Wir elektrifizieren eine Tiefgarage - NETZlabor E-Mobility-Carré www.netze-bw.de/e-mobility-carre
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
ABSCHLUSSBERICHT Wir elektrifizieren eine Tiefgarage. NETZlabor E-Mobility-Carré www.netze-bw.de/e-mobility-carre
16 Monate unter Strom
Abschlussbericht zum NETZlabor E-Mobility-Carré
Netze BW GmbH
Liebe Leserinnen
4–5
und Leser,
Fachwelt und Politik sind sich einig, dass im und Netzstabilität schaffen kann. Durch
Bereich Verkehr eine wesentliche Reduk- aktuelle Gesetzesänderungen und verän-
tion der Treibhausgase nur gelingen kann, derte Rahmenbedingungen beobachten
wenn der Verbrennungsmotor durch einen wir derzeit einen starken Anstieg der An-
Elektromotor ersetzt und der Strom dafür fragen für den Netzanschluss von privater
perspektivisch komplett aus erneuerba- Ladeinfrastruktur. So kommen die im
ren Energien gewonnen wird. Zudem ist E-Mobility-Carré gewonnenen Erkenntnis-
die Elektromobilität lokal emissionsfrei, se jetzt genau zur rechten Zeit und ich bin
effizient in der Energienutzung und leise. froh, diese hier mit Ihnen teilen zu können.
Wenn dieser Konsens weiter in konkretes
Handeln mündet, wird es ein exponentielles Ein herzliches Dankeschön an alle, die
Wachstum von Elektrofahrzeugen geben. dabei mitgeholfen haben! Insbesondere
gilt mein Dank natürlich den E-Pionier*
Perspektivisch kommen so bis zu 40 Millio- innen in Tamm, aber auch den Beteiligten
nen neue Kund*innen in unser Stromnetz. aus Elektrohandwerk, Politik, Forschung,
Kund*innen, die auf der einen Seite komfor- Gremien, Verbänden und dem ganzen
tabel – also zu jeder Zeit mit hoher Leistung Netze BW-Team.
und in ausreichend großer Menge – laden
wollen. Auf der anderen Seite jedoch haben Dieses spannende Projekt hat unsere Er-
diese Kund*innen mit 11 oder 22 Kilowatt wartungen übererfüllt und zurecht bundes-
den mit Abstand größten Leistungsbedarf, weit Beachtung gefunden. Wir freuen uns,
den wir bei Privathaushalten sehen. wenn unsere Erkenntnisse und Erfahrun
gen dazu beitragen, den Hochlauf der
Um diese Herausforderung für unser Elektromobilität weiter voranzubringen.
Stromnetz real zu erproben, haben wir
mehrere NETZlabore ins Leben gerufen,
u.a. die E-Mobility-Allee und das E-Mobility-
Carré. Im ersten Schritt untersuchte die
E-Mobility-Allee in Ostfildern die Integ-
ration von E-Fahrzeugen ins Stromnetz Dr. Martin Konermann
in vorstädtischen Gebieten mit Ein- oder Technischer Geschäftsführer Netze BW GmbH
Zweifamilienhäusern. Bei einem Anteil von
50 % E-Fahrzeugen haben wir wertvolle
Erkenntnisse zum Ladeverhalten und zur
Netzbelastung gewonnen. Nachdem dieses
Szenario erfolgreich untersucht wurde,
wechselte der Fokus auf Mehrfamilien-
häuser in städtischen Regionen. In diesem
zweiten Schritt haben wir im E-Mobility-
Carré in Tamm in einer Tiefgarage einer
großen Wohnanlage fast 70 % der Stellplät-
ze elektrifiziert und die Bewohner*innen
mit E-Fahrzeugen ausgestattet. Mehrere
Monate lang wurde getestet, ob und wie
intelligentes Lademanagement in dieser
Konstellation den Spagat zwischen
komfortablem Laden
Grußworte
Liebe Leserinnen Sehr geehrte Damen
6–7
und Leser, und Herren,
die Automobilwirtschaft ist die Halsschlag- Um unsere Klimaziele zu erreichen, ist die ich freue mich und es macht mich auch ein Meine Damen und Herren, „zwischen Tra-
ader unseres Landes – und sie steht vor Elektrifizierung des Antriebsstranges aus wenig stolz, dass für dieses zukunftswei- dition und Fortschritt“ müssen die Weichen
großen Umbrüchen. Das E-Mobility-Carré erneuerbaren Energien einer der wirk- sende Projekt der Netze BW zur E-Mobilität nicht nur in der Automobilindustrie neu
von Netze BW kann zur Bewältigung dieses samsten Hebel. Eine wesentliche Voraus- die Gemeinde Tamm ausgewählt wurde. gestellt werden.
Strukturwandels beitragen. Im vergan- setzung dafür ist, dass die Stromnetze Tamm liegt in einem prosperierenden Wirt-
genen Jahr konnte ich dieses spannende und die dazugehörige Infrastruktur auf schaftsraum und ist mit 12.800 Einwoh- Die Herausforderungen an die Mobilität des
Projekt in Tamm vor Ort näher kennenler- die neuen Anforderungen gut vorberei- nern immerhin die größte nichtstädtische 21. Jahrhunderts sind enorm. Sie müssen
nen. Das E-Mobility-Carré gibt einen tiefen tet sind. Deswegen gilt mein Dank allen Gemeinde im Landkreis Ludwigsburg. sowohl ökologisch als auch wirtschaftli-
Einblick in die Auswirkungen von Elektro- Beteiligten am Projekt E-Mobility-Carré, Tradition und Fortschritt blicken in Tamm chen Interessen gerecht werden.
mobilität auf unser Stromnetz und bereitet die für die Vorfahrt der Elektromobilität selbstbewusst in die Zukunft. In diesem Sinne bedanke ich mich bei der
uns damit auf den Hochlauf der Elektro- einen wichtigen Beitrag geleistet haben. Netze BW, die Tamm für dieses zukunfts-
mobilität in den kommenden Jahren vor. Wer hätte damals gedacht, als am 29. Januar weisende Projekt ausgewählt haben und bei
1886 Carl Benz sein „Fahrzeug mit Gasmo- den Eigentümern der Wohnanlage Pura Vida
Für unsere Automobilindustrie ist die der- torenbetrieb“ zum Patent anmeldete, dass für die Offenheit und für die Bereitschaft,
zeitige Transformation ein immenser Kraft- 134 Jahre später bundesweit 47,1 Millio- neue Wege auszuprobieren und dass sie
akt, der durch die Coronapandemie noch nen zugelassene PKWs auf Deutschlands sich bereit erklärt haben, an diesem inno-
vervielfacht wird. Darum unterstützt auch Dr. Andre Baumann Straßen unterwegs sein würden – diese vativen Projekt mitzuwirken.
die Landesregierung diesen Prozess aktiv: Staatssekretär im Ministerium für Umwelt, Klima Dimension war zur damaligen Zeit undenk-
Unser innovatives Arbeitsformat Strategie- und Energiewirtschaft Baden-Württemb erg, ehe- bar. Durch technischen Fortschritt, Er-
maliger Bevollmächtigter des Landes beim Bund
dialog Automobilindustrie hat alle Akteure finderreichtum und Innovationen wurde die
– von den Autoherstellern und Zulieferern Technik des Verbrennungsmotors immer
über die Wissenschaft und die Beschäftig- weiter entwickelt und verbessert. Dennoch
ten bis hin zur Zivilgesellschaft – an einen müssen wir uns heute die Frage stellen, Martin Bernhard
Tisch gebracht. Zusammen konnten wir die wie die Zukunft des Automobils aussehen Bürgermeister Tamm
Elektrifizierung massiv voranbringen und kann. Auch heute stehen wir wieder vor
unser Land mit Ladesäulen überziehen. einer einschneidenden Mobilitätswende,
Heute gilt Baden-Württemberg hier bun- die unsere Gesellschaft nachhaltig verän-
desweit als modellhaft. Mit dem Programm dern wird. Immerhin arbeiten in der Region
Charge@BW etwa fördern wir öffentlich ca. 200.000 Menschen in der Fahrzeugbau
und nichtöffentlich zugängliche Ladepunk- industrie und erzielen damit 45 % des
te. Und mit dem Sicherheitsladenetz für Umsatzes der gesamten Industrie in der
Elektrofahrzeuge SAFE hat das Land schon Region Stuttgart.
jetzt für ein Grundnetz flächendeckender
Ladeinfrastruktur gesorgt, das immer Ebenso muss auch die Gemeinde Tamm
weiter ausgebaut wird. hinsichtlich der Mobilitätsfrage neue Wege
gehen. So plant die Gemeinde nach und
nach die Umrüstung des kommunalen
Fuhrparks auf alternative Antriebsmodelle.
