In dem Verbundprojekt „Feedbaccar“ haben Forscher nach eigenen Angaben Wirkungsgrade von mehr
als 90 Prozent beim induktiven Laden von E-Autos erreicht – vom Netzanschluss bis zur Batterie. Damit sei das kabellose Laden annähernd so effektiv wie herkömmliches Laden mit Ladekabel, heißt es in
einer Mitteilung des beteiligten Magdeburger Instituts für Automation und Kommunikation (Ifak). „Wir konnten zeigen, dass nicht nur das kabellose automatische Laden von E-Pkw, sondern auch das Zurückspeisen von Batteriestrom aus solchen Fahrzeugen ins Stromnetz technisch problemlos möglich sind“, erklärte ifak-Projektleiter Axel Hoppe.
Um Energie effektiv übertragen zu können, haben die Projektpartner interoperable Spulensysteme entwickelt und getestet. Zum Einsatz gekommen seien dabei verschiedene Spulentypen und -anordnungen. Diese untersuchten die Wissenschaftler dann unter anderem auf Platzbedarf, thermisches und elektrisches Verhalten sowie Wirkungsgrad. Die Wahl eines geeigneten Spulensystems hänge insgesamt stark vom Fahrzeugtyp und der -verwendung ab, so das Ifak.
Im Rahmen des Projekts „ElectriCity“ testen der Ladenetzbetreiber Fortum und Jaguar LandRover in Oslo die Möglichkeiten zum kontaktlosen Hochleistungs-Laden von Elektro-Taxen. 25 Exemplare des Jaguar i-Pace wurden dafür umgerüstet. Foto: Fortum
Hintergrund der Untersuchung ist der Projektfokus von Feedbaccar: E-Mobilität und autonomes Fahren. Künftig, so die Vision der Partner, sollen Fahrzeuge nicht nur selbstständig fahren, sondern auch ohne menschliche Eingriffe – also kabellos – laden können. „Benötigt man für E-Pkw momentan einen Stromanschluss, erscheint das Ladekabel in einer Zukunft autonomen Fahrens wie ein Relikt. Denn wenn das Fahrzeug selbstständig unterwegs ist, sollte es auch das Aufladen ohne menschlichen Eingriff meistern können“, heißt es dazu in einer Mitteilung des Zuse-Instituts. Das Projekt habe aufgezeigt, dass es auch anders gehe – ohne Kabel, kontaktlos. „Anders als häufig angenommen ist das kabellose Laden annähernd ebenso effektiv wie ein herkömmliches Aufladen mit Ladekabel, denn es werden Systemwirkungsgrade vom Netzanschluss bis zur Batterie, von mehr als 90 Prozent erreicht“, sagt Hoppe.
Bidirektionales Laden aktuell kaum attraktiv
An dem Projekt arbeitete das Ifak mit dem Autohersteller Audi, dem Zulieferer Zollner Elektronik sowie dem Energievermarkter E2M zusammen. Finanzielle Unterstützung leistete das Bundesumweltministerium.
Neben dem Laden spielte auch das Einspeisen von Strom aus der E-Autobatterie in das Stromnetz eine Rolle – bidirektionales Laden. Attraktiv sei das momentan allerdings nur für wenige Anwendungsfälle, etwa Eigenheimbesitzer mit eigener PV-Anlage. In verschiedenen Szenarien habe sich gezeigt, dass diese dadurch den Anteil des selbst verbrauchten Solarstroms von 34 auf 72 Prozent erhöhen könnten. Ansonsten lohne sich die Rückspeisung von Strom aus dem E-Autos zurück ins Netz aktuell nicht, es fehle „eine preislich interessante und bürokratiearme Chance“. Der Projektpartner E2M sehe hier „gegenwärtig keine ökonomisch tragfähige Geschäftsmodelllösung für Einzelkunden oder Energiedienstleister“, lautet ein Fazit.
In Kooperation mit dem Branchendienst energate.
Anders sehe die Situation in einem Feedbaccar-Szenario jedoch aus, wenn beispielsweise der mithilfe von Photovoltaik-Anlagen erzeugte Solarstrom nicht ins Netz eingespeist wird: Der Anteil des selbst verbrauchten Solarstroms stieg dadurch von 34 auf 72 Prozent. Die höchsten Anteile an Eigenverbrauch konnten erreicht werden, wenn das Fahrzeug viel stand.
Solaranlage auf vier Rädern verlängert Reichweite
Bei einem anderen Projekt der Zuse-Gemeinschaft ging es um die Frage, was Solarmodule auf Elektroautos zu leisten vermögen. Für das Forschungsprojekt STREET stattete das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) einen Kleinlaster vom Typ Streetscooter mit Solarstrommodulen auf dem Dach und an der Seitenverkleidung. Den auf einer Gesamtfläche von 15 Quadratmetern produzierten Strom nutzte das E-Lieferfahrzeug, um seine Reichweite zu verlängern. DAs Ergebnis: Das ISFH kam bei seinen Berechnungen auf einer jährliche Reichweitenverlängerung von rund 5.200 km – bei Fahrten im häufig regnerischen Niedersachsen. In südlicheren Regionen wären es nach Einschätzung der Forscher deutlich mehr.
Die in Europa entwickelte Technologie ermöglicht laut ISFH nicht nur maximale Zell- und Modulwirkungsgrade, sondern durch einen geringeren Temperaturkoeffizienten auch maximale Modulerträge. „Autonomes Fahren heißt bekanntlich fahrerlos. Doch lässt es sich im übertragenen Sinne auch als größere Unabhängigkeit verstehen. Die erreichen wir mit dem STREET-Demonstrator schon heute“, erklärt Projektkoordinator Prof. Robby Peibst.