Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

6.1 Erwarteter Energiebedarf von Elektrofahrzeugen, Ladestrategien, potenzielle Integration von Windenergie
Ladeleistung
Die aus dem Netz bezogene elektrische Leistung ist zum einen durch die Leistung des Ladeanschlusses
begrenzt, zum anderen durch die Leistung, die die Batterie maximal aufnehmen
kann. Bei den heute üblichen Anschlussleistungen für Wohnungen ist ein Ladeanschluss
am Wohnungsparkplatz von einphasig oder dreiphasig 230 V 16 A fast überall möglich
(ggf. muss ein neues Kabel von der Elektro-Verteilung der Wohnung zum Ladeanschluss
verlegt werden), höhere Leistungen (maximal dreiphasig 25 A) sind nicht immer möglich und
bedürfen meist der Genehmigung des Verteilnetzbetreibers. Die Batterie eines xEV ist auf
die Motorleistung ausgelegt, so dass die maximal zulässige Ladeleistung in der Regel höher
ist als die elektrische Leistung des Netzanschlusses am Wohnungsparkplatz. Lediglich an
speziellen Schnellladestationen kann die maximal mögliche Ladeleistung der Batterie erreicht
werden.
Ein Ladegerät entnimmt prinzipiell einen nicht sinusförmigen Strom aus dem Netz. Zwar darf
der zulässige Anteil der Oberwellen nach DIN EN 61000-3-2 (VDE 0838-2) nicht überschritten
werden, aus technischen Gründen kann dennoch kein Leistungsfaktor 1 erreicht werden.
Hier wird ein Leistungsfaktor von 0,9 angenommen (bei verschiedenen derzeit marktgängigen
Industrieladegeräten liegt der Leistungsfaktor in dieser Größenordnung), daraus folgt,
dass über den Netzanschluss eine Wirkleistung von 3,3 kW (einphasig) oder 9,9 kW (dreiphasig)
bezogen werden kann. Wir gehen davon aus, dass im Jahr 2020 die überwiegende
Zahl der Ladeanschlüsse eine Leistung von 3,3 kW hat, im Jahr 2030 werden Ladeanschlüsse
mit 9,9 kW modelliert.
Tagesfahrstrecken
Der tägliche Energiebedarf E Bestand aller Elektrofahrzeuge im Bestand ist die Summe der Produkte
Tagesfahrstrecke TFS i des Fahrzeugs i mal spezifischer Energieverbrauch E spez,i des
Fahrzeugs i über alle Fahrzeuge. Unter der Annahme, dass die Verteilung der TFS bei allen
EV-Typen gleich ist, ist der Energiebedarf gleich der mittleren TFS mal Anzahl Fahrzeuge
n xEV mal mittlerem Verbrauch E xEV (Gleichung (30)):
n
Bestand, pro Tag = i⋅
spez,
i
i=
1
(30)
E TFS E
( BEV BEV REEV REEV PHEV PHEV )
= TFS ⋅ n ⋅ E + n ⋅ E + n ⋅E
Die Verteilung der TFS wird aus der Datenbank „Mobilität in Deutschland 2008“ (MiD 2008)
[infas & DLR, 2009] entnommen. In der Datenbank MiD 2008 ist entweder eine TFS größer
als Null eingetragen, oder „unplausibler Wert“, oder der Wert für „keine Angabe“. „Keine Angabe“
kann sowohl bedeuten, dass das Fahrzeug am Stichtag nicht genutzt wurde, als auch,
dass die Befragten über die Nutzung des Fahrzeugs keine Angabe gemacht haben. Der Anteil
der tatsächlich nicht genutzten Fahrzeuge ist unbekannt. Je größer der Anteil der nicht
genutzten Fahrzeuge am Gesamtbestand ist (bei gleicher Verteilung der TFS der genutzten
Fahrzeuge), umso geringer ist der gesamte Energiebedarf.
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