Weiterhin möchte die Gemeinde Tamm am
Bahnhof eine Carsharing Station für E-Au-
tos einrichten. An dieser fest eingerichteten
Fahrzeugstation sollen Elektroautos für
die Bevölkerung bereitgestellt werden. Das
Regiorad sowie Ladestationen für Pedelecs
am Bahnhof sollen das E-Mobilitätsangebot
abrunden.
Grußworte
8–9 Die Welt muss grüner werden 12 Netze BW macht das Stromnetz fit 22 NETZlabor E-Mobility-Carré 28 01 Planung 34 02 Projektvorbereitung 40 03 Installation 46 04 Fahrzeugübergabe 54 05 Testphase 58 06 Fazit 94 Interview 100 16 Monate unter Strom 106 Die Zukunft fährt elektrisch 108 Quellenverzeichnis & Impressum 110
10 – 11
DIE WELT
MUSS GRÜNER
WERDEN
Politik. Wirtschaft. Gesellschaft. Überall ist wirtschaft – ihre Treibhausgasemissionen
der rasch voranschreitende Klimawandel noch stärker reduzieren. Als erste große
und dessen ernstzunehmende Folgen ein Etappe auf dem Weg zur Klimaneutralität
intensiv diskutiertes Thema. Der Klima- muss der CO2-Ausstoß bis 2030 um 65 %
wandel kann nicht mehr vollkommen gegenüber 1990 verringert werden. Der
aufgehalten werden, aber wir können die Verkehrssektor ist neben den oben ge-
Folgen noch deutlich abschwächen. So soll nannten Bereichen mit einem Anteil von
die Erderwärmung bis zum Ende dieses circa 18 % einer der Hauptverursacher von
Jahrhunderts auf deutlich unter 2 Grad Treibhausgasemissionen in Deutschland.
Celsius begrenzt werden – möglichst auf
1,5 Grad Celsius [1]. Dafür muss der Aus- Speziell für den Verkehrssektor ist durch
stoß von Treibhausgasen, vor allem von das im Sommer 2021 von der EU-Kom
Kohlenstoffdioxid (CO2), deutlich sinken. mission vorgelegte Maßnahmenpaket
„Fit for 55“ [4] eine Verschärfung der CO2-
Die Ursachen für den Klimawandel liegen Minderungsziele zu erwarten. Nach dem
in verschiedenen Bereichen, wie dem Konzept der Kommission sollen sämtliche
hohen Energieverbrauch der Industrie- Neuwagen ab dem Jahr 2035 vollstän-
staaten, der Abholzung von Wäldern oder dig emissionsfrei sein. Das bedeutet ein
dem Schadstoffausstoß der Verbrennungs- faktisches Aus für Fahrzeuge mit Verbren-
motoren von PKWs und LKWs – um nur nungsmotoren und fossilen Kraftstoffen.
einige Beispiele zu nennen. Derzeit stammt
rund ein Fünftel der EU-weiten Emissionen
aus dem Verkehr, Tendenz steigend [2].
Vor diesem Hintergrund hat sich die Bundes-
regierung mit der Änderung des Klima-
schutzgesetzes im Jahr 2021 [3] das Ziel
gesetzt, bis zum Jahr 2045 treibhausgas-
Die Welt muss grüner werden
neutral zu werden. Schon bis 2030 müs-
sen alle Bereiche – Energiewirtschaft,
Industrie, Verkehr, Gebäude und Land-
12 – 13
Bereit für die Verkehrswende?
Für den Verkehrsbereich bedeuten die neuen Ziele der Bundesregierung,
dass bis zum Jahr 2030 bereits 15 Millionen Elektrofahrzeuge auf deut-
schen Straßen erwartet werden. Zudem soll bis 2030 ein Drittel der Fahr-
leistung im schweren Straßengüterverkehr elektrisch oder auf Basis strom-
basierter Kraftstoffe erfolgen. Konkret bedeutet dies, dass selbst LKWs
und Busse voraussichtlich elektrisch, betrieben durch Batterien oder
Brennstoffzellen mit Wasserstoff, fahren werden. Auch Konzepte wie elek-
trische Oberleitungen an Autobahnen und Landstraßen werden erprobt.
Die Automobilbranche reagiert bereits auf diese Entwicklung in Form
einer umfangreichen E-Mobilitätsoffensive mit einer größeren Modell
vielfalt an E-Fahrzeugen. Durch steigende Reichweiten und schnellere
Ladevorgänge dank höherer Ladeleistung soll Elektromobilität noch
alltagstauglicher werden.
Die Elektromobilität
nimmt Fahrt auf
Um die E-Fahrzeuge rasch auf die Straße zu bringen und den ambitionier
ten Zielen optimal zu begegnen, benötigt es zusätzliche Investitionen,
rechtliche Rahmenbedingungen und weitere Maßnahmen. Ein neuer
„Zukunftsfond Automobilwirtschaft“ mit einer Milliarde Euro soll die Auto-
mobilindustrie bei ihrer Transformation hin zu nachhaltiger und digitaler
Mobilität unterstützen [5].
Um auch den Menschen den Einstieg in die Elektromobilität attraktiv zu
gestalten, wird die Elektromobilität in Deutschland stark gefördert. So gibt
es bspw. Kaufprämien für den Erwerb eines E-Fahrzeuges und Steuer-
erleichterungen. Dadurch sind die Kosten für E-Fahrzeuge heute schon in
vielen Bereichen konkurrenzfähig zu Benzin- und Dieselfahrzeugen.
Die E-Mobilitätsoffensive der Automobilbranche und die Kaufanreize tragen
dazu bei, dass die Anzahl der E-Fahrzeuge in Deutschland rasant steigt,
Die Welt muss grüner werden
aktuell so schnell wie noch nie zuvor. Noch im Laufe des Jahres 2021 wurde
das Zwischenziel von einer Million Elektrofahrzeugen (inklusive Plug-in-
Hybrid [6]) auf unseren Straßen erreicht.
14 – 15
Ladeinfrastruktur – entscheidender
Eckpfeiler der Elektromobilität
Grundvoraussetzung für den Umstieg auf das Gelegenheitsladen beispielsweise beim Öffentliche Ladeinfrastruktur umfasst das Gelegenheitsladen beispielsweise
die Elektromobilität ist eine flächendeck Einkauf oder das Schnellladen auf langen beim Einkauf oder das Laden an einem öffentlichem Schnellladehub in Städten
ende und zuverlässige Ladeinfrastruktur Strecken an der Autobahn. Der maß- oder an Raststätten auf langen Strecken entlang der Fernverkehrsstraßen.
für E-Fahrzeuge. Infolgedessen sollen bis gebliche Unterschied liegt hierbei in der
2030 eine Million Lademöglichkeiten [7] im Dauer, wie lange ein E-Fahrzeug sich am Private Ladeinfrastruktur im Wohnbereich umfasst das Laden an nicht öffentlich
öffentlichen Raum geschaffen werden, im Ladepunkt befindet bzw. Zeit zum Laden zugänglichen Ladepunkten zuhause im Wohnbereich. Dies kann sowohl im Einfami-
privaten Bereich und am Arbeitsplatz sogar von Energie hat. Entsprechend muss dem lienhaus, Doppel- oder Reihenhaus, aber auch im Mehrfamilienhaus oder im Wohn-
noch deutlich mehr. Das sieht der „Master- E-Fahrzeug mehr oder weniger Leistung quartier sein. Die meisten Ladevorgänge – etwa 70 % – finden im privaten Umfeld statt.
