Extreme Wetterereignisse haben in jüngster Zeit die Schwachstellen der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge deutlich gemacht. Viele Besitzer von Elektrofahrzeugen haben keinen Zugang zu Lademöglichkeiten. Angesichts der immer häufigeren und schwerwiegenderen extremen Wetterereignisse stehen Besitzer von Elektrofahrzeugen vor beispiellosen Herausforderungen, da ihre Abhängigkeit von Ladestationen zunehmend in Frage gestellt 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 die vom Stromnetz abhängigen Ladestationen beeinträchtigen.
- Schäden an Ladestationen: Schwere Stürme und Überschwemmungen können Ladestationen und die umliegende Infrastruktur beschädigen und sie bis zum Abschluss der Reparaturen außer Betrieb setzen. In einigen 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 eine große Anzahl von Elektrofahrzeugbesitzern an den begrenzten Ladepunkten tummelt, sind lange Wartezeiten und überlastete Ladestationen unvermeidlich.
- Leistungsminderung der Batterie: Längere Einwirkung extremer Temperaturen, sei es eisige Kälte oder sengende Hitze, kann die Leistung und Effizienz von EV-Batterien negativ beeinflussen. Dies wiederum wirkt sich auf den gesamten Ladevorgang und die Reichweite aus.
Angesichts der zunehmenden Schwere extremer Wetterlagen denken immer mehr Menschen darüber nach, wie sie die Umwelt schützen, Emissionen reduzieren und die Entwicklung extremer Wetterlagen verlangsamen können. Dabei geht es um die Beschleunigung der Entwicklung von Elektrofahrzeugen und deren Ladegeräten, um die aktuellen Nachteile des Ladens von Elektrofahrzeugen bei extremen Wetterlagen zu beheben.
Dezentrale Energieressourcen: Dezentrale Energieressourcen (DERs) bezeichnen dezentrale und vielfältige Energietechnologien und -systeme, 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 weltweiten 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 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 Stationsbesitzer und eine geringere Belastung des Stromnetzes, insbesondere in Kombination mit Batteriespeichern. Designer Neville Mars spielt weiter auf die Analogie zwischen Bäumen und Wäldern an und weicht mit seinen PV-Blättern, die von einem zentralen Stamm ausgehen, vom typischen Design einer Ladestation 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 Autos – sowohl Elektroautos als auch konventionellen – Schatten. Obwohl 2009 ein Modell vorgestellt wurde, muss bis heute eine maßstabsgetreue Version gebaut werden.
Intelligentes Laden und Lastmanagement: Intelligentes Lade- und Lastmanagement ist ein fortschrittlicher Ansatz zur Verwaltung des Ladens von Elektrofahrzeugen (EVs), der Technologie, Daten und Kommunikationssysteme nutzt, um den Strombedarf im Netz zu optimieren und auszugleichen. Diese Methode zielt darauf ab, die Ladelast effizient zu verteilen, Netzüberlastungen während Spitzenzeiten zu vermeiden und den Gesamtenergieverbrauch zu senken, um zu einem stabileren und nachhaltigeren Stromnetz beizutragen. Der Einsatz intelligenter Ladetechnologien und Lastmanagementsysteme kann Lademuster optimieren und Ladelasten effizienter verteilen, wodurch Überlastungen während Spitzenzeiten vermieden werden. Dynamischer Lastausgleich ist eine Funktion, die Änderungen des Stromverbrauchs in einem Stromkreis überwacht und die verfügbare Kapazität automatisch zwischen Heimladern oder Elektrofahrzeugen zuweist. Sie passt die Ladeleistung von Elektrofahrzeugen entsprechend der Änderung der elektrischen Last an. Das gleichzeitige Laden mehrerer Autos an einem Standort kann kostspielige Stromspitzen verursachen. Power Sharing löst das Problem des gleichzeitigen Ladens mehrerer Elektrofahrzeuge an einem Standort. Daher gruppieren Sie im ersten Schritt diese Ladepunkte in einem sogenannten DLM-Stromkreis. Zum Schutz des Netzes können Sie dafür ein Leistungslimit festlegen.
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 Einrichtungen müssen zusammenarbeiten, um in belastbare Ladenetze zu investieren und den Übergang zu einer umweltfreundlicheren, nachhaltigeren Verkehrszukunft zu unterstützen.