Extreme Wetterereignisse haben in letzter Zeit die Schwachstellen der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge (EV) deutlich gemacht und viele Besitzer von Elektrofahrzeugen ohne Zugang zu Lademöglichkeiten zurückgelassen. Angesichts der immer häufigeren und schwerwiegenderen Extremwetterereignisse stehen Besitzer von Elektrofahrzeugen (EV) vor beispiellosen Herausforderungen, da ihre Abhängigkeit von Ladestationen zunehmend unter die Lupe genommen wird.
Die Auswirkungen extremer Wetterbedingungen auf Ladegeräte für Elektrofahrzeuge haben mehrere Schwachstellen offengelegt:
- Belastung des Stromnetzes: Während Hitzewellen steigt der Strombedarf sprunghaft an, da sowohl Elektrofahrzeugbesitzer als auch Verbraucher stark auf Klimaanlagen und Kühlsysteme angewiesen sind. Die zusätzliche Belastung des Stromnetzes kann zu Stromausfällen oder reduzierter Ladekapazität führen und damit auch Ladestationen für Elektrofahrzeuge beeinträchtigen, die vom Stromnetz abhängig sind.
- Schäden an Ladestationen: Schwere Stürme und Überschwemmungen können Ladestationen und die umliegende Infrastruktur beschädigen und sie bis zum Abschluss der Reparaturen funktionsunfähig machen. In manchen Fällen können umfangreiche Schäden zu längeren Ausfallzeiten und eingeschränkter Erreichbarkeit für Elektrofahrzeugnutzer führen.
- Überlastete Infrastruktur: In Regionen mit hoher Elektrofahrzeug-Nutzung kann es bei extremen Wetterereignissen zu einer Überlastung der Ladestationen kommen. Wenn sich viele Elektrofahrzeugbesitzer an den wenigen Ladepunkten tummeln, sind lange Wartezeiten und überlastete Ladestationen unvermeidlich.
- Leistungsminderung der Batterie: Längerer Kontakt mit extremen Temperaturen, sei es eisige Kälte oder sengende Hitze, kann die Leistung und Effizienz von Elektrofahrzeugbatterien beeinträchtigen. Dies wiederum beeinträchtigt den gesamten Ladevorgang und die Reichweite.
Angesichts der von Jahr zu Jahr zunehmenden Schwere der Wetterextreme denken immer mehr Menschen darüber nach, wie sie die Umwelt schützen, Emissionen reduzieren und die Entstehung von Wetterextremen verlangsamen können. Dabei geht es um die Beschleunigung der Entwicklung von Elektrofahrzeugen und deren Ladegeräten, um die aktuellen Nachteile des Ladens von Elektrofahrzeugen bei Wetterextremen zu beheben.
Dezentrale Energieressourcen: Dezentrale Energieressourcen (DERs) bezeichnen eine dezentrale und vielfältige Kombination von Energietechnologien und -systemen, die Energie näher am Verbrauchsort erzeugen, speichern und verwalten. Diese Ressourcen befinden sich häufig auf oder in der Nähe der Endverbraucherstandorte, darunter Wohn-, Gewerbe- und Industrieimmobilien. Durch die Einbindung von DERs in das Stromnetz wird das traditionelle Modell der zentralen Stromerzeugung ergänzt und verbessert, was sowohl für Energieverbraucher als auch für das Netz selbst zahlreiche Vorteile bietet. Dezentrale Energieressourcen, insbesondere Solarmodule, basieren typischerweise auf erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenlicht. Durch die Förderung ihrer Nutzung steigt der Anteil sauberer und nachhaltiger Energie am gesamten Energiemix. Dies steht im Einklang mit den globalen Bemühungen zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen und zur Bekämpfung des Klimawandels. Die Implementierung dezentraler Energieressourcen, wie z. B.Solarmodule und Energiespeichersysteme, kann dazu beitragen, die Belastung des Netzes während Spitzenlastzeiten zu verringern und Ladedienste bei Stromausfällen aufrechtzuerhalten. Ladestationen werden mit Solar-Photovoltaikmodulen beschattet.
Direkt über Elektroauto-Parkplätzen errichtet, können Photovoltaik-Module sowohl Strom zum Laden der Fahrzeuge erzeugen als auch Schatten und Kühlung für geparkte Fahrzeuge bieten. Darüber hinaus können Solarmodule erweitert werden, um zusätzliche konventionelle Parkplätze abzudecken.
Zu den Vorteilen zählen geringere Treibhausgasemissionen, niedrigere Betriebskosten für die Stationsbetreiber und eine geringere Belastung des Stromnetzes, insbesondere in Kombination mit Batteriespeichern. Designer Neville Mars spielt mit der Analogie von Bäumen und Wäldern und weicht mit seinen PV-Blättern, die von einem zentralen Stamm ausgehen, vom typischen Ladestationsdesign ab.29 An der Basis jedes Stammes befindet sich eine Steckdose. Als Beispiel für Biomimetik folgen die blattförmigen Solarmodule dem Lauf der Sonne und spenden geparkten Fahrzeugen – sowohl Elektroautos als auch konventionellen Fahrzeugen – Schatten. Obwohl 2009 ein Modell vorgestellt wurde, wurde eine maßstabsgetreue Version noch nicht gebaut.
Intelligentes Laden und LastmanagementIntelligentes Lade- und Lastmanagement ist ein fortschrittlicher Ansatz zur Steuerung des Ladevorgangs von Elektrofahrzeugen (EVs). Er nutzt Technologie, Daten und Kommunikationssysteme, um den Strombedarf im Netz zu optimieren und auszugleichen. Ziel dieser Methode ist es, die Ladelast effizient zu verteilen, Netzüberlastungen in Spitzenzeiten zu vermeiden und den Gesamtenergieverbrauch zu senken. Dies trägt zu einem stabileren und nachhaltigeren Stromnetz bei. Intelligente Ladetechnologien und Lastmanagementsysteme optimieren Lademuster und verteilen die Ladelast effizienter, wodurch Überlastungen in Spitzenzeiten vermieden werden. Dynamischer Lastausgleich überwacht Änderungen des Stromverbrauchs in einem Stromkreis und verteilt die verfügbare Kapazität automatisch zwischen Heimladestationen oder Elektrofahrzeugen. Die Ladeleistung von Elektrofahrzeugen wird entsprechend der veränderten elektrischen Last angepasst. Das gleichzeitige Laden mehrerer Fahrzeuge an einem Standort kann zu kostspieligen Lastspitzen führen. Power Sharing löst das Problem des gleichzeitigen Ladens mehrerer Elektrofahrzeuge an einem Standort. Daher werden diese Ladepunkte zunächst in einem sogenannten DLM-Stromkreis zusammengefasst. Zum Schutz des Netzes kann eine Leistungsbegrenzung festgelegt werden.
Da die Welt weiterhin mit den Folgen des Klimawandels zu kämpfen hat, wird die Sicherung der AC-Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge gegen extreme Wetterereignisse zu einer zwingenden Aufgabe. Regierungen, Versorgungsunternehmen und private Unternehmen müssen zusammenarbeiten, um in belastbare Ladenetze zu investieren und den Übergang zu einer grüneren, nachhaltigeren Verkehrszukunft zu unterstützen.