Projekt eMobiGrid: Flexible Ladeinfrastruktur für Elektromobilität als Impulsgeber der Verkehrswende
Am Fraunhofer IISB in Erlangen wurden im Rahmen einer öffentlichen Abschlussveranstaltung die Ergebnisse des Forschungsprojekts eMobiGrid vorgestellt. Über einen Zeitraum von mehr als drei Jahren entwickelte das Konsortium eine intelligente, bidirektionale Lade- und Energieinfrastruktur, die Elektromobilität, erneuerbare Energien und Energiespeicher effizient miteinander verbindet. Die Initiative wurde durch die Förderrichtlinie Elektromobilität des Bundesministeriums für Verkehr (BMV) unterstützt.
Zielsetzung und technologische Entwicklung
Das Projekt „eMobiGrid – Entwicklung eines flexiblen DC-Netzes für die Elektromobilität“ verfolgte das Ziel, den Ausbau und die Netzintegration der Elektromobilität durch eine leistungsfähige bidirektionale Kopplung zwischen Strom- und Verkehrssektor zu beschleunigen. Gleichzeitig sollte der Anteil erneuerbarer Energien durch das Laden und Entladen von Elektrofahrzeugen erhöht werden. Hierfür wurde eine modulare und skalierbare Lade- und Energieinfrastruktur für gewerbliche, kommunale sowie industrielle Anwendungen konzipiert und erprobt. Kernstück bildet ein mobiles, containerbasiertes Energiesystem, das verschiedene elektrische Fahrzeuge, Batteriespeicher und regenerative Energiequellen über ein gekoppeltes Gleichstromnetz vernetzt.
Technische Innovationen und Systemkomponenten
- Leistungselektronik mit halbleiterbasierter Isolation
- Intelligente Messsysteme
- Modellprädiktive Steuerungsstrategien für lokale Gleichstromnetze
- Vorausschauende Energieflusssteuerung
- Prognoseverfahren zur Optimierung der Nutzung volatiler Energiequellen
Diese Komponenten ermöglichen eine effizientere Nutzung der Netzkapazitäten in Kombination mit lokalen Erzeugern, Speichern und Verbrauchern, wie beispielsweise Photovoltaikanlagen und elektrifizierten Nutzfahrzeugen.
Präsentation der integrierten Komplettlösung im Container
Im Fokus der Abschlussveranstaltung stand die Demonstration des eMobiGrid-Containers, der eine vollständige bidirektionale Energieversorgungslösung in einem standardisierten Abrollcontainer vereint. Anhand praktischer Anwendungsszenarien wurde gezeigt, wie ein Kleinbus und ein Gabelstapler über den CCS-Ladestandard Energie aufnehmen und zurückspeisen können. Die Rückführung von Energie aus den Fahrzeugbatterien in einen stationären Speicher sowie die Nutzung der gespeicherten Energie im Gesamtsystem wurden visualisiert und erläutert. Ein Großbildschirm veranschaulichte die Energieflüsse zwischen Gleichstromnetz, Speichern und Verbrauchern, wodurch die Funktionsweise eines sektorgekoppelten Energiesystems anschaulich dargestellt wurde.
Neue Einsatzmöglichkeiten für Elektromobilität und Energieversorgung
Das Projekt belegt, dass bidirektionale Energiekonzepte nicht auf Pkw beschränkt sind, sondern sich besonders für gewerbliche und industrielle Anwendungen eignen. Die Ergebnisse eröffnen Potenziale für Unternehmensflotten, Logistikstandorte und kommunale Anwendungen, bei denen Fahrzeuge nicht nur Energie verbrauchen, sondern auch als mobile Energiespeicher fungieren können.
Der mobile eMobiGrid-Container ermöglicht eine flexible und schnelle Einrichtung von Energie- und Ladeinfrastrukturen an Orten mit kurzfristigem oder geringem Netzanschlussbedarf. Mögliche Einsatzgebiete sind beispielsweise Gewerbebetriebe mit eingeschränkter Netzkapazität, Baustellen mit hohem Energiebedarf, Großveranstaltungen oder die Versorgung kritischer Infrastrukturen.
