ISBN 9783843957144

978-3-8439-5714-4, Reihe Energietechnik

Julia Gartner
Produktionsverträgliche Integration von Elektrofahrzeugen in das Industrienetz bezüglich Oberschwingungen

169 Seiten, Dissertation Technische Universität Braunschweig (2025), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Für das Gelingen der Verkehrswende spielen Elektrofahrzeuge eine wesentliche Rolle. Mit der Zunahme von E-Fahrzeugen steigt der Bedarf an Ladeinfrastruktur, deren Aufbau sich aufgrund von langen Ladezeiten beim Arbeitgeber anbietet. Das Laden von E-Fahrzeugen erzeugt Oberschwingungen. Dies stellt insbesondere Industrienetze, in denen punktuell eine hohe Dichte von E-Fahrzeugen, wie z. B. auf Mitarbeiterparkplätzen, vorzufinden ist, vor große Herausforderungen in Bezug auf die steigende Oberschwingungsbelastung.

Diese Arbeit thematisiert die Auswirkungen vom Wechselstromladen von E-Fahrzeugen im Industrienetz und gibt Handlungsempfehlungen zur produktionsverträglichen Netzintegration. Die Untersuchungen erfolgen simulativ und mit Messungen. Dabei werden vorrangig Spannungsharmonische betrachtet.

Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die Integration von E-Fahrzeugen negative Auswirkungen auf Ordnungen hat, die typischerweise bereits im Industrienetz ohne E-Fahrzeuge erhöht sind. Dies wird durch Messungen bestätigt. Außerdem können Verstärkungen höherer Ordnungen in Abhängigkeit des E-Fahrzeugmodells auftreten. Zur weiteren Abschätzung der Auswirkungen auf die Produktion wird der Winkel-Ansatz verwendet. Der Fokus liegt auf