SUN2WHEEL: Die selbstversorgende E-Auto-Garage

Haus und Auto: Dank E-Mobilität werden diese zwei Welten verschmelzen

SUN2WHEEL, das aktuellste Entwicklungsprojekt eines Tessiner E-Mobilitätsspezialisten, ist eine selbstversorgende (autarke) E-Auto-Garage mit «Second-Use»-Pufferbatterien. Die technische Besonderheit von SUN2WHEEL ist, dass die E-Autos der Verbraucher beim Laden, unter Berücksichtigung der Regelungswünsche des jeweiligen EVUs, aktiv gesteuert und geregelt werden. Diese Garage kann einen ROI (Return on Investment) in weniger als 10 Jahren ermöglichen.

Energetisch haben sich Haus und Auto – als Dieselverbrenner – während vieler Jahre diesen fossilen Energieträger geteilt, auch wenn Diesel als Brennstoff aus fiskalischen Gründen streng separat gehandhabt wird. Doch die Zeit des sehr hohen CO2-Ausstosses ist bald vorbei, denn Häuser werden immer öfter mit erneuerbaren Energien beheizt. Zudem hat Volkswagen durch den Abgasskandal dazu beigetragen, dass Diesel als Treibstoff bald auch aus den Autos verschwinden wird. Elektrifizierung und Digitalisierung liefern für beide Welten die optimale Lösung. Somit bestehen beste Aussichten, dass sich Auto und Haus immer näherkommen. Letztendlich bedeutet dies für den Benutzer eine ganzheitliche Energielösung, die PV-Produktion, Pufferspeicherung, bidirektionales Laden des E-Autos und eine autarke, energetische Versorgung des Hauses und des Fahrzeugs zum Ziel hat. Dazu ist eine Vollintegration von Gebäudetechnik und Fahrzeug notwendig, was auch das Ziel des SUN2WHEEL-Projekts ist. An dieser Stelle wird das Konzept vorgestellt.

Wie funktioniert SUN2WHEEL?

Ziel von SUN2WHEEL ist die Erzeugung und Förderung einer rasch wachsenden Synergie zwischen der Elektroanlage im Gebäude und dem Elektroantrieb im Fahrzeug, unter Einbezug des EVUs. Dieser Technologiewandel ermöglicht einen stark verbesserten ROI für den Endkunden, weil der Eigenverbrauch bei den Photovoltaikanlagen für Privathaushalte erhöht werden kann und die Leistungsspitzen für Industriekunden gesenkt werden können. Durch die Steuerung seitens EVU (z. B. mittels Rundsteuer oder Smart-Meter-Signalen) und die Möglichkeit, das SUN2WHEEL-Produkt über die EVUs auf den Markt zu bringen, sollen die immer autarkeren Kunden für die EVUs nicht ganz verloren gehen. Um das attraktive Angebot auch aus Vermarktungssicht zu optimieren, ist eine «ROI-Optimizer-Software», welche jedem einzelnen Kunden aufzeigen kann, wie schnell seine Investitionen amortisiert werden können, bereits in Entwicklung.

Die lokal produzierte PV-Elektrizität dient primär dazu, E-Autos zu laden – direkt oder zwischengespeichert, denn E-Autos sind nicht unbedingt in der Garage geparkt, wenn die Sonne scheint. Der Überschuss wird an das Haus abgegeben. Falls immer noch überschüssige Energie produziert wird, gelangt die Überproduktion ins Netz. Das ganze System wird durch die SUN2WHEEL-Steuerung optimiert – unter direkter Berücksichtigung der Bedürfnisse der EVUs bezüglich Lastmanagement.

Im Bereich E-Mobilität sind Ladegerät und Batterie die Schlüsselkomponenten. Die erste zentrale Komponente von SUN2WHEEL ist eine (oder mehrere) steuerbare «Home Charge Device(s)», die mittels Smart-Grid oder Rundsteuer via IEC61851 geregelt wird/werden. Das Ladegerät ist auch als separates Produkt erhältlich – aktuell als Prototyp, der bei den ersten Schweizer EVU-Kunden bereits im Jahr 2016 in die Testphase aufgenommen wurde. Ab 2018 werden auch bidirektionale Ladegeräte getestet.

Die zweite Schlüsselkomponente ist die Batterie. Derzeit verwendet SUN2WHEEL als Pufferspeicher die Lithium-Ionen-Batterien der seit 2011 über 200’000 mal produzierten LEAFs. In der Second-Life-Anwendung bei SUN2WHEEL wird die Kapazität auf 15 kWh gedrosselt, so dass die Batterien weit weniger gefordert sind als in ihrem früheren Autoleben. Demzufolge kann diesen Batterien ein langes, zweites Leben vorausgesagt werden.

Wodurch unterscheidet sich SUN2WHEEL?

SUN2WHEEL unterscheidet sich durch ein optimales Zusammenspiel der einzelnen Komponenten, deren Status gegenseitig ausgetauscht wird, wodurch der Eigenverbrauch maximiert wird. Des Weiteren besteht für das EVU die Möglichkeit, eigene Regelungswünsche mit einzubringen und beispielsweise mittels einer differenzierten Tarifierung (wie z. B. vom Elektrizitätswerk Bellinzona angewandt) dem Kunden einen Vorzugstarif anzubieten, wenn er seine Ladung regeln lässt.

Angesichts einer wachsenden Anzahl von E-Autos wird es für EVUs in Zukunft interessant werden, solche extrem schnell variierenden Lasten temporär abschalten oder reduzieren zu können. Allerdings wird dem Benutzer immer eine definierte Minimalreichweite garantiert und die Regelung erfolgt nur mit der «überflüssigen» Energie.

Von der SUN2WHEEL-Idee zur Marktreife: Die erste Demo-Garage in Rovio

Bevor SUN2WHEEL für alle erwerblich sein wird, beabsichtigt Protoscar, zusammen mit Pionierkunden ein Dutzend Pilotanlagen zu bauen, deren Daten zu erfassen und auszuwerten. Die erste Anlage wurde im Herbst 2016 in Rovio als Demo-Garage in Betrieb genommen und bietet Platz für bis zu 3 Elektroautos und 2 Pufferbatterien mit insgesamt 30 kWh. Die moderne Architektur stammt von Architekt Federico Testa. Das Gebäude besteht aus einem Betonsockel und einer Holzhülle. Das ganze 60 m2-Dach besteht aus SUNAGEPhotovoltaikpanels, die von der Firma DESIGNERGY zu einer tragenden, gelüfteten und isolierten Dachstruktur verarbeitet wurden.

Die Anlage produziert über 7’000 kWh/Jahr (was bei einem E-Auto-Verbrauch von 18 kWh/100 km für etwa 40’000 km/Jahr ausreicht). Die Grauenergie für das komplette Gebäude wurde mit etwa 85’000 kWh berechnet, was bei einer Lebensdauer von 50 Jahren etwa 1’500 kWh/Jahr ausmacht oder einen energetischen Break-Even von 12 Jahren bedeuten würde.

Haben Sie Interesse an einer der verbleibenden neun Pilotanlagen?

Dann bewerben Sie sich umgehend als Pionierkunde.
Kontakt: Herr Milton Barella, m.barella@protoscar.com

Quelle: Protoscar SA
Fotos: Simone Bossi