plan Ladeinfrastruktur“ der Bundesregie- für den Ladevorgang zur Verfügung gestellt
rung vor. werden. Durch die langen Standzeiten beim Private Ladeinfrastruktur im gewerblichen Bereich für das Flottenladen sowie
privaten Laden reichen geringere Lade- das Laden am Arbeitsplatz. Hierzu zählen neben E-PKWs auch leichte und schwere
Grundsätzlich kann in zwei Arten des Ladens leistungen aus. Hier haben wir aktuell die Nutzfahrzeuge (E-LKWs und E-Busse).
unterschieden werden: das private und das üblichen 11 kW- oder 22 kW-Wallboxen. Beim
öffentliche Laden. Privat meint den nicht öffentlichen Schnellladen reichen die Lade-
öffentlich zugänglichen Raum, also zuhau- leistungen aktuell bis 350 kW.
se oder am Arbeitsplatz. Öffentlich umfasst
ANWENDUNGSFÄLLE VON LADEINFRASTRUKTUR
AN UNTERSCHIEDLICHEN STANDORTEN IM DETAIL
Schnellladehub
LADEINFRASTRUKTUR
ÖFFENTLICHE
Parkhaus
PRIVATE LADEINFRASTRUKTUR
Ein- & Zweifamilienhaus
IM WOHNBEREICH
Mehrfamilienhaus
PRIVATE LADEINFRASTRUKTUR
Die Welt muss grüner werden
Busdepot (ÖPNV /
große Nutzfahrzeuge)
IM GEWERBEBEREICH
Firmenparkplätze
auf eigenem Gelände
Ladeinfrastruktur im
Ortsnetz einer Kommune
16 – 17
Elektromobilität braucht
starke Stromnetze
Die Basis für den flächendeckenden Aufbau Das Hochspannungsnetz mit 110 kV misst Die benötigte Leistung bestimmt die Spannungs auch direkt mit dem Hochspannungsnetz
von Ladeinfrastruktur und die zuverlässige 86.000 km Länge. Zusammen mit dem ebene des Stromnetzes, in der die Ladeinfra- verbunden werden. Vor allem dann, wenn
Versorgung von E-Fahrzeugen mit Strom Mittelspannungsnetz (30, 20 und 10 kV, struktur angeschlossen wird. Private Lade- weitere Fahrzeugarten, wie der batteriebe-
ist ein leistungsfähiges Stromnetz. Denn 521.000 km) liefert es elektrische Energie einrichtungen im Wohnbereich werden daher triebene LKW mit besonders hohen Lade-
ladende E-Fahrzeuge haben einen hohen für Unternehmen und Stadtwerke oder maßgeblich in der Niederspannung angeschlos- leistungen, betrachtet werden.
Leistungsbedarf, der aus dem Stromnetz kleine Energieversorger. Von dort ge- sen. Öffentliche und gewerbliche Ladeparks
gedeckt werden muss. langt der Strom in den Orten und Städten mit hoher kumulierter Gesamtleistung werden
im Niederspannungsnetz (230 oder 400 V, aus der Mittelspannung mit Strom versorgt.
Wie ist unser Stromnetz aufgebaut und in 1.194.000 km) weiter zu den Haushalten, Perspektivisch könnten einzelne Ladeparks
welcher Spannungsebene wird Ladeinfra- zum Gewerbe und zu landwirtschaftlichen
struktur angeschlossen? Betrieben.
Für die Stromübertragung von Kraftwerken
und dezentralen Erzeugungsanlagen hin
zu den Verbrauchern ist unser Stromnetz
HÖCHSTSPANNUNG
zuständig. Das kann über Freileitungen
auf Masten oder über Kabel unter der Erde
stattfinden. Dafür gibt es vier Spannungs-
ebenen: Die höchste Spannung beträgt
380 kV, die niedrigste 400 V (Drehstrom) –
das ist die Spannung, die in der Elektroin
stallation in deutschen Haushalten anliegt.
HOCHSPANNUNG
Das Höchstspannungsnetz arbeitet mit 380
und 220 kV. Mit ihm wird Strom über weite
Strecken transportiert. Für diese Netzebe-
ne sind die sogenannten Übertragungsnetz-
betreiber zuständig. Das Übertragungsnetz
in Deutschland ist circa 36.600 km lang [8]
und mit speziellen Kuppelleitungen mit den
MITTELSPANNUNG
Stromnetzen anderer europäischer Länder
verbunden. Gemeinsam bilden diese das
VERANTWORTUNG NETZE BW
europäische Verbundnetz.
NIEDERSPANNUNG
Die Welt muss grüner werden
18 – 19
Ein E-Auto lädt selten allein –
Herausforderungen für das
Niederspannungsnetz
Stromverbraucher, wie ladende Elektrofahrzeuge, spielten bei der ursprüng Die meisten Ladevorgänge – etwa 70 % – finden im privaten Umfeld statt. Im
lichen Konzeption und Auslegung unseres Niederspannungsnetzes noch Versorgungsgebiet der Netze BW wurden allein im Juni 2021 rund 1.600 neu
keine Rolle. Deren Leistungsbedarf übersteigt den üblichen Haushalts- installierte private Ladepunkte gemeldet – eine Steigerung von knapp 1.100 %
verbrauch jedoch deutlich (Abbildung 1). Dennoch ist unser Stromnetz gegenüber dem Vorjahr. Die größte Herausforderung beim privaten Laden ist
durchaus in der Lage, vereinzelt auftretende Ladevorgänge zu verkraften. somit die zeitgleiche Bereitstellung der Leistung für viele Verbraucher und
Kritisch wird es immer dann, wenn der Bezug hoher Ladeleistungen lokal mit der steigenden Anzahl installierter Ladeinfrastruktur nimmt auch die
zur gleichen Zeit auftritt. Tritt dieser Fall ein, kann der Leistungsbedarf der Wahrscheinlichkeit einer größeren Gleichzeitigkeit zu.
E-Fahrzeuge die Kapazitätsgrenze im Stromnetz übersteigen und es kann Daher ist es unerlässlich, den Verteilnetzbetreiber über neu installierte
temporär zu kritischen Belastungsspitzen im Stromnetz kommen. Um das Ladeinfrastruktur frühzeitig in Kenntnis zu setzen. Nur so ist es möglich, den
zu verhindern und um die Stromnetze gemäß dem Leistungsbedarf von E- Hochlauf von Ladeinfrastruktur genauer zu prognostizieren, um rechtzeitig
Fahrzeugen ausreichend zu dimensionieren, ist die Anzahl der gleichzeitig Netzverstärkungen anstoßen zu können. Intelligente Netzoptimierung und
ladenden E-Fahrzeuge eine wichtige Kenngröße für den Verteilnetzbetreiber. netzdienliches Lademanagement ermöglichen bis zum erfolgten Netzausbau
eine Erhöhung der Aufnahmekapazität des bestehenden Netzes für E-Fahr-
zeuge. So kann der Netzbetreiber seinen Kunden einen schnellen Anschluss
ihrer Ladepunkte und somit den Zugang zur Elektromobilität gewähren.
Beim öffentlichen Laden ist nicht die Leistungsbereitstellung die größte
Herausforderung, sondern die Geschwindigkeit in der Umsetzung eines
Netzanschlusses. Durch die Genehmigungspflicht werden Anfragen geprüft,
berechnet und das Stromnetz entsprechend verstärkt. Allerdings dauern Ge-
nehmigungsverfahren, unter anderem für neue Leitungstrassen, oft lange,
weshalb es für den Verteilnetzbetreiber entscheidend ist, möglichst frühzei-
tig in die Planung neuer Ladeinfrastruktur eingebunden zu werden.
