Online-Designtool für bidirektionale Fahrzeugsysteme in Privathaushalten

Software, die Photovoltaikanlagen, Batterien und Elektrofahrzeuge (EVs) dimensioniert, ist bereits sehr verbreitet. Es besteht jedoch ein Bedarf an Software, die die Tatsache berücksichtigt, dass Elektrofahrzeuge in Zukunft nicht nur laden, sondern auch entladen werden, das sogenannte bidirektionale Laden, das in diesem Arbeitspaket behandelt wird. Dieses Arbeitspaket soll in den ersten 18 Monaten umgesetzt werden. Neben dem unmittelbaren Nutzen, ein Entwurfswerkzeug für V2H-Systeme für jedermann verfügbar zu machen, haben die erstellten Profile auch direkten Nutzen in WP 8 und WP11.

Entwicklung eines kostenlosen Online-Softwaretools für die Dimensionierung und Analyse von bidirektionalen Vehicle-2-Home (V2H)-Systemen, bestehend aus einer PV-Anlage mit oder ohne stationäre Batterie.

Zunächst werden die Anforderungen an das Softwaretool definiert. Dazu wird eine Marktrecherche von freien und kommerziellen Softwarelösungen für die Auslegung von PV-Batteriesystemen inklusive V2H durchgeführt. Anschließend wird ein Workshop mit Vertretern aus Forschung und Industrie durchgeführt. Nach diesem Workshop werden die Vorgaben für die Eingangs- und Ausgangsparameter (Bewertungskriterien) sowie die Art der Visualisierung der Ergebnisse festgelegt.

Anschließend werden das allgemeine Systemmodell und spezifische Komponentenmodelle für die Elektrofahrzeuge, den Wechselrichter, die Photovoltaikanlage und die Ladestation erstellt. Es werden generische Modelle sowie neue Modelle auf der Grundlage der spezifischen Komponentenmodelle entwickelt. Basierend auf den wirtschaftlichsten Geschäftsmodell(en) werden Betriebsstrategien für das Energiemanagementsystem entwickelt.

Schließlich wird ein Webinterface und ein Softwarepaket mit Back- und Frontend entwickelt. Im Back-End werden alle Komponenten des V2H-Systems dimensioniert sowie die Betriebsstrategien optimiert, was zu einer technischökonomischen und (zusätzlich) ökologischen Bewertung führt. Die Software wird als Cloud-Service in einer FHNW-Cloud implementiert. Schliesslich wird der Benutzer-Workflow des Frontends getestet und so entwickelt, dass die Software auch für ein Nicht-Fachpublikum verständlich und grafisch ansprechend ist. Vor der endgültigen Veröffentlichung der Software wird ein zweiter Workshop organisiert, um die Betaversion den Interessengruppen aus Industrie, Forschung und Privatpersonen vorzustellen. Die daraus resultierenden Verbesserungsvorschläge werden so weit wie möglich in die endgültige Version der Software integriert. Schliesslich wird die endgültige Version allen Interessierten auf der Website der FHNW kostenlos zur Verfügung gestellt.

WP 7 hat Schnittstellen zu WP 8, 10 und 11.

WP 8 – WP7 liefert Zeitserien als Input für WP8. Diese Zeitreihen von V2H-Systemen werden in WP 8 mit Hilfe von nicht-intrusiver Lastmessung aufgeschlüsselt, um die einzelnen Komponen-ten, wie z.B. die Photovoltaikanlage, das Elektroauto und die häusliche Last, zu identifizieren.

WP 10 – WP 10 liefert ein Batterieauslegungsmodell an WP 7. Dieses Batteriemodell von WP 10 kann in das Dimensionierungsmodell integriert werden und kann verwendet werden, um die An-zahl der möglichen Ladezyklen zu antizipieren und somit die wirtschaftlichen, technischen und ökologischen Ergebnisse der Simulation zu beeinflussen.

WP 11 – WP7 liefert Zeitreihen als Input für WP11. In dieser Maßnahme werden modulare Schaltungstopologien und adaptive Kontrollstrategien entwickelt. Die daraus resultierenden Technologien werden in einem Hardware- und Software-Demonstrator für Anwendungen im Niederspannungsnetz getestet. Ladeprofile von V2H-Systemen werden von WP 7 übernommen.