Die erhöhte Energienachfrage bringt Energieversorger und Stromnetze an ihre Grenzen. Das bidirektionale Vehicle-to-Grid (V2G)-Laden kann dabei helfen, Kapazitätsspitzen auszugleichen.
Elektrofahrzeuge sind eine innovative, leistungsfähige Lösung, um nachhaltige Energie in unsere Stromnetze einzuspeisen.
Durch die Vehicle-to-Grid (V2G)-Technologie kann Energie aus E-Auto-Batterien dazu genutzt werden, um Haushalte mit Strom zu versorgen oder bei der derzeit steigenden Energienachfrage überschüssigen Strom in die elektrischen Netze einzuspeisen. Bei der Markteinführung der V2G-Technologie spielt die Halbleitertechnologie eine wichtige Rolle, die die Elektrifizierung mit neuen Lade- und Batteriespeicher-Lösungen vorantreibt.
Lesen Sie auch unseren Blog: Die Vision der Vehicle-to-Grid-Lösung: Überschüssige Energie aus Elektrofahrzeugen freisetzen
Nachfolgend fünf Aspekte zum Thema V2G, die Sie nach Meinung unserer unternehmensinternen Experten unbedingt kennen sollten:
V2G kann dabei helfen, Stromnetze zu entlasten
„Das Problem ist nicht die Gesamtkapazität des Stromnetzes. Die Herausforderung ist die Spitzenlast des Stromnetzes. Die Nachfragespitzen weisen immer höhere Werte auf und werden immer häufiger erreicht, da wir immer mehr auf Elektrizität angewiesen sind. Mit Hilfe der V2G-Halbleitertechnologie könnten diese Spitzen geglättet werden. Dadurch käme es zu weniger Ausfällen und geringeren Energiegesamtkosten. Ein Schlüsselaspekt der neuen Technologie besteht darin, den Menschen intelligente Technologien an die Hand zu geben, mit denen sie ganz einfach erkennen können, wann die optimale Zeit zum Aufladen ihres Elektrofahrzeugs ist. Wenn nicht gerade alle gleichzeitig ihre E-Autos aufladen, wie dies z. B. am Abend der Fall ist, wenn alle von der Arbeit nach Hause kommen, kann das Netz die Last bewältigen.”
- Henrik Mannesson, General Manager für Elektronetz-Infrastruktur
Bidirektionales Laden ebnet den Weg für die V2G-Technologie
„Das bidirektionale Laden – die Technologie, die den Stromfluss in beide Richtungen ermöglicht – wird universell in Elektrofahrzeuge eingebaut werden, zumal immer mehr Autohersteller und Autobesitzer von der Idee angetan sind, Autobatterien als Energiequelle zu nutzen. Die Kosten für den Umstieg auf bidirektionales Laden für Elektrofahrzeuge sind gering. Das liegt daran, dass die Fahrzeuge bereits Ladegeräte an Bord haben und ein Großteil der erforderlichen Hardware bereits eingebaut ist. Beim bidirektionalen Laden geht es nicht einzig und allein darum, dass Fahrzeuge Energie ins Netz zurückspeisen. Die innovative Technologie macht es auch möglich, dass Elektrofahrzeuge Energie in Wohnhäuser einspeisen. Das ist beispielsweise besonders hilfreich bei einem Stromausfall, da die Nutzer ihr Zuhause dann über eine Notstromversorgung über ihr Elektrofahrzeug versorgen können.”