12
10
8
WIRKLEISTUNG IN kW
6
4
2
0
00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00 03:00
Die Welt muss grüner werden
UHRZEIT IN HH:MM
Abbildung 1: Gängiges Lastprofil mit und ohne Ladeprofil Elektrofahrzeug
Elektrofahrzeug bei einem Einfamilienhaus Haushaltslastprofil
(Referenzbeispiel aus E-Mobility-Allee mit
Ladeleistung 11 kW)20 – 21
NETZE BW Die Netze BW GmbH ist ein Unternehmen Damit E-Fahrzeuge schnellstmöglich in
MACHT DAS
des EnBW-Konzerns und der größte Ver- das Stromnetz integriert werden und die
teilnetzbetreiber in Baden-Württemberg. Kund*innen zuverlässig laden können, hat
„Wir kümmern uns drum.“ Getreu diesem die Netze BW relevante, ganzheitliche und
Markenversprechen sorgt die Netze BW zukunftsorientierte Handlungsschwer-
rund um die Uhr dafür, dass Baden-Würt- punkte zur Realisierung in der Praxis
temberg sicher und zuverlässig mit Energie definiert.
STROMNETZ
versorgt wird. Denn als verlässlicher Diese umfassen die Bereitstellung eines
Partner für Kund*innen und Kommunen kundenzentrierten Netzanschlusses, die
hat die Garantie von Versorgungssicherheit frühzeitige Erkennung von Netzengpäs-
höchste Priorität. Dafür hält der Verteil- sen durch Transparenz im Stromnetz, die
netzbetreiber die Stromnetze in Schuss intelligente Optimierung des bestehenden
FIT FÜR DIE
und investiert in die Netze der Zukunft. Stromnetzes sowie eine vorausschauende
Als „Möglichmacher der Elektromobilität“ und zukunftssichere Netzentwicklung.
sieht die Netze BW sich in der besonderen
Verantwortung, die zuverlässige, schnelle
und kundenfreundliche Integration von
ZUKUNFT DER
Elektromobilität in das Stromnetz zu ge-
währleisten.
ELEKTRO
MOBILITÄT
Netze BW macht das Stromnetz fit22 – 23
KUNDENZENTRIERTER INTELLIGENTE
NETZANSCHLUSS NETZOPTIMIERUNG
Die Anmeldung von Ladeinfrastruktur bei » D
igitale Kundenschnittstelle zur Jede Kundin und jeder Kunde der Netze BW » I ntelligentes Lademanagement für
der Netze BW soll für die Kund*innen un- Meldung von Ladeinfrastruktur mit soll in der Lage sein, das E-Fahrzeug sofort netzdienliches Laden
kompliziert und vor allen Dingen schnell Verkürzung von Rückmeldezeiten und zuverlässig laden zu können. Um dies » S
tandardisierung und Skalierung
sein. Um die steigenden Neuanmeldungen » E
ffiziente und schnelle Bearbeitung flächendeckend auch in Gebieten mit stark des intelligenten Messsystems mit
in einem kurzen Zeitraum bearbeiten zu komplexer Kundenanfragen ausgelasteten Stromnetzen zu gewähr- Steuerbox
können, entwickelt die Netze BW einen leisten, entwickelt Netze BW innovative
» A
utomatisierte und digitalisierte » I ntelligente Betriebsmittel (z. B. Batte-
digitalen Ende-zu-Ende-Prozess für den Lösungen für eine schnelle Steigerung der
Planungs- und Netzberechnungs riespeicher und Spannungsregler)
Netzanschluss von Ladeinfrastruktur. Aufnahmekapazität von Ladeinfrastruktur
prozesse
in das Stromnetz.
TRANSPARENZ ZUKUNFTSSICHERE
IM VERTEILNETZ NETZENTWICKLUNG
Durch die Zunahme an E-Fahrzeugen und Für den steigenden Leistungsbedarf der
dem damit verbundenen Aufbau von Lade- E-Mobilität wird das Stromnetz bedarfsge-
infrastruktur wird die Lastsituation im recht und vorausschauend weiterentwickelt
Stromnetz verändert. Um Transparenz über und ausgebaut. Hierfür werden bereits
die Verteilung der Ladepunkte und somit heute Maßnahmen in Hinblick auf die
die Auslastung im Stromnetz zu haben, Zukunft ergriffen:
arbeitet die Netze BW an einer konsequen-
Netze BW macht das Stromnetz fit
ten Digitalisierung des Verteilnetzes in » A
npassung von Netzplanungsprämis- » K
ontinuierliche Beobachtung der
unterschiedlichen Bereichen: sen mit Berücksichtigung gewonnener Entwicklung der E-Mobilität und der
Erkenntnisse zu Ladeverhalten, Gleich- daraus resultierenden Anforderungen
» D
arstellung der aktuellen Verteilung » P
rognose der zukünftigen Verteilung zeitigkeit etc. an das Stromnetz (z. B. E-LKWs,
und Häufung gemeldeter Ladepunkte und Häufung von Ladepunkten im » I nvestition von 500 Mio. € zur Verstär- Entwicklung öffentlicher Schnelllade
im Verteilnetz Verteilnetz kung des Mittel- und Niederspannungs- infrastruktur, bidirektionales Laden)
» I dentifikation nicht gemeldeter Lade- » N
etzzustandsüberwachung in Echtzeit netzes bis 2025
punkte mittels Daten und Algorithmen durch Messtechnik in Ortsnetzstationen24 – 25
NETZlabore ermöglichen Tests
unter realen Bedingungen
Die individuelle Mobilität genießt einen Das im Oktober 2019 abgeschlossene schen Gebieten eine ganz eigene Netzto-
hohen Stellenwert in der Bevölkerung. NETZlabor E-Mobility-Allee hat den Grund- pologie aufweisen. Die Technik zur netz-
Ein Fahrzeug, angetrieben durch fossile stein für weitere NETZlabore gelegt. Der dienlichen Steuerung von Ladevorgängen
Brennstoffe, immer und überall in wenigen Fokus dieses NETZlabors lag bewusst auf über intelligente Messsysteme, steht beim
Minuten volltanken zu können, ist selbst- dem vorstädtischen Raum, da nach dama- Praxistest „Intelligentes Heimladen“ im
verständlich. Der Umstieg auf die Elektro ligen Prognosen hier mit dem schnellsten Vordergrund und wird in einem stufenwei-
mobilität und deren Integration in den Hochlauf der Elektromobilität gerechnet sen Vorgehen an insgesamt fünf Standorten
Alltag wirft einige Fragen auf. Daher ist es wurde. Hier konnten wichtige Erkenntnisse weiterentwickelt.
neben technischen Lösungen zur Netzopti- zu Bezugsleistungsmaxima und Gleichzei-
mierung ebenso wichtig, Kundenakzeptanz tigkeit für zehn E-Autos an einem Netz-
für die Elektromobilität zu schaffen und das strang einer Straße in einer Einfamilien-
Ladeverhalten von Menschen kennenzu- haussiedlung gewonnen werden. Auf Basis
lernen. Stets als konstante Begleiterschei- dieser Erkenntnisse betrachten wir in drei
nung wahrgenommen, wird ein alter Be- weiteren Feldversuchen die Netzintegration
kannter zum neuen bedeutenden Mitspieler von Elektromobilität mit unterschiedlichen
im Hinblick auf die individuelle Mobilität: Schwerpunkten: Im urbanen Raum, mit
das Stromnetz. Vor welchen neuen Heraus- Fokus auf eine Tiefgarage in einem Mehrfa-
forderungen dieses steht und wie wichtig milienhaus, testen wir im E-Mobility-Carré,
ein stabiles und leistungsstarkes Stromnetz welche Auswirkungen eine hohe Anzahl
ist, wird im Kontext der Elektromobilität gleichzeitig ladender E-Fahrzeuge auf den
nochmals deutlicher. Netzanschluss hat. Im ländlichen Versor-
gungsgebiet explorieren wir die Stromnetze
In Feldversuchen, den NETZlaboren, in der E-Mobility-Chaussee, da diese im
untersucht die Netze BW unter realen Vergleich zu städtischen und vorstädti-
Bedingungen, welche unterschiedlichen
Auswirkungen das Laden von E-Fahrzeu-
gen auf das Stromnetz hat. Hier wird eine
relevante Durchdringung von Elektromobi-
lität in einem Stromkreis realisiert. Somit
ist es möglich, Erkenntnisse zum tatsäch-
lichen Ladeverhalten von Kund*innen und
vor allem dessen Effekt auf das Stromnetz
zu analysieren.
