SunnYparc – intelligente Elektromobilität im Dienste des Stromnetzes von morgen

Das SunnYparc-Projekt, an dem fünf Schweizer Unternehmen beteiligt sind, zielt darauf ab, die Synergien zwischen der lokalen Erzeugung erneuerbarer Energie und der Elektromobilität zu erforschen. Bis Ende 2022 werden 25 Ladestationen (davon 5 bidirektional) auf dem städtischen P+R Parkplatz implementiert werden. Am Ende im Jahr 2025 sollen 250 Ladestationen für Elektrofahrzeuge am Standort Y-PARC in Yverdon-les-Bains implementiert sein. Diese Ladestationen werden über ein intelligentes Mikronetz mit den lokalen industriellen Verbrauchern und einer grossen Photovoltaikproduktion verbunden sein. Innerhalb dieses Mikronetzes werden verschiedene Steuerungs- und Preismodelle auf der Grundlage der Smart-Meter-Architektur erforscht, wobei die Besitzer von Elektrofahrzeugen aktiv einbezogen werden. Ziel ist es, zu zeigen, dass das intelligente Aufladen dieser Fahrzeuge – insbesondere durch die Vehicle-to-Grid-Technologie[i] (V2G) – das Potenzial hat, das Schweizer Stromnetz zu entlasten, das Risiko von Blackouts zu verringern und die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern zu reduzieren.

[i] « vom Fahrzeug ins Netz ». Technologie, die die Einspeisung des in der Batterie eines Elektrofahrzeugs gespeicherten Stroms in das Netz ermöglicht.

Hintergrund

Der massive Einsatz von erneuerbaren Energien und die Elektrifizierung von Fahrzeugen sind zwei Grundpfeiler der Energiewende, die in der Schweiz und darüber hinaus im Gange sind. Ohne intelligente Koordination könnte dieser Ausbau die Stabilität des Stromnetzes belasten, indem sie zu grossen, unkorrelierten Spitzen bei der Stromerzeugung und beim Stromverbrauch führen. Darüber hinaus ist es nicht möglich mit dem zu Hause erzeugten Solarstroms sein Elektrofahrzeug aufzuladen, wenn dieses am Arbeitsplatz geparkt ist. Im Gegensatz dazu bieten Industriegebiete grosse Flächen, die sich für Photovoltaikanlagen eignen. Ihr geringer Eigenverbrauch bremst den Einsatz dieser Anlagen. Die Integration von Ladestationen für Elektrofahrzeuge stellt daher eine einzigartige Möglichkeit dar, diese Paradigmen zu ändern. Diese Lösung erfordert jedoch ein intelligentes Management des Aufladens dieser Fahrzeuge und eine angemessene Preisgestaltung innerhalb des lokalen Netzes. In dieser Hinsicht ist der Schweizer Regulierungsrahmen in Europa einzigartig, da er die Privatisierung von Teilen des Stromnetzes in Mikronetze erlaubt, welche innerhalb eine flexible Strompreisgestaltung zulassen. Die neue Technik von bidirektionale Ladestationen sorgt für zusätzliche Flexibilität bei der Bereitstellung von Dienstleistungen zur Unterstützung des Stromnetzes und ermöglichen so eine nicht zu unterschätzende Einnahmequelle. Parallel dazu eröffnet die Vehicle-to-Grid-Technologie (V2G) die Möglichkeit, den tagsüber in der Autobatterie gespeicherten erneuerbaren Strom am Abend zu Hause zu verbrauchen. Das Fahrzeug ersetzt somit das Stromnetz für den Stromtransport und erleichtert den Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch. Diese Überlegungen, die aus den Arbeiten im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts RegEnergy hervorgegangen sind, werden im Laufe des Pilotprojekts SunnYparc vertieft und umgesetzt.