Dank offener Standards wie CCS lässt sich das System vielseitig an verschiedenen Standorten integrieren. Die Inselnetzfähigkeit in Kombination mit einer auf dem Container installierten Photovoltaikanlage erlaubt den autarken Betrieb, auch in abgelegenen Regionen oder bei Ausfall der regulären Energieversorgung. Mobile Energieträger wie bidirektional nutzbare Elektrofahrzeuge, Wasserstoff-Lkw oder lokale Erzeugungsanlagen können das System ergänzen. Angesichts des zunehmenden Einsatzes von E-Fahrzeugen im Katastrophenschutz sowie der aktuellen klimatischen und geopolitischen Herausforderungen gewinnt diese Lösung an Bedeutung für die Energieinfrastruktur.
Interdisziplinäre Zusammenarbeit und Projekterfolge
Das Konsortium setzte sich aus der Richter R&W Steuerungstechnik GmbH (Konsortialführer), dem Lehrstuhl für Mess- und Regeltechnik der Universität Bayreuth, dem Fraunhofer IISB, der EnQS GmbH sowie der eCharge Hardy Barth GmbH zusammen. Die enge Kooperation von Forschungseinrichtungen, Handwerksbetrieben und Industriepartnern ermöglichte nicht nur die Entwicklung, sondern auch die Erprobung der Technologien unter realen Bedingungen. Dadurch wurde die Basis für eine zukünftige Anwendung in Wirtschaft, Infrastruktur und Mobilität geschaffen.
Innerhalb von nur 40 Monaten gelang es dem Projektteam, den Technology Readiness Level (TRL) von 2 auf 7 zu steigern – ein Fortschritt, für den in Europa üblicherweise zehn oder mehr Jahre benötigt werden.
Statements der Projektbeteiligten
Dr. Claudia Elif Stutz, Staatssekretärin im Bundesministerium für Verkehr, hob die Flexibilität des mobilen Energiesystems hervor: „eMobiGrid demonstriert, wie Ladeinfrastruktur auch dort ausgebaut werden kann, wo Netzkapazitäten begrenzt sind. Intelligente Lösungen ermöglichen eine bessere Nutzung bestehender Infrastruktur und eine zuverlässige Integration der Elektromobilität in den Alltag.“ Das Ministerium unterstützte das Projekt mit rund drei Millionen Euro.
Bernd Zeilmann, Geschäftsführer der Richter R&W GmbH, betonte: „Unser Team hat in drei Jahren erreicht, wofür Europa oft ein Jahrzehnt benötigt. Angesichts der aktuellen geopolitischen und klimatischen Herausforderungen ist eine beschleunigte Elektrifizierung und Erhöhung der Resilienz in den Sektoren Strom, Verkehr und Wärme dringend erforderlich.“
Projektüberblick eMobiGrid
Das interdisziplinäre Forschungsprojekt eMobiGrid entwickelte eine modulare, skalierbare und bidirektionale Lade- und Energieinfrastruktur für die Elektromobilität. Das zentrale Element ist ein mobiles, containerbasiertes Energiesystem, das Elektrofahrzeuge, stationäre und mobile Batteriespeicher sowie erneuerbare Energiequellen über ein gekoppeltes Gleichstromnetz verbindet. Ziel war es, den Anteil erneuerbarer Energien in der Elektromobilität zu erhöhen, die Netzintegration elektrischer Fahrzeuge zu verbessern und flexible Energiekonzepte für gewerbliche, kommunale, industrielle und kritische Infrastrukturen zu schaffen. Damit leistet das Projekt einen Beitrag zur Verbindung von Energie- und Verkehrswende sowie zur Entwicklung netzdienlicher und klimafreundlicher Mobilitätslösungen.
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Kilian Drexler
Gruppe DC-Netze
Telefon: +49 9131 761-603
kilian.drexler@iisb.fraunhofer.de
Weiterführende Informationen:
Pressemitteilung und Bildmaterial
Merkmale der Pressemitteilung:
- Zielgruppen: Journalisten, Wirtschaftsvertreter
- Themenbereiche: Elektrotechnik, Energie, Umwelt, Verkehr
- Verbreitungsgebiet: überregional
- Inhalte: Forschungsergebnisse, Forschungsprojekte
- Sprache: Deutsch