- Jason Cole, Produktlinienmanager für Stromsensorikprodukte
V2G erfordert unbedingt eine schnelle und effiziente Ladetechnologie
„Die Möglichkeit, dass E-Autos aufgeladen werden und kurzfristig Energie in das Energienetz zurückspeisen können, ist essentiell für das Funktionieren von V2G. Schnelles Laden bedeutet, effizient Strom aus dem Stromnetz in eine E-Auto-Batterie zu laden und umgekehrt. Das ist der Punkt, an dem Halbleiter mit breitem Bandabstand, zum Beispiel aus Galliumnitrid (GaN) ins Spiel kommen. Galliumnitrid ermöglicht eine höhere Leistungsdichte und Effizienz als herkömmliche Silizium-Halbleiter für Anwendungen, die Strom zwischen Elektrofahrzeugen und Stromnetzen übertragen. Die höhere Effizienz bedeutet, dass weniger Energie durch Wärme verloren geht. Dadurch wird gewährleistet, dass die Leistungsverluste beim Laden nur minimal sind, wodurch wiederum die Kosten gesenkt werden und das Netz entlastet wird.”
- David Snook, Produktlinienmanager für GaN-Produkte
Stromsensortechnik wird die Effizienz der V2G-Technologie immens steigern
„Das bidirektionale Laden zwischen Elektrofahrzeugen und dem Stromnetz mag vom Aufbau her recht simpel sein, aber der Prozess selbst erfordert eine ausgeklügelte Sensortechnologie. Die Sensoren müssen in der Lage sein, Strom und Spannung zwischen den Elektrofahrzeugen und der Ladeinfrastruktur präzise und zuverlässig zu messen. Je besser die Messergebnisse, desto effizienter kann Energie vom Stromnetz in das E-Auto geladen werden, und umgekehrt. Durch die Kombination von Sensoren und Halbleitertechnologie wird nicht nur diese eine Anforderung erfüllt. Es können auch höhere Spannungen verarbeitet und die elektromagnetische Strahlung minimiert werden, wodurch unverfälschte Messungen und eine maximale Ladeeffizienz gewährleistet werden.”
- Navin Kommaraju, Produktlinienmanager für unsere Portfolios an isolierten Analog-Digital-Wandlern und isolierten Verstärkern
Erweiterte Konnektivitätslösungen unterstützen Energieversorger beim Umgang mit Spitzenlasten
„Damit V2G im großen Umfang funktioniert, sind robuste und flexible Konnektivitätstechnologien erforderlich, damit die Energieversorger die Energienachfrage über ein breites Netz von Ladestationen an allen nur möglichen Standorten und in allen Umgebungen nachhaltig vorhersagen und bedienen können.” Das bedeutet, dass ein hohes Datenvolumen erfasst und geteilt werden muss, um zu gewährleisten, dass der Strom dort verfügbar ist, wo er gebraucht wird und dass die E-Auto-Besitzer wissen, wann die beste Zeit zum Aufladen ihres Fahrzeugs bzw. für die Rückspeisung des Stroms in das Stromnetz ist. Konnektivitätslösungen müssen in der Lage sein, mehrere Plattformen zu überbrücken, und Mensch-Maschine-Schnittstellen mit Elektrofahrzeugen und Ladestationen mit der Cloud zu verbinden. Intelligente Prozessoren, die Technologien aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) nutzen können, sind der Schlüssel für ein solches Konnektivitätsniveau. Da mit der Zeit immer größere Datenmengen angesammelt werden, ist die KI in der Lage, präzisere Vorhersagen für die optimale Ladezeit und die besten Ladeorte für E-Auto-Besitzer auf Grundlage des Netzverhaltens und des Nutzungsverhaltens zu treffen.”
- Artem Aginskiy, Produktlinienmanager für Sitara™ Prozessoren
Durch den bidirektionalen Energietransfer, Strom- und Spannungsmessung, Konnektivität und Energiespeicherung, gestaltet sich das Verhältnis von Elektrofahrzeugen und Energienetz immer dynamischer und ist vernetzter als je zuvor. Da derzeit immer mehr E-Autos auf den Straßen zu finden sind, ist es ungemein wichtig, Energieverbrauch und -nachfrage auszugleichen und Maßnahmen zur Steigerung der Netzkapazität und -effizienz in Form der Innovationen im Bereich Halbleitertechnologie zu ergreifen.
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