Vehicle-to-Grid: Wenn das Elektroauto das Stromnetz entlastet

Die Energiewende braucht innovative Lösungen – eine davon ist Vehicle-to-Grid (V2G). Dabei wird das Elektroauto zum Pufferspeicher für das öffentliche Stromnetz und gleicht Schwankungen aus.

In den vergangenen Wochen wurde viel über die Energiewende diskutiert – und schon jetzt steht fest, dass sich der Umstieg auf erneuerbare Energien in den kommenden Monaten und Jahren beschleunigen wird. Im Mittelpunkt stehen dabei vor allem die Sonnen- und Windenergie.

Allerdings bringen sowohl Photovoltaik- als auch Windkraftanlagen ein Problem mit sich: sie können nicht konstant rund um die Uhr Energie liefern. Denn wenn kein Wind weht und sich die Windräder nicht drehen, fließt auch kein Strom. Demgegenüber kann es an besonders windigen Tagen zu einer Überproduktion kommen – es wird also mehr Strom erzeugt, als benötigt.

Bei einer Photovoltaikanlage verhält es sich ähnlich. Von den Dächern kommt tagsüber häufig mehr Strom, als in den Haushalten verbraucht wird. Demgegenüber muss in den Abend- und Nachtstunden Strom aus dem Netz eingekauft werden, weil nachts eben keine Sonne scheint. Immer mehr Privathaushalte lösen dieses Problem mit einem Stromspeicher. Er speichert die Überproduktion am Tag und stellt den Strom den Verbrauchern im Haushalt dann zur Verfügung, wenn er gebraucht wird. Auf diese Weise lässt sich in einigen Szenarien aufs Jahr gesehen eine nahezu hundertprozentige Autarkie erreichen.

Die Vehicle-to-Grid-Technologie überträgt dieses Konzept aufs gesamte Stromnetz – und setzt dabei auf Elektroautos als Pufferspeicher.

Vehicle-to-Grid: Elektroautos als Pufferspeicher für das Stromnetz

Gemäß den Zielen der Bundesregierung sollen im Jahr 2030 deutschlandweit 15 Millionen vollelektrische Fahrzeuge unterwegs sein. Jedes dieser Fahrzeuge verfügt im Regelfall über eine Batterie mit einer Kapazität zwischen 40 und 100 Kilowattstunden (kWh). Anders ausgedrückt: Jedes Elektroauto ist im Prinzip ein (mobiler) Stromspeicher.

Wie auch ihre Vorgänger mit Verbrennungsmotor, stehen die meisten Elektroautos statistisch betrachtet rund 23 Stunden am Tag ungenutzt herum. Was wäre, wenn sie in dieser Zeit permanent mit dem Stromnetz verbunden wären?

Hier kommt die Vehicle-to-Grid-Technologie ins Spiel. Sie verwandelt die Akkus von Elektroautos in eine gigantische, dezentrale Schwarmbatterie – und macht sie zu einem elementaren Bestandteil des Stromnetzes. Das Konzept ist denkbar einfach: Wenn Photovoltaik- und Windkraftanlagen mehr Strom erzeugen, als benötigt wird, wird dieser in den Akkus der Elektroautos gespeichert. Kommt es zu Lastspitzen, also Situationen in denen mehr Strom benötigt wird, als zur Verfügung steht, geben die Elektroautos den Strom wieder ans Netz ab.

Dass das nicht nur Theorie ist, sondern die Hochvolt-Batterien von Elektroautos auch tatsächlich als intelligenter Pufferspeicher benutzt werden können, hat in Baden-Würrtemberg erst kürzlich ein Pilotversuch von Porsche, dem Übertragungsnetzbetreiber TransnetBW und dem Beratungsunternehmen Intelligent Energy System Services (IE2S) gezeigt:

Kernelement der Datenkommunikation im Pilotversuch ist ein von IE2S entwickeltes, cloud-basiertes Pooling-System. Dieses koordiniert die Ladevorgänge der Elektrofahrzeuge. Dabei übersetzt es die Regelleistungs-Sollwerte des Netzbetreibers in fahrzeugspezifische Signale, die die Ladevorgänge in Echtzeit steuern. Darüber hinaus regelt das Pooling-System den hochfrequenten und zeitsynchronen bidirektionalen Datentransport.

Vehicle-to-Grid: Zuerst muss das Stromnetz intelligenter werden

Wie das Zitat am Ende des vergangenen Absatzes zeigt, ist die Vehicle-to-Grid-Technologie keineswegs banal, sondern erfordert ein intelligentes Stromnetz, in dem Erzeuger, Verbraucher, Netzbetreiber sowie alle anderen Beteiligten miteinander vernetzt sind.

Die Artificial Intelligence of Things (AIoT) kann in diese Kontext einen wichtigen Beitrag leisten – beispielsweise beim Energiemanagement. AIoT-Lösungen sind dazu in der Lage, den Stromverbrauch und das Nutzungsverhalten von Haushalten und Unternehmen nicht nur zu erfassen und zu analysieren, sondern mittels Machine Learning auch Vorhersagen zu treffen. Auf diese Weise wird eine intelligente Steuerung des Stromnetzes möglich, durch die die V2G-Technologie ihr Potenzial voll ausspielen kann.

Mehr über AIoT erfahren Sie auf der diesjährigen AIxIA in Paris.