Netze BW macht das Stromnetz fit26 – 27
63 Eigentümer. Wie muss die Infrastruktur des Stromnetzes in einem Mehr-
familienhaus dimensioniert sein, wenn eine große Anzahl von
58 Ladepunkte. E-Autos in einer Tiefgarage gleichzeitig geladen wird?
Wie ist das Nutzungs- und Ladeverhalten der Projektteil-
45 E-Autos. nehmer*innen und welche Auswirkungen hat die Integration
von Elektromobilität auf das Stromnetz?
1 Tiefgarage. Diesen Fragestellungen geht die Netze BW im Praxistest
NETZlabor E-Mobility-Carré
E-Mobility-Carré genau auf den Grund.28 – 29
DYNAMIK IN DER
TIEFGARAGE
Aktuell befinden sich ca. 53 % [9] der Wohn- test wird unter realen Bedingungen im
einheiten in Deutschland in Mehrfamilien- NETZlabor E-Mobility-Carré umgesetzt.
häusern. Demzufolge rücken Mehrfami- 48 Haushalte der Wohnanlage „Pura Vida“
lienhäuser zunehmend in den Fokus der in Tamm unterziehen das lokale Stromnetz
Elektromobilität. Im Vergleich zu Ein- oder einem besonderen Härtetest. Dafür stellt
Zweifamilienhäusern befindet sich hier eine die Netze BW den Teilnehmer*innen von
höhere Konzentration an Bewohner*innen Dezember 2019 bis April 2021 insgesamt
gemessen an der Gesamtfläche pro m2. 45 E-Fahrzeuge (VW e-Golf und BMW i3)
Wo viele Menschen an einem Ort wohnen, und eine zentrale Ladeeinrichtung mit 58
gibt es infolgedessen auch viele Autos. Ladepunkten zur Verfügung. Zusätzlich
Wenn diese Autos perspektivisch elektrisch werden Batteriespeicher und ein zentrales
betrieben werden, müssen die Anforde- Lademanagementsystem eingesetzt, um zu
rungen dafür erfüllt werden. Der erhöhte testen, wie durch diese Lösungen Ladein
Leistungsbezug bei Ladevorgängen von frastruktur optimal in bestehende Mehrfa-
E-Fahrzeugen stellt das Verteilnetz in der milienhäuser im Bestand integriert werden
Niederspannungsebene vor neue Heraus- kann – ohne dass der bestehende Netzan-
forderungen. Im Bereich der Mehrfami- schluss oder das vorgelagerte Stromnetz
lienhäuser sind diese Herausforderungen übermäßig stark belastet werden. Hier
und deren direkte Auswirkungen auf das werden verschiedene Lösungsansätze ana-
Stromnetz bisher nur theoretisch durch- lysiert und wichtige Erkenntnisse gezogen,
dacht. Aus diesem Grund stellt sich die welche in den folgenden Kapiteln ausführ-
Netze BW die zentrale Frage, wie der Netz- lich erläutert werden.
anschluss einer Wohnanlage dimensioniert
sein muss, wenn eine große Anzahl von E-
Fahrzeugen in einer gemeinsam genutzten
Tiefgarage gleichzeitig lädt. Dieser Praxis
NETZlabor E-Mobility-Carré30 – 31
Die Phasen des NETZlabors
E-Mobility-Carré im Überblick:
DEZ 2018 OKT - NOV 2019 JAN 2020 - MÄRZ 2021
PLANUNG INSTALLATION TESTPHASE
PROJEKTVORBEREITUNG FAHRZEUGÜBERGABE FAZIT
MÄRZ 2019 DEZ 2019 APR 2021
Planung Projektvorbereitung Installation Fahrzeugübergabe Testphase Fazit
Zu Beginn steht die Frage, ob und Eine passende Immobilie zu finden, Mit Zustimmung der Eigentümer- Um die Auswirkungen der Lade- In der Testphase werden sowohl Die letzte Projektphase fasst alle
welchen Einfluss Ladeinfrastruk- die den Anforderungen des Feld- gemeinschaft erfolgt die Elektro- vorgänge von E-Autos auf das technische Lösungen, wie ein Lade- Erkenntnisse zusammen und gibt
tur in Mehrfamilienhäusern auf tests genügt, ist gar nicht so leicht. installation, sowie der Aufbau der Stromnetz zu untersuchen und um managementsystem, als auch die Handlungsempfehlungen auf Basis
das Stromnetz hat. Basierend auf Denn jede Liegenschaft ist anders Ladeinfrastruktur und des Batterie- das Ladeverhalten der Kund*innen Rückwirkungen auf das Stromnetz der ausgewerteten Ergebnisse.
Erkenntnissen aus dem NETZlabor und es gilt bestimmte Spezifika zu speichers in der Tiefgarage. genauer kennenzulernen, stellt untersucht. Hierbei steht insbe-
E-Mobility-Allee, Analysen zur berücksichtigen. Daher werden die Netze BW den Projektteilneh- sondere die Datenauswertung im
Wohnsituation in Deutschland und nach der Auswahl der Wohnanlage mer*innen jeweils ein eigenes E- Vordergrund, um wichtige Erkennt-
NETZlabor E-Mobility-Carré
der Beobachtung der Relevanz von die erforderlichen Voraussetzungen Auto über die gesamte Projektlauf- nisse für intelligente Lösungsan-
E-Mobilität in Mehrfamilienhäusern begutachtet und geprüft. Vor allem zeit von 16 Monaten zur Verfügung. sätze zu liefern.
werden die Rahmenparameter für einen einstimmigen Beschluss der
das E-Mobility-Carré gesetzt. Eigentümergemeinschaft (Stand
2019) zur Installation von Lade-
infrastruktur zu erreichen ist kein
leichtes Unterfangen.01
DEZ 2018
32 – 33
PLANUNG
Mehrfamilienhäuser im
Versorgungsgebiet der Netze BW
Der Gebäudebestand im Versorgungsgebiet der Netze BW wird in die
47 % 53 %
Gebäudetypen Einfamilienhaus, Zweifamilienhaus und Mehrfamilienhaus WOHNEINHEITEN IN WOHNEINHEITEN IN
EIN- & ZWEIFAMILIENHÄUSERN MEHRFAMILIENHÄUSERN
unterteilt und zugeordnet. Insgesamt gibt es hier ca. 1 Mio. Wohngebäude,
die sich wie folgt aufteilen:
23 %
ZWEIFAMILIENHÄUSER
Anzahl der Stellplätze in
Mehrfamilienhäusern
Um von der Anzahl der Mehrfamilienhäuser In Szenario 1 beträgt die Anzahl der Stell-
auf den erhöhten Leistungsbedarf durch plätze in Baden-Württemberg ca. 880.000
Elektromobilität schließen zu können, ist bei Stellplatzfaktor 1,0.
neben der anzunehmenden Ladeleistung
auch die Anzahl der E-Fahrzeuge notwendig. Die Abschätzung der Stellplätze bei
61 % 16 % Diese kann über die Anzahl der Stellplätze, Szenario 2 ist hingegen schwieriger. Zwar
auf denen ein E-Fahrzeug zum Laden ge- sind in den Landesbauordnungen Stell-
EINFAMILIENHÄUSER MEHRFAMILIENHÄUSER
parkt wird, abgeschätzt werden. platzfaktoren definiert, diese haben jedoch
Zur Abschätzung der möglichen Anzahl an aufgrund des Altbestands nur eine geringe
Stellplätzen dient der sogenannte Stell- Aussagekraft. Darüber hinaus kann eine
platzfaktor. Dieser gibt an, welcher Anteil Kommune über eine Stellplatzverordnung
der Wohneinheiten über einen eigenen die Mindestanzahl an Stellplätzen für ein
Stellplatz verfügt. Ist der Stellplatzfaktor Mehrfamilienhaus, das neu errichtet wird,
Die Grafik zeigt, dass 61 % der Wohngebäude Einfamilienhäuser sind, Zwei- gleich eins, so hat jede existierende Woh- definieren. Diese Vorgaben variieren je
familienhäuser bilden mit 23 % den zweitgrößten Anteil der Wohngebäude. nung genau einen Stellplatz. In der Reali- nach Siedlungsdichte. Daher können nur
Mehrfamilienhäuser sind mit 16 % der prozentual gesehene kleinste Gebäude- tät liegt der Wert jedoch niedriger. Daher vage Schätzungen vorgenommen werden.
typ im gesamten Gebäudebestand. In absoluten Zahlen gemessen ergibt das sollen zwei Szenarien zur Abschätzung der Basierend auf empirischen Untersuchun-
ca. 160.000 Mehrfamilienhäuser im Versorgungsgebiet der Netze BW. Stellplätze definiert werden: gen wurde für das Versorgungsgebiet der
Netze BW ein Stellplatzfaktor von 0,43
NETZlabor E-Mobility-Carré – 01 Planung
Betrachtet man die tatsächlichen Wohneinheiten in den jeweiligen Gebäude- Szenario 1: Obere Abschätzung unter der abgeschätzt, dies ergibt ein Potential von
typen – sprich die Anzahl an Bewohner*innen in den zu unterscheidenden Annahme, dass der Stellplatzfaktor 1,0 etwa 378.000 Stellplätzen.
