangen, sofern eine Verschiebung der Last nicht möglich ist.

Bei Tesla wird für 2 Parkplätze immer nur ein Gleichrichter installiert. Dieser kann allerdings in Stufen zu je 30kW Umschalten. Daher werden bei 8 Stalls auch nur 4 Gleichrichter zu je 135kW benötigt. Die Spitzenleistung ist als deutlich reduziert, ohne das der Kunde es wirklich merkt.

[Lokverführer]

Es kam dann jedoch nur eine verschwommene Kurzantwort, in der er Überlegungen zu ladesäulenlokalen Batterien/Energiespeichern darlegte. Diese würden über Nacht/zwischendurch geladen und werden beim laden von Fahrzeugen dann ergänzend genutzt. Meine sowas wurde jetzt kürzlich bei einigen Schnellladern bereits installiert.

Der E-Wald hat z.B. in Teisnach sowas auf dem Hof stehen: http://energy.gildemeister.com/de/speic ... #Übersicht
http://energy.gildemeister.com/de/speic ... refpop3-12
Mit 10 kW Leistung allerdings sicherlich nur ein Tropfen auf dem heißen Stein...

So pauschal wie Spüli das sagte, stimmt es meiner Ansicht nach nicht. Die meisten Schnelllader haben keinen Trafo. Das gilt nur für die großen Ladeparks von Allego, bei denen gleich 4 72 bis 93kW Säulen stehen und die meisten Tesla Supercharger. Mindestens ein Supercharger (4 Stalls in Ückerfelde) hat aber keinen eigenen Trafo. Ich sah jedenfalls keinen.

In Lutherstadt Wittenberg haben die Stadtwerke an ihrer Säule einen öffentlich einsehbaren Trafo samt Leistungsanzeige für die einzelnen Unterverteiler aufgestellt. Da versorgt ein Trafo glaube 9 Unterverteiler mit insgesamt rund 900A, wenn ich mich Recht erinnere. Ein Unterverteiler, von dem aus die Hausanschlüsse abgehen, kriegt da also nur rund 100A ab.

Als ich dort am Samstag gegen 22 Uhr lud, zog meine Zoe mit 22kW soviel wie 3 der dort angezeigten Unterverteilungen zusammen benötigten.

[kai]

Wenn 350kw DC und 22kw AC Standard sind ist eh nur noch beides mit großen Pufferbatterien möglich.

Jeder TYP2 22kw Zugang wird 20kwh und jeder 350 kw DC Zugang einen 200 kWh Akku haben müssen, sonst wird das nicht mehr zugelassen werden.

Gruß

Kai

Abwarten. Tesla schaffts doch heute auch schon, in der norwegischen Einöde 800kW zu installieren, die sogar noch gleichzeitig genutzt werden. Und der einzige mir bekannte Standort mit mutmaßlicher Batterievorbereitung (Köge, mutmaßlich deshalb, weil im Gleichrichterbereich noch sehr viel Platz und 2 Anschlüsse vorhanden sind) hat immer noch keinen Puffer installiert bekommen. Und an dem Standort gibt es neben den 10 Superchargern noch einen 93kW DC+AC-Lader, 22kW Typ2, einen Wasserstoffcontainer, der mit 275kW angebunden wird und 2 große Tankstellen.

[eve]

Allerdings wird wenige Meter entfernt ein Trafo platziert.

Und der Trafo ist dann also ans Mittelspannungsnetz angeschlossen. Für Schnelllader reicht die DIchte des Mittelspannungsnetzes dann wohl aus.

Wenn 350kw DC und 22kw AC Standard sind ist eh nur noch beides mit großen Pufferbatterien möglich.

Vielleicht an Hotspots. Tesla kann ja offenbar sehen, wo wann wie viel geladen wird und die anderen Anbieter sicherlich auch. Stark frequentierte Stationen könnten dann peu a peu ausgebaut werden. Ob das dann in der Praxis klappt...mal schau. Ein oder einige SuC in..wo wars noch gleich - irgendwo in Kalifornien sind jedenfalls gut aus- und teil überlastet. Bisher kommt der Ausbau aber nur so langsam vorran bzw. wächst die Anzahl der ÖLI nur so langsam, dass sich keine Engpässe abzeichnen.

Wie ist das bei AC/DC mit höheren Leistungen? Kann man u. U. heutige 20 bzw. 50 kW später ggf. für 100 oder 150 kW "freischalten"?

Außer der neuen Evtec-Säule kann kein angebotenes Modell aufgerüstet werden. Und bei Evtec must du natürlich auch heute schon 150kW Netzzugang vorsehen, um dann einfach durch Einbau weiterer Module auf 150kW aufzurüsten. Ob es in 5 Jahren noch die passenden Module geben wird, steht natürlich auf einem anderen Blatt und ist eher zu bezweifeln. Heute gibts ja für manche 2011 gebauten DC-Lader keine Ersatzteile mehr.