Wallboxen koordinieren Ladevorgänge

Noch handelt sich um Technik im Labormaßstab, doch den Wissenschaftlern schwebt bereits ein Praxistest "in Kooperation mit einem Netzbetreiber" vor. Professoren am Institut für Elektrische Energietechnik an der Technischen Hochschule (TH) Köln haben eine Lösung entwickelt, mit der sich Wallboxen und andere Stromverbraucher als "Schwarm" zusammenschalten lassen. Die Geräte können den Zustand des Stromnetzes selbstständig analysieren und ihre Ladezeiten koordinieren.

Wie die TH mitteilt, simulierten die Forschenden in einem Versuchsstand eine Straße mit sechs Wohngebäuden. Jedes der Modellgebäude hatte mehrere Stromabnehmer, wie sie Wallboxen darstellen. Um realitätsnahe Ergebnisse zu erhalten, verlegten sie im Labortrakt Stromkabel mit einer Gesamtlänge von 350 Metern.

"Niederschwelliger Einstieg" für Verbraucher

Um die Ladeboxen – handelsübliche Geräte – einen intelligenten Schwarm zu verwandeln, benötigten die Techniker jeweils zwei Komponenten: ein Messgerät, das die Belastung es Stromnetzes in der Umgebung ermittelt sowie ein Modul für die Kommunikation zwischen Ladeboxen. Die Boxen verständigen sich bei der Lösung über die Stromleitung.

"Wenn in Zukunft in einer Nachbarschaft mehrere solcher Boxen verbaut sind, bilden diese einen Verbund, der den Zustand des Netzes bis zur nächsten Trafostation kennt", erklärt TH-Professor Eberhard Waffenschmidt. "Besteht Ladebedarf, wird dieser mittels unseres Algorithmus zwischen den Boxen abgestimmt." Für die meisten E-Automobilisten spiele es ja keine Rolle, ob ihr Auto um 20 Uhr oder nachts um drei Uhr geladen werde, für das Netz aber "bedeutet ein verteiltes Laden aber eine geringere Belastung".
 Waffenschmidt und sein Professorenkollege Ingo Stadler haben das Verfahren zum Patent angemeldet. Sie zeigen sich überzeugt, dass es nicht nur bei Wallboxen, sondern auch anderen Abnehmern wie Wärmepumpen einsetzbar ist. Entwickelt haben sie es im Zuge des internationalen Forschungsprojekts "Progressus". Das Projekt startete im April 2020 und lief bis März dieses Jahres.

In einem Folgeprojekt wollen die Professoren und ihre Mitarbeiter zusammen mit einem Netzbetreiber einen Realtest durchführen und für die Wallbox seriennahe Funktionsmuster entwickeln. Darüber hinaus sei ein Modul angedacht, das an bestehende Ladestationen angeschlossen werden kann und diesen dann als Add-on die neuen Funktionen ermöglicht, heißt es "Wichtig ist uns, dass wir allen Nutzerinnen und Nutzern einen niedrigschwelligen Einstieg ermöglichen. Ob neue Ladebox oder Add-on – die Nutzung einer intelligenten Netzsteuerung soll ohne aufwändige Installation möglich sein", sagt Waffenschmidt.