Gebäudetypen – ist festzustellen, dass sich in der verhältnismäßig geringen beträgt.
Gesamtverteilung der Mehrfamilienhäuser (16 %) jedoch 53 % der Wohnein-
heiten befinden, was verglichen zu Ein- und Zweifamilienhäusern die Mehrheit Szenario 2: Realistische Abschätzung,
bildet. Daher ist die Betrachtung von Mehrfamilienhäusern im Kontext der welcher die wirkliche Verteilung der Stell-
Integration von Elektromobilität ins Stromnetz besonders wichtig. plätze auf die Wohneinheiten berücksichtigt.01
34 – 35
Erhöhter Leistungsbedarf durch Anforderungen an die Immobilie
Elektrifizierung
Durch die Installation von Ladeinfrastruk- Mit der realistischen Abschätzung und der Um aus den rund 160.000 Mehrfamilienhäusern im Versorgungsgebiet der Netze BW die
tur in Mehrfamilienhäusern steigt der Leis- Anzahl von etwa 378.000 Stellplätzen im geeignete Liegenschaft auszuwählen, wurden drei Annahmen getroffen, aus denen sich
tungsbedarf, der bei der Stromversorgung Netzgebiet ergibt sich bei derselben Ver- die Kriterien für die Immobilie ableiten.
durch das jeweilige Stromnetz berücksich- sorgungsleistung von 11 kW pro Ladepunkt
tigt werden muss. Der Leistungszuwachs ein Zuwachs von etwa 4,2 GW Anschluss-
durch eine 100-prozentige Elektrifizierung leistung. Verglichen mit der maximalen
der Mobilität kann auch in diesem Fall mit Anschlussleistung aller Mehrfamilien-
der oberen (Szenario 1) und der realisti- häuser ergibt sich ein Mehrbedarf durch
schen Abschätzung (Szenario 2) berechnet installierte Ladeinfrastruktur von ca. 37 %.
werden (siehe Seite 33).
Diese Werte beruhen auf der Annahme,
Bei einer Ladeleistung von 11 kW je Lade dass alle E-Fahrzeuge zur gleichen Zeit
punkt und der Annahme von 880.000 laden. Ein natürliches Ladeverhalten ist
Stellplätzen (vgl. Abschätzung auf Seite hierbei nicht berücksichtigt. Würde man das Kriterium 1 Kriterium 2 Kriterium 3
33) erhöht sich der Leistungsbedarf im natürliche Ladeverhalten in die Berechnun- 20 LADEPUNKTE BESTANDSIMMOBILIE EIGENTÜMERGEMEINSCHAFT
Versorgungsgebiet der Netze BW um etwa gen mit einbeziehen, würden sich die oben
9,7 GW. Vergleicht man diesen Wert mit der angegebenen Leistungen erheblich redu-
maximalen Anschlussleistung aller Mehr- zieren. Eine wichtige Erkenntnis – nämlich,
familienhäuser, ergibt sich ein Leistungszu- dass zu keinem Zeitpunkt alle E-Fahrzeu-
wachs durch installierte Ladeinfrastruktur ge gleichzeitig geladen haben – hat uns Annahme: In größeren Mehrfamilien- Annahme: Im Gegensatz zu Neubauten,
von 94 %. das Projekt geliefert. Hierzu folgen in den häusern befinden sich viele E-Fahrzeuge bei denen die Leitungswege frühzeitig
nächsten Kapiteln weitere Erläuterungen. an einem Standort in einer Tiefgarage. geplant und Kabelquerschnitte dimen
sioniert werden können, muss die Elek
Kriterium 1: Der Fokus wird auf eine troinstallation in einem Bestandsgebäude
hohe Konzentration an E-Fahrzeugen in den meisten Fällen ertüchtigt werden.
1 GW (Gigawatt) gelegt. Die Mindestanforderung für die
entspricht Projektrealisierung sind 20 Ladepunk- Kriterium 2: Das Projektvorhaben basiert
1 Million kW (Kilowatt) te, idealerweise sollen 30 Ladepunkte auf dem Aspekt, die Netzintegration von
installiert werden. Die hohe Anzahl der Elektromobilität bei Mehrfamilienhäu-
Ladepunkte im Rahmen des Projekts sern im Bestand zu untersuchen.
ermöglichen die Betrachtung von Lade- Daher schreibt das zweite Kriterium eine
160.000 MEHRFAMILIENHÄUSER MIT 880.000 WOHNEINHEITEN infrastruktur in größeren Mehrfamilien- Bestandsimmobilie vor.
häusern; aus den im Projekt gewonne-
nen Messdaten lassen sich jedoch auch
Rückschlüsse auf kleinere Mehrfami-
Stellplatzfaktor = 1 Stellplatzfaktor = 0,43
lienhäuser ziehen. Annahme: Abstimmung in geteiltem
Eigentum können langwierig und mit
Eine entsprechende Liegenschaft zu Fallstricken versehen sein.
880.000 378.000
NETZlabor E-Mobility-Carré – 01 Planung
finden, die viele Stellplätze bietet um
entsprechend viele Ladepunkte zu Kriterium 3: Es ist nicht nur wichtig, die
STELLPLÄTZE STELLPLÄTZE installieren, ist nicht einfach: Im Ver- Auswirkungen auf das Stromnetz zu
sorgungsgebiet der Netze BW weisen untersuchen, sondern auch ein Prozess
Ladeleistung 11 kW Ladeleistung 11 kW nur 5 % der Mehrfamilienhäuser mehr verständnis aufzubauen, welches auch
100 % Elektrifizierung 100 % Elektrifizierung als zwölf Wohneinheiten auf. Von den die Schritte vor einer Netzanschluss-
insgesamt 160.000 Mehrfamilienhäusern anfrage beinhaltet. Besonderes Augen
9,7 GW 4,2 GW
trifft diese Anforderung folglich auf nur merk soll hierbei auf Eigentümer
etwa 8.000 Gebäude zu. Dies schränkt gemeinschaften gelegt werden, denn
LEISTUNGSZUWACHS LEISTUNGSZUWACHS den Kreis der möglichen Liegenschaften dort war die Hürde für die Installation
am stärksten ein. von Ladeinfrastruktur am größten.
Szenario 1 Szenario 236 – 37
Kann durch den Einsatz von verschiedenen
Wie ist das Ladeverhalten der E-Pionier*innen
Lademanagementsystemen eine Überlastung
und wie wirkt es sich auf das Stromnetz aus?
des Niederspannungsnetzes verhindert werden?
Welche Rückwirkungen auf das Stromnetz Wie wirksam ist der Einsatz eines Batteriespeichers zur
ergeben sich durch die Ladevorgänge? Vermeidung von Lastspitzen am Netzanschlusspunkt?
Wie muss der Netzanschluss einer Wohnanlage
Wie hoch ist die Akzeptanz der Projektteilnehmer*innen
dimensioniert sein, damit eine große Anzahl von
für ein Lademanagementsystem und einen Batteriespeicher?
E-Fahrzeugen geladen werden kann?
