Mit einer Photovoltaik-Anlage auf dem Dach lässt sich das Elektroauto günstig mit regenerativ erzeugter Energie speisen. In dem Forschungsprojekt "Fellbach ZeroPlus" haben Fraunhofer-Wissenschaftler ein Heim-Energie-Management-System entwickelt, das den Stromverbrauch noch nachhaltiger gestalten soll – so bindet es das Elektroauto in die heimische Energieversorgung ein und erstellt einen Ladefahrplan.
In dem Schaufenster-Projekt im baden-württembergischen Fellbach wird in einer Gruppe von mehreren im Passivhaus-Standard gebauten Reihenhäusern dieses Szenario bereits im Alltag untersucht. Dominik Noeren vom Freiburger Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE erklärt: "Die großen Photovoltaik-Anlagen auf den Dächern liefern langfristig mehr Energie als die Bewohner verbrauchen. Die überschüssige Energie lässt sich ins Stromnetz einspeisen und für tägliche Fahrten mit dem privaten Elektroauto verwenden."
System informiert fortlaufend über den zur Verfügung stehenden Sonnenstrom
5 der 7 Haushalte wurden von den Wissenschaftlern mit 22 kW-Schnellladestationen ausgestattet, die in das neu entwickelte Heim-Energie-Management-System (HEMS) eingebunden sind. Das HEMS liest unterschiedliche Stromzähler im Haus aus, zeigt die Energieströme an und informiert die Bewohner zu jeder Tageszeit über die Höhe ihres Stromverbrauchs. "Sie erfahren, ob und wieviel Strom aus dem Netz kommt oder aus der Solaranlage, und wer die Energie verbraucht – beispielsweise Wärmepumpe, Haushaltsgeräte oder Elektrofahrzeug", so Noeren.
Zudem prognostiziert das HEMS die solare Einstrahlung für die nächsten 20 Stunden und informiert über die Menge der nutzbaren Solarenergie. Ein lernfähiger Algorithmus errechnete zudem für jede Viertelstunde die zukünftige Haushaltslast. Aus all diesen Daten lasse sich ermitteln, wieviel PV-Strom dem Elektroauto zu einem beliebigen Zeitpunkt zur Verfügung stehe.
Noeren erklärt: "Der Strom geht erst in den Haushalt. Nicht verbrauchte Energie speichert die Autobatterie. Ist dann noch Strom übrig, wird dieser in das Netz eingespeist. Es ist preiswerter, den eigenen Strom zu verbrauchen, als ihn ins Netz einzuspeisen." Das HEMS unterstütze die Verbraucher dabei, abhängig von Fahrzeiten, Einstrahlungsprognose und aktuellem Haushaltsstromverbrauch die Ladezeiten der Elektroautos mit der Stromproduktion auf den Dächern zu synchronisieren und somit den Eigenstromanteil zu maximieren.
Schließlich wurde auch im Rahmen des 2-jährigen Feldtests in Abstimmung mit den Bewohnern eine App zum HEMS entwickelt, die alle Abläufe und Stromflüsse in Echtzeit visualisiert und die Prognose der solaren Einstrahlung graphisch und numerisch darstellt.
