V2G-inverter – Multi-Purpose Inverter für Smart Grids: Analyse der Wirkungskette Verteilnetz bis Batterie mit bidirektionaler Ladung

Die zentralen Fragestellungen vom Projekt V2G-inverter sind:
• Bidirektionale Wandler müssen energieeffizient und kostengünstig sein, sowie eine kompakte Bauform aufweisen. Dies ist eine Problemstellung hinsichtlich der technologischen Entwicklungen im Bereich der Halbleitertechnologie und der Topologieentwicklung.
• Die Abdeckung von Energiespitzen bzw. Bereitstellung von verschiedenen Leistungen bzw. Services (z.B. Netzservices, Regelenergie, lokale Bereitstellung von Kapazitäten, etc.) ist bei handelsüblichen
unidirektionalen Invertern derzeit nicht möglich. Bidirektionale Inverter, die diese Services prinzipiell ermöglichen würden, sind derzeit nicht am Markt erhältlich.
• Die Auswirkung einer verstärkten Einbindung von DER (z.B. Photovoltaik, Windkraft, etc.) und Elektrofahrzeugen (EV) auf elektrische Verteilnetze ist speziell in Hinblick auf Einsatz von V2Ginverter
noch sehr wenig untersucht und bedarf deshalb einer genauen Analyse.
• Die Erfüllung von diversen Anforderung hinsichtlich geltender Vorschriften bzw. Normen und Sicherheitsanforderungen bei der Einbindung von DER und EVs in Smart Grids ist besonders wichtig
für den Einsatz des V2G-inverters zum Schutz von Personen und Maschinen und deshalb muss dieses Thema verstärkt betrachtet werden.

Ausgangssituation

Die Sektoren Energieerzeugung und Verkehr sind die dominierenden Einflussfaktoren auf den CO2
Ausstoß. Im Bereich der Energieerzeugung muss daher in Richtung erneuerbare Energieträger
substituiert werden. Im Verkehrssektor erwartet man durch die Elektrifizierung des Individualverkehrs
einen beträchtlichen Hebel. Zur Einbindung erneuerbarer, zu einem signifikanten Anteil örtlich dezentral
verfügbarer Energieträger, ist es erforderlich, stochastisches Erzeugungsverhalten und Verbrauch
aufeinander abzustimmen.
In Zukunft wird es daher notwendig sein, Technologien zur dezentralen Einbindung von Erzeugern und
Speichern zu entwickeln. Im Zusammenhang mit Elektromobilität ergeben sich dabei neue zusätzliche
Anforderungen hinsichtlich Betriebsverhalten, Betriebssicherheit und Kostenstruktur.
Forschungsbedarf besteht einerseits in systemischen Untersuchungen über die Netzintegration von
dezentralen Speichern und Prosumern und andererseits in technologischen Entwicklungen zur energieund
kosteneffizienten Umsetzung von bidirektionalen Wandlertopologien.