NETZlabor E-Mobility-Carré – 01 Planung02
MÄRZ 2019
38 – 39
PROJEKTVORBEREITUNG
Die Wohnanlage Pura Vida
wird zur Blaupause der
elektrischen Tiefgarage
Standort und Netztopologie Die Netztopologie am Standort ist ebenfalls Ein weiterer Vorteil ist die räumliche Nähe
ideal beschaffen: Das Stromnetz ist aus- der Ortsnetzstation zur Wohnanlage. In
Eine moderne Wohnanlage in Tamm im reichend dimensioniert und verfügt über dieser Ortsnetzstation ist der Transfor
Großraum Stuttgart wird zum Dreh- und genügend Restkapazitäten, um die E-Fahr- mator sowie die Schutztechnik und die
Angelpunkt des NETZlabors E-Mobility- zeuge des Feldversuchs optimal mit Strom Abgänge für die Stromkabel zu den jewei-
Carré. Das Bestandsgebäude mit sechs versorgen zu können. Zudem bietet die ligen Straßen untergebracht. Hierdurch
Mehrfamilienhäusern, einigen Doppel- nahegelegene Ortsnetzstation mit Trans- kann die zukünftige Ladeinfrastruktur in
haushälften und einer gemeinschaftlich formator die Möglichkeit, einen separaten der Tiefgarage mit wenig Aufwand direkt
genutzten Tiefgarage mit 85 Stellplätzen Netzanschluss (siehe Seite 46) zu legen. aus der Ortsnetzstation versorgt werden.
bietet optimale Voraussetzungen für die Am Transformator, welcher die Spannung Dieser Sonderfall soll im Rahmen des Pro-
Realisierung des Feldversuchs. Für solche von Mittelspannung (20.000 V) auf Nieder- jekts im Detail untersucht werden. Damit
Umgebungen in der Nähe von urbanen spannung (400 V) umwandelt, ist ausrei- waren auch die Voraussetzungen für einen
Ballungsräumen wird in naher Zukunft chend Leistungsreserve vorhanden, so sogenannten ‚separaten Netzanschluss‘
eine rasche und hohe Zunahme an E-Fahr- dass die Betriebsmittel hier nicht verstärkt erfüllt. Hierzu mehr in Kapitel Installation
zeugen prognostiziert. werden müssen. Dies spart zum einen Zeit ab Seite 46.
bei der Umsetzung des Projekts, da nicht
erst das Stromnetz ausgebaut werden
muss. Zum anderen ist jedes Mehrfamilien-
TAMM haus der Wohnanlage Pura Vida mit einem
eigenen Anschluss mit dem Stromnetz ver-
bunden. Dies ermöglicht dem Projektteam,
Rückschlüsse auf kleinere Wohnanlagen zu
ziehen, denn nicht jedes Mehrfamilienhaus
ist zwangsläufig so groß wie Pura Vida.
NETZlabor E-Mobility-Carré – 02 ProjektvorbereitungSTROMKABEL
ORTSNETZSTATION
STROMKABEL
NETZANSCHLUSSPUNKT
GRUNDSTÜCKSGRENZE PURA VIDA02
42 – 43
Eigentümerversammlung und Forschungspartner
rechtliche Herausforderung
Räumlich und technisch gesehen erfüllt Der Feldtest enthält viele Testszenarien, welche wissenschaftlich begleitet
die Wohnanlage Pura Vida in Tamm alle werden. Neben der Vorbereitung der Testszenarien unterstützen daher gleich
Voraussetzungen für die Realisierung des zwei Universitäten das E-Mobility-Carré in der Datenauswertung und Aus-
NETZlabors E-Mobility-Carré. Doch damit arbeitung der Erkenntnisse:
waren die Projektvorbereitungen noch
nicht abgeschlossen: Mit insgesamt 63
Eigentümer*innen ist die Tiefgarage der
Wohnanlage in geteiltem Besitz. Neben
den oben genannten Rahmenbedingungen Karlsruher Institut für Technische Universität
ist die mehrheitliche Zustimmung zum Technologie (KIT) Dresden (TUD)
Projektvorhaben und zu den baulichen
Maßnahmen durch die Eigentümergemein-
schaft eine weitere Grundvoraussetzung. Das Institut für Elektroenergiesysteme und Das Institut für Elektrische Energiever-
Denn vor dem 1. Dezember 2020 mussten Hochspannungstechnik (IEH) ist Teil der sorgung und Hochspannungstechnik
Eigentümergemeinschaften dem Bau von Fakultät für Elektro- und Informationstech- (IEEH) der Fakultät für Elektrotechnik und
Ladeinfrastruktur in gemeinsam genutzten nik am Karlsruher Institut für Technologie Informationstechnik an der TUD beherbergt
Tiefgaragen zustimmen – und zwar ein- (KIT). Der Forschungsschwerpunkt liegt auf die Arbeitsgruppe „Power Quality“, mit
stimmig. Durch die im Dezember 2020 in der Modellierung, Optimierung und Steue- welcher die Netze BW seit einigen Jahren
Kraft getretene Änderung des Wohnungs- rung von intelligenten Verteil- und Trans- zusammenarbeitet. Sie analysiert und
eigentumsmodernisierungsgesetzes (WE- portnetzen und der Verbesserung von bewertet die Spannungsqualität nach EN
MoG) [10] wird die Hürde, Ladeinfrastruktur Betriebsmitteln. Das IEH analysiert für 50160, die Oberschwingungsemission nach
in Mehrfamilienhäusern zu installieren, das NETZlabor E-Mobility-Carré die Gleich- VDE AR-N 4100, die Überlagerung mehrerer
deutlich gesenkt (siehe Infobox). zeitigkeit und die Dimensionierung des Emissionsquellen, höherfrequente Span-
installierten Batteriespeichers. nungen bzw. Ströme einschließlich der
Vor dem 1. Dezember 2020
Hierbei ist es vor allem wichtig, Beiräte, Dämpfung der Ströme auf Niederspan-
mussten Eigentümergemein
Vertreter*innen der Eigentümergemein- nungskabel, neuartige Oberschwingungs-
schaften dem Bau von Lade
schaft und Hausverwaltung in Gesprächen Die wissenschaftliche beiträge, Oberschwingungsresonanz und
stationen in gemeinsam genutzten
vorab an „einen Tisch zu bringen“, um eine Begleitung im Detail: erprobt neue Messmethoden zur Erfassung
Tiefgaragen zustimmen – und zwar
gemeinsame Grundlage für die Eigentü- von höherfrequenten Spannungen und
einstimmig. Mittlerweile genügt
merversammlung zu schaffen. Ein Kraft- » B erechnung der notwendigen Lade Strömen.
eine einfache Mehrheit der Stim
akt und wichtiger Meilenstein, der nicht zu leistung und Energiekapazität des
men. Zusätzlich greift das Gebäu
unterschätzen ist. zentralen Batteriespeichers
de-Elektromobilitätsinfrastruktur-
» Simulation des Betriebs des Batterie- Die wissenschaftliche
NETZlabor E-Mobility-Carré – 02 Projektvorbereitung
Gesetz (GEIG) [11] das Thema „Pri
Das Interesse der Eigentümer*innen – den speichers zur Festlegung eines Fahr- Begleitung im Detail:
vates Laden“ auf und schreibt die
zukünftigen E-Pionier*innen – bei der Ge- plans sowie einer Leistungsgrenze
Vorbereitung von Stellplätzen für
staltung der zukünftigen Stromnetze zu » A nalyse der Messwerte aus den Test- » L angzeitmessungen der Ströme
Lademöglichkeiten in Neubauten
unterstützen, war enorm. Das war der aus- phasen und Vergleich mit den simula und Spannungen der gesamten
und bei größeren Sanierungsmaß
schlaggebende Punkt, die Mindestanforde- tiven Ergebnissen Ladeinfrastruktur sowie einzelner
nahmen in Bestandsgebäuden vor.
rung der Installation von 20 Ladepunkten Unterverteilungen
Beide gesetzlichen Maßnahmen
auf 58 Ladepunkte zu erhöhen. » Auswertung der Spannungsqualität
tragen zu einem Hochlauf der
nach EN 50160
Elektromobilität bei – insbeson
» Bewertung der Oberschwingungs
dere in Mehrfamilienhäusern und
emission nach VDE AR-N 4100
Mietverhältnissen. Eine steigende
und der Überlagerung mehrere
Nachfrage nach kundenfreundli
Emissionsquellen
chen Lösungen zur Integration von
Elektromobilität in Mehrfamilien
häusern ist zu erwarten.03
OKT - NOV 2019
44 – 45
INSTALLATION
1
Bei der Installation der Ladeinfrastruktur und den für den Aufbau benö- 2
tigten technischen Komponenten ist die praxisnahe Planung sehr wichtig.
