Fraunhofer ISE: Bidirektionale Flexibilität durch Flottenkraftwerke in und um Unternehmen

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg ist das größte Solarforschungsinstitut Europas. Mit rund 1.400 engagierten Mitarbeitenden arbeiten wir täglich daran, ein nachhaltiges, wirtschaftliches, sicheres und sozial gerechtes Energieversorgungssystem auf Basis erneuerbarer Energien zu schaffen. Unser Forschungsinstitut konzentriert sich auf die Schlüsselbereiche Energiebereitstellung, Energieverteilung, Energiespeicherung und Energienutzung. Durch innovative Forschungsergebnisse, erfolgreiche Industrieprojekte, Firmenausgründungen und globale Kooperationen treiben wir die nachhaltige Transformation des Energiesystems voran. Unsere Arbeit hat bereits zahlreiche bahnbrechende Technologien hervorgebracht, die weltweit Anerkennung finden. Ob es um die Entwicklung effizienter Solarmodule, intelligente Energiemanagementsysteme oder fortschrittliche Speicherkonzepte geht – das Fraunhofer ISE steht an der Spitze der technologischen Innovation im Bereich erneuerbare Energien. 

Das Fraunhofer ISE ist Konsortialführer des Verbundprojekts und an allen großen Arbeitspaketen beteiligt.  

Am Standort in Freiburg wird bereits seit vielen Jahren Ladeinfrastruktur betrieben und innovative Netzintegrationskonzepte erforscht. Im Rahmen von BiFlex-Industrie werden mehrere rückspeisefähige AC- und DC-Ladesysteme am Standort installiert und vier rückspeisefähige Elektrofahrzeuge betrieben. Der Fokus der Forschung liegt in dem Lademanagement zur Lastspitzenreduktion und dem Inselbetrieb im Falle eines Stromausfalls. 

Im hochmodernen Digital Grid Lab ist die Digitalisierung des Netzbetriebs bereits Realität. Von der Leitwarte bis zur steuerbaren Verbrauchseinrichtung ist die Steuerungskette vollständig abgebildet. Unser digitaler Fahrzeugzwilling ev-twin erlaubt in dieser Umgebung den vollumfänglichen Test von Wallboxen, steuernden Eingriff beispielsweise nach §14a und andere Netzdienstleistungen in kontrollierter Umgebung. Die im Projekt entwickelten Wallboxen (AC und DC) werden im Labor eingehend im System getestet. 

Daten werden zwischen Fahrzeug, Ladeinfrastruktur und diversen Serviceanbietern ausgetauscht. Das ISE untersucht die durchgängige Steuerung über alle Akteure hinweg mit einem Fokus auf Netz- / Systemdienliche Ladevorgänge. Dabei werden alle Schnittstellen für das bidirektionale Laden erweitert und der hauseigene EEBus-Stack um entsprechende Anwendungsfälle ergänzt. 

Neben den technischen Aspekten werden auch Energiesystemimplikationen sowie die Wirkung verschiedener Anreizkonzepte, wie beispielsweise dynamische Tarife, erforscht. Das ISE hat umfangreiche Tools und Bibliotheken aufgebaut, die Wirtschaftlichkeitsbewertungen von unterschiedlichen Betriebskonzepten und Systemkonfigurationen erlauben. Mit dem Lademanagement optiCharge werden bidirektionale Ladefahrpläne von Fahrzeugflotten nach diversen Zielen wie Peak Shaving, PV-Überschuss und marktorientiertem Laden optimiert.  

Am Projekt BiFlex-Industrie sind die folgenden Forschungsteams beteiligt: 

• Datenbasierte Betriebsführung dezentraler Energiesysteme 

• Smart Grid Kommunikation 

• Netzbetrieb und Netzplanung 

• Dezentrale Energieversorgung und Märkte (Energiesystemanalyse)