Integration erneuerbarer Energien und Batteriespeichersysteme in stationäre und dynamische induktive Ladesysteme für Elektrofahrzeuge

Die zunehmende Elektrifizierung des Verkehrssektors erfordert den Ausbau einer effizienten und nachhaltigen Ladeinfrastruktur. Induktive Ladesysteme ermöglichen sowohl stationäres als auch dynamisches Laden und bieten dabei hohen Nutzerkomfort sowie eine erhöhte Betriebssicherheit. In Kombination mit erneuerbaren Energiequellen und Batteriespeichersystemen kann eine weitgehend emissionsarme und zuverlässige Energieversorgung des Verkehrssektors realisiert werden.

Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Integration erneuerbarer Energien und stationärer Energiespeicher in induktive Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge. Im Fokus stehen die Modellierung, Simulation und Bewertung hybrider Energie- und Ladesysteme anhand zweier Streckenszenarien. 

Die Umsetzung erfolgt dabei mithilfe von MATLAB/Simulink. Das erste Szenario betrachtet eine Teststrecke in Aldenhoven mit dynamischer und stationärer induktiver Ladeinfrastruktur für verschiedene Fahrzeugklassen. Das zweite Szenario umfasst ein Autobahnsystem mit dynamischer und stationärer induktiver Ladeinfrastruktur, wobei für den stationären Schnellladebetrieb reale Betriebsdaten einer bestehenden Ladestation hinsichtlich der Anzahl der zu ladenden Elektrofahrzeuge sowie der Anzahl der vorhandenen Ladepunkte berücksichtigt werden.

Die Energieversorgung erfolgt in beiden Szenarien durch lokal installierte Photovoltaik- und Windenergieanlagen zur Reduzierung von Übertragungsverlusten. Aufgrund der Volatilität erneuerbarer Energien wird ein Batteriespeichersystem eingesetzt, das durch ein Energiemanagementsystem gesteuert wird. Dieses berücksichtigt meteorologische Randbedingungen und zeitlich variable Lastprofile, um die Nutzung erneuerbarer Energien zu maximieren, den Netzbezug zu minimieren, Betriebskosten zu senken und gleichzeitig eine zuverlässige Versorgung der Fahrzeugflotte sicherzustellen.