Benutzer­handbuch

Elektromobilität

Elektromobilität bezeichnet Fahrzeuge, die von einem Elektro- oder einem Hybrid-Motor angetrieben werden, die ihrerseits mit Batterien oder mit Brennstoffzellen, die Wasserstoff in Strom umwandeln, betrieben werden. Zur Zeit setzen sich viele Länder Zielmarken, um die Zahl der Elektroautos zu erhöhen und damit eine gemeinsame Umwelt- und Wirtschafts-Strategie zu verfolgen. Elektromobilität soll Emissions-Kriterien erfüllen und dem Bedarf des Marktes zu noch bezahlbaren Preisen entsprechen. Der Markt für E-Mobilität hat ein grosses Wachstumspotenzial, deshalb wurde E-Mobilität als Komponente in Polysun aufgenommen. Polysun lässt seine Nutzer E-Mobilität in ihr Photovoltaiksystem einbeziehen und den Eigenverbrauch und den Autarkiegrad berechnen.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie Projekte mit Elektromobilität in Polysun erstellt werden können. Zur Einbindung von E-Mobilität empfehlen wir, eine geeignete Vorlage aus der Liste in der linken unteren Ecke der grafischen Benutzeroberfläche (des Hauptfensters) auszusuchen.

Derzeit gibt es vier verfügbare Standardvorlagen:

56e: Raumheizung + Trinkwarmwasser + E-Mobilität (PV, Wärmepumpe und intelligente SG-Ready Steuerung)

50s: E-Mobil, Laden mit Photovoltaik

50t: E-Mobil mit programmierbarer Ladesteuerung

50u: E-Mobil (bidirektional) mit programmierbarer Ladesteuerung

Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Vorlage 50s eine Ladung des Elektrofahrzeugs nur durch das Photovoltaik-System erlaubt. Vorlage 50t erlaubt es zusätzlich, das Photovoltaik-Feld auch zum Aufladen von Batterien und anderen elektrischen Verbrauchern zu nutzen und das externe Stromnetz als Backup-Stromquelle zu nutzen. Der Energiebezug wird dabei durch eine programmierbare Ladesteuerung entsprechend vorher festgelegter Regeln geregelt, wie später in diesem Kapitel noch beschrieben wird. Vorlage 50u erlaubt das Entladen des E-Mobils, solange die Batterie mindestens zu 50 % geladen ist. Vorlage 56e dient der Demonstration von sektorgekoppelten Systemen mit intelligenter Steuerung.

Wählen Sie die passende Vorlage mit einem Doppelklick aus.

Sobald Sie eine Vorlage ausgewählt haben, können Sie sie entsprechend der Anforderungen Ihres Projekts anpassen. Das System umfasst das PV-Modul-Feld, den Wechselrichter, elektrische Verbraucher, das externe Stromnetz und E-Mobilität. Das Elektrofahrzeug ist dabei nicht als elektrischer Verbraucher, sondern als Batterie-Komponente definiert. Im Dialogfenster für die E-Mobilitäts-Komponente können Sie die folgenden Parameter festlegen:

Tabelle: Diagonalfenster für die E-Mobilitäts-Komponente

Parameter	Beschreibung
Typ	AC ist ein elektrischer Speicher für Einzel- oder Hybrid-PV-Systeme
Elektrofahrzeug	Die am häufigsten verkauften Elektrofahrzeuge auf dem Markt können aus einem Katalog ausgewählt werden. Es gibt auch die Möglichkeit, ein selbst definiertes Fahrzeug hinzuzufügen.
Ladestation	Die passende Ladestation kann aus einem Katalog ausgewählt werden anhand der Kriterien Nennleistung und Hersteller. Im Katalog kann auch festgelegt werden, wie lange die Batterie aufgeladen werden muss, um den Eigenverbrauch zu optimieren.
Mobilitätsprofil	Das Mobilitätsprofil wird auf einer stündlichen oder wöchentlichen Basis bestimmt. Mobilitätsprofile können geöffnet werden, indem auf “Mobilitätsprofile“ geklickt wird oder auf das Symbol “Profil bearbeiten” . Über die Eingabemaske kann definiert werden, wann das Elektrofahrzeug gefahren wird und wann es an der Ladestation steht. Die horizontale Achse steht dabei für die Stunden des Tages, die vertikale Achse den Tag der Woche. Die Ladezeit kann dabei ebenso bestimmt werden wie die Fahrzeiten und die mit dem Elektrofahrzeug gefahrenen Kilometer für jeden Tag der Woche. Außerdem kann festgelegt werden, wann die Ladestation ein Entladen erlaubt.
Nutzungsgrad beim Laden der Batterie	Das ist eine vom Benutzer festgelegte Relation zwischen der sofort verfügbaren Solar-Energie und der gesamten Nenn-Leistung aller Generator-Felder. Das Ziel ist, Leistungsspitzen während der Mittagsstunden nicht ins externe Netz einzuspeisen. 0 % bedeutet dabei, dass die Batterie zu jeder Zeit geladen werden kann, 100 % bedeutet, dass die Batterie nie geladen wird.
Tiefentladungsschwellwert	Beschreibt die Zyklentiefe einer Tiefentladung. Der Wert bezieht sich auf den Entladungsbereich der Batterie. 100 % ist dabei die volle Entladung der Batterie bis zur geringsten Batteriekapazität.

