Neues Ladeverfahren für E-Autos: Fraunhofer IEE setzt auf Solarstrom
Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) arbeitet an einem innovativen Ladeverfahren, das Elektroautos deutlich effizienter mit Solarstrom versorgen soll. Im Rahmen des Forschungsprojekts „PVCharge“ wird eine Technologie entwickelt, die nicht nur den Eigenverbrauch von Solarenergie maximiert, sondern auch die Energieverluste beim Ladevorgang erheblich reduziert und die öffentlichen Stromnetze entlastet.
Weniger Energieverluste: Optimierter Eigenverbrauch von Solarstrom
Ein zentrales Problem herkömmlicher Ladesysteme liegt in der mehrfachen Umwandlung des Stroms. Der von einer Photovoltaikanlage erzeugte Gleichstrom (DC) muss in der Regel mindestens vier Wandlungsstufen durchlaufen, bevor er in der Fahrzeugbatterie ankommt. Jeder dieser Schritte ist mit Energieverlusten verbunden, die sich laut Fraunhofer IEE auf etwa 10 Prozent der ursprünglich erzeugten Solarenergie summieren.
Das im Projekt „PVCharge“ entwickelte Verfahren zielt darauf ab, diese Wandlungsprozesse auf nur noch zwei Schritte zu reduzieren. Durch diese technische Optimierung könnten die Energieverluste halbiert werden. Für Besitzer von Elektrofahrzeugen bedeutet dies, dass ein größerer Anteil des selbst erzeugten Solarstroms direkt im Fahrzeugakku ankommt, was die Wirtschaftlichkeit der eigenen PV-Anlage spürbar steigert. Dieses Prinzip ist sowohl für Hausbesitzer mit größeren PV-Anlagen mit Speicher und Montagesets als auch im kleineren Maßstab für Mieter relevant, die beispielsweise über ein Balkonkraftwerk ohne Speicher einen Teil ihres Strombedarfs decken.
E-Auto laden: Schnell, schonend und mit Solarstrom
Neben der Effizienzsteigerung bietet das System weitere Vorteile. Die Technologie ermöglicht eine flexible Anpassung der Ladegeschwindigkeit an die aktuelle Sonneneinstrahlung und den Bedarf des Nutzers. So kann die Ladeleistung bei hoher Solarstromproduktion maximiert oder bei geringer Verfügbarkeit gedrosselt werden, um den Akku schonend und ohne Bezug von teurem Netzstrom zu laden.
Um das neue Verfahren unter realitätsnahen Bedingungen zu validieren, entwickelt das Fraunhofer IEE eine spezielle Testumgebung. Mithilfe eines „Rapid-Control-Prototyping“-Systems wird das Ladeverhalten verschiedener Elektrofahrzeugmodelle simuliert. Praxistests an einer institutseigenen Photovoltaikanlage stellen zudem sicher, dass alle Aspekte der Anlagen- und Personensicherheit berücksichtigt werden. Ein schonender Ladevorgang, der Überhitzung und Überladung vermeidet, trägt maßgeblich zur Verlängerung der Lebensdauer der Fahrzeugbatterie bei.
Fraunhofer IEE: Netzbelastung durch E-Autos intelligent reduzieren
Die zunehmende Verbreitung von Elektromobilität stellt eine wachsende Herausforderung für die lokalen Stromnetze dar. Werden viele Fahrzeuge gleichzeitig geladen, insbesondere zu Spitzenlastzeiten am Abend, kann dies die Netze an ihre Kapazitätsgrenzen bringen. Das intelligente Ladeverfahren des Fraunhofer IEE wirkt dem entgegen.
Indem der Solarstrom direkt und mit minimalen Verlusten für das Laden genutzt wird, wird das öffentliche Netz gezielt entlastet – vor allem zur Mittagszeit, wenn die Solarproduktion am höchsten ist. Überschüssiger Solarstrom fließt direkt ins Fahrzeug, anstatt das Netz zusätzlich zu belasten. Langfristig soll die Integration des Verfahrens in bestehende Energiemanagementsysteme vereinfacht werden. Die Entwicklung standardisierter Schnittstellen ist hierfür ein wesentlicher Schritt. Perspektivisch könnte die Technologie auch mit Balkonkraftwerken mit Speicher oder größeren Heimspeichern kombiniert werden, um die Versorgungssicherheit weiter zu erhöhen und die Netzstabilität zu verbessern. Das Projekt „PVCharge“ leistet somit einen wichtigen Beitrag für eine nachhaltige und netzdienliche Elektromobilität in Deutschland.