Sprich, der vollständige Aufbau der Ladeinfrastruktur erfolgt nach einem
Prinzip, das so in jedem herkömmlichen Mehrfamilienhaus durchführbar
ist. Um Daten und Ergebnisse zu Lademanagement, speziell eingesetzten
technischen Lösungen und dem Ladeverhalten zu gewinnen und daraus
wichtige Erkenntnisse abzuleiten, wird speziell für das NETZlabor zusätz- 3
liche Messtechnik installiert.
4
Insgesamt werden bei den Installationsarbeiten im E-Mobility-Carré viele
Kabel verlegt, so dass für alle technischen Einheiten und Ladepunkte jeder-
6
zeit ausreichend Strom und Datensignale fließen können.
5
1 Ortsnetzstation
2 Separater Netzanschluss
3 Elektroverteilung
Ladeinfrastruktur mit
4
intelligentem Lademanagement
5 58 Ladepunkte
6 Batteriespeicher
NETZlabor E-Mobility-Carré – 03 Installation03
46 – 47
Separater Netzanschluss 2 Ladeinfrastruktur mit intelligentem Batteriespeicher 6
Lademanagement 4
Die Netze BW hat für das Projekt vorsorg- erreicht. Vielmehr wurde in der E-Mobility- Neben einer Versorgung über das vorge-
lich zwei neue Versorgungskabel aus der Allee die maximale Gleichzeitigkeit von Jeder der 58 Ladepunkte 5 wird mit einer lagerte Niederspannungsnetz stehen zwei
nahegelegenen Ortsnetzstation 1 in die 0,5 verzeichnet. Da im E-Mobility-Carré Ladeleistung von bis zu 11 kW versorgt. identische Energiespeicher mit je 18 kW
Tiefgarage gelegt. Diese liegen auf der deutlich mehr Ladepunkte installiert sind, Die Ladelösung beinhaltet zusätzlich drei Leistung bei jeweils 19 kWh Kapazität zur
einen Seite direkt an der Niederspannungs- wird der sogenannte Gleichzeitigkeitsfak- Schaltschränke, die das Herzstück der Verfügung, um bei Lastspitzen zusätzliche
verteilung der Ortsnetzstation und auf der tor reduziert und auf 0,3 gesetzt. Hieraus Ladeinfrastruktur bilden. In diesen befindet Leistung bereitzustellen und so den Leis-
anderen Seite im Anschlusskasten der ergibt sich die erforderliche Kapazität des sich die komplette Technik. Auch die Mes- tungsbedarf des Netzanschlusses aus dem
Ladeinfrastruktur. Die Versorgung über separaten Netzanschlusses von 124 kW. sungen der Ladezeiten sowie der Strom- Stromnetz zu reduzieren. Die Speicher sind
diesen separaten Netzanschluss mit 124 kW Ohne das Lademanagementsystem müsste stärken und Spannungsniveaus für die ein- virtuell zusammengeschaltet, so dass diese
wurde gewählt, um ausreichend Flexibilität die maximale Anschlussleistung auf 638 kW zelnen Ladepunkte findet hier statt. Jeder sich wie ein System verhalten.
für die geplanten Testszenarien zu haben. ausgelegt werden, was wiederum einer Schaltschrank kann über einen verbauten
Das ist jedoch weder bei Netze BW Gleichzeitigkeit von 1 entspräche. elektrischen Schalter acht Ladepunkte
noch bei anderen Verteilnetzbetreibern gleichzeitig mit Leistung versorgen. Über
ein Standardvorgehen und es bedarf stets insgesamt sechs Ladeterminals können die
einer Einzelfallprüfung. Das eingesetzte Elektroverteilung 3 E-Pionier*innen den Ladevorgang mittels
Lademanagement verringert allerdings eines RFID-Chips starten. In den Schalt-
den Leistungsbedarf und somit die Auswir- Die Elektroverteilung bildet das Herzstück schränken der Ladeinfrastruktur ist auch
kungen auf das Stromnetz. Zusätzlich ist der Anlage. In dieser wird die Energie, das intelligente Lademanagement integriert.
ein von außen zugänglicher Messwandler- welche über den separaten Netzanschluss Dieses bildet die Grundlage für viele der im
schrank installiert, in dem der Stromzähler bezogen wird, an die Ladeinfrastruktur und Projekt betrachteten Testszenarien.
eingebaut ist. die Batteriespeicher verteilt. Ebenso sind in
der Elektroverteilung Leitungsschutzschal-
Die Dimensionierung des separaten Netz- ter und weitere Schutztechnik enthalten,
anschlusses basiert auf den Anforderungen um einen sicheren Betrieb der Anlage zu
der Immobilie, in welcher das Projekt um- gewährleisten. Die Elektroverteilung er-
gesetzt werden kann. Zudem soll je Lade- füllt im Grunde die gleiche Funktion eines
punkt mit einer Leistung von bis zu 11 kW Sicherungskastens in einer Wohnung – ist
geladen werden können. Dies ergibt eine aufgrund der höheren Leistungsklasse
nominelle Anschlussleistung von 330 kW. jedoch etwas größer.
WUSSTEN SIE,
Aus den Erfahrungen vorangelagerter Pro-
jekte wie dem NETZlabor E-Mobility-Allee
in Ostfildern wird eine Gleichzeitigkeit von 1
– d. h. wenn alle Ladepunkte die maximale
Leistung bereitstellen – in der Praxis nicht
DASS ...
NETZlabor E-Mobility-Carré – 03 Installation
Der Messwandlerschrank ist
der Übergabepunkt zwischen
dem Stromnetz und der Elek für das E-Mobility-Carré
troinstallation in der Tiefgarage. 11 km Kabel verlegt wurden?
Dort verbaut ist auch der Strom
zähler, welcher die geflossene
Energiemenge erfasst.48 – 49
11 km Kabel
3 Elektroverteilung 4 Ladeinfrastruktur 6 Batteriespeicher
NETZlabor E-Mobility-Carré – 03 Installation
5 Ladepunkt Ladeterminal03
50 – 51
Schematischer Aufbau E-Mobility-Carré
WEITERE GEBÄUDE ORTSNETZSTATION
IM WOHNGEBIET
ALLE NIEDERSPANNUNGS-
ABGÄNGE / STAMMKABEL
SEPARATER
NETZANSCHLUSS
MEHRFAMILIENHÄUSER PURA VIDA
LADEPUNKT 1
...
TIEFGARAGE
LADEPUNKT 58
LADEINFRASTRUKTUR ELEKTROVERTEILUNG BATTERIESPEICHER
VERBINDUNG ZUR
ERDUNGSANLAGE
NETZlabor E-Mobility-Carré – 03 Installation
An den wesentlichen Stellen des Systemaufbaus wird für das Projekt Mess-
technik installiert. Mit dieser werden elektrotechnische Daten wie Strom,
Spannung und Leistung aufgezeichnet, aber auch Daten zum Ladeverhalten
der E-Pionier*innen. Hierbei kommen sowohl stationäre Messsysteme zum
Einsatz, welche über den gesamten Projektzeitraum Daten aufzeichnen,
als auch Messtechnik, welche temporär zur Untersuchung einzelner
Fragestellungen installiert wird.
Die Messtechnik ist mittels LTE-Router mit dem Internet verbunden, so dass
die Messdaten automatisch in Datenbanken abgelegt werden. Dies ermög-
licht später eine schnelle und unkomplizierte Auswertung der Messdaten.
1 Messtechnik in OrtsnetzstationSie können auch lesen