Implementierung

Fünf Schweizer Unternehmen sind an diesem Projekt beteiligt: Das Ingenieurbüro Planair für das Projektmanagement und die Studien, der Netzbetreiber Yverdon Energies für einen Teil der Photovoltaikanlagen, die Umsetzung sowie das Management des Mikronetzes und der Ladeinfrastruktur, EATON für die Entwicklung und Lieferung der hochleistungsfähigen AC- und DC- Eaton Green Motion-Ladestationen, Smart Energy Link (SEL) für die Entwicklung des intelligenten Steuerungssystems des lokalen Netzes und Virtual Global Trading (VGT) für die Einrichtung eines Flexibilitätsaggregators und die Entwicklung dynamischer Tarife in Verbindung mit dem Strommarkt. Im Mittelpunkt des Projekts steht die Bewertung verschiedener Preismodelle, die jeden Besitzer eines Elektrofahrzeugs einbeziehen, der von Consumern zu Prosumern und sogar zu Smartsumern werden[ii] . Auf diese Weise soll die unterschiedliche Nutzung der Fahrzeuge, die im Laufe der Woche auf einem Industrie- und Gewerbegelände abgestellt werden, optimal genutzt werden. Die intelligente Aggregation mehrerer Ladestationen wird das Stromnetz vom Anschluss einer grossen Anzahl von Fahrzeugen an einem lokal begrenzten Punkt entlasten und dem Netz sogar eine Flexibilität verleihen, die der einer grossen stationären Batterie gleichkommt.

[ii] « vom Verbraucher zum Verbraucher-Produzenten und sogar zum vernetzten Verbraucher-Produzenten ». Die Besitzer von Elektrofahrzeugen dieser dritten Kategorie stellen (gegen Entgelt) die Lade-/Entladeleistung des Fahrzeugs zur Verfügung, um dem Stromnetz fortschrittliche Dienstleistungen anzubieten.

Ziele

Letztendlich wird der Aufbau einer Photovoltaikanlage, die jährlich mehr als 1 GWh (1 Mio. kWh) Strom produziert, die Stromversorgung der lokalen Unternehmen sowie der angestrebten 350 Elektrofahrzeuge ermöglichen. Darüber hinaus wird SunnYparc durch die Installation von 250 Ladestationen zum grössten Demonstrationsprojekt in Europa für ein intelligentes Mikronetz, das Photovoltaik, industrielle Nutzer und Elektromobilität integriert. Dank der V2G-Technologie werden die 50 bidirektionalen Ladestationen mit einer Einspeiseleistung von über 1 MW verschiedene Dienstleistungen für das Stromnetz anbieten können. Die im Laufe des Projekts ermittelten Möglichkeiten zur Flexibilisierung der Nachfrage werden quantifiziert und wegweisende Preismodelle entwickelt, die eine grossflächige Replikation dieses Konzepts ermöglichen.

Öffentliche Unterstützung

SunnYparc wird vom P+D-Programm des Bundesamts für Energie und vom Kanton Waadt finanziell unterstützt. Die Stadt Yverdon-les-Bains ist über Yverdon Energies der Hauptinvestor des Mikronetzes und der Ladeinfrastruktur.

Kontakte

Planair – Projektkoordinator, Verantwortlicher für Kommunikation und Studien – Herr Geoffrey Orlando, geoffrey.orlando@planair.ch

Yverdon Energies – Betreiber des Verteilungsnetzes und der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge – Regierungsrat Energiedepartement, Herr Benoist Guillard, bgu@ylb.ch   

EATON – Anbieter und Entwickler von Ladestationen Green Motion – Herr Toufann Chaudhuri, toufannChaudhuri@eaton.com  

Smart Energy Link – Experte für intelligente lokale Netzsteuerungssysteme – Herr Luca Comba, luca.comba@smartenergylink.ch

Virtual Global Trading – Marktspezialist für die Flexibilität des Stromnetzes – Herr Gregor Martinovic, gregor.martinovic@vgt.energy