Mit Polysun können Sie auch Projekte mit mehreren Batterien und/oder Elektrofahrzeug-Komponenten entwerfen. Werden zwei oder mehr Elektrofahrzeuge angelegt, müssen die programmierbaren Laderegelungen für jedes Fahrzeug einzeln angelegt werden, vor allem wenn die Ladeprofile der Elektrofahrzeuge unterschiedlich sind. Die Fahrzeuge werden in derselben Reihenfolge geladen, in der sie zur Variante hinzugefügt wurden.

Die durch das PV-System generierte Elektrizität kann für elektrische Haushaltsgeräte und/oder für Elektrofahrzeuge verwendet werden. Wenn das Elektrofahrzeug der einzige Verbraucher im System sein soll, muss die Zahl der Elektrizitäts-Profile für den Haushalt auf null gesetzt werden.

Wenn das System Verbrauchs-Profile für elektrische Haushaltsgeräte ebenso enthält wie E-Mobilität, wird der Energiefluss wie folgt verteilt:

1. Priorität: E-Mobilität
2. Priorität: Verbrauchs-Profile (elektrische Haushaltsgeräte)
3. Priorität: Batterie
4. Priorität: überschüssige Elektrizität wird in das Stromnetz eingespeist.

Diese vorgegebene Reihenfolge kann mittels der programmierbaren Laderegelung verändert werden.

Zusätzlich zum Steuermodus und zur gesteuerten Leistung der Batterie bietet das Elektrofahrzeug mit dem Betriebszustand der Ladestation einen dritten Steuerungsausgang. Indem der Status der Ladestation auf 1 gesetzt wird, kann eine Entladung erzwungen werden. Wenn er auf 0 gesetzt wird (Default-Wert), wird über das Profil des E-Mobils definiert, ob das Entladen erlaubt wird oder nicht.

In der Vorlage 50t sind die Ladelogiken wie folgt in die programmierbare Laderegelung implementiert:

Tabelle: Ladelogik

Zustand		Bedingung
1	Elektrofahrzeug wird mit PV-Strom geladen	PV-System stellt Energie von mehr als 100 kWh zur Verfügung UND Elektrofahrzeug ist betriebsbereit UND Ladestatus der Batterie ist mehr als 0,95
2	Elektrofahrzeug wird mit Strom aus dem Netz geladen	PV-System stellt Energie von weniger als 100 kWh zur Verfügung UND Elektrofahrzeug ist betriebsbereit UND Ladestatus der Batterie ist kleiner/gleich 0,8
3	Basiszustand	Wird verwendet um die Lücken in den definierten Logiken auszufüllen, sofern welche vorhanden sind. Wenn keine der oben genannten Bedingungen zutreffen, wird der Zustand „Basiszustand“ angewendet.

Simulation und Auswertung

Die hauptsächlichen Ergebnisse der Simulation werden in den Ergebnissen je Komponente gezeigt, ebenso wie Maximal- und Minimal-Werte für jede einzelne Komponente. Die wichtigsten Tabs sind dabei E-Mobil 1, E-Mobil 2, E-Mobil 3 und so weiter (genaue Bezeichnungen können vom Benutzer vergeben werden). Es gibt zusätzliche Tabs für jede E-Mobilitäts-Komponente und die Batterie, wenn nicht anders definiert, erfolgt die Reihenfolge der Beladung wie folgt: E-Mobil 1 hat die oberste Priorität, dann E-Mobil 2 und so weiter.

Die Ergebnisse für die einzelnen Komponenten zeigen die monatlichen und jährlichen Werte der Batterieladung an, die nötig ist, um das Elektrofahrzeug mit dem gegebenen Profil zu fahren (Batterieladung), die Energie, die durch das PV-System zur Verfügung gestellt wurde (Batterieladung PV) und die restliche Energie, die aus dem Stromnetz bezogen wurde (Batterieladung Netz). Die genaue Beschreibung jeder Zeile der Tabelle finden Sie in den Tool-Tipps.

Die Verteilung dieser drei Werte kann für eine grafische Auswertung visualisiert werden. Die Abbildung macht deutlich, welcher Teil des gesamten Energiebedarfs (schwarz) durch PV-Strom (grün) abgedeckt wird, und bis zu welchem Grad der Backup-Strom aus dem Netz für ein zweites Fahrzeug des gegebenen Projekts erforderlich ist.

Die detaillierte Analyse der Simulation zeigt die sofort verfügbare Energie des PV-Systems [kWh] ebenso wie den Ladezustand der Batterie [%] und die Distanz, die während eines bestimmten Zeitschritts mit einem Elektrofahrzeug zurückgelegt wurde. Die gezeigte Distanz ist dabei nicht kumulativ zu verstehen. Die gesamte Distanz pro Stunde ist im Mobilitätsprofil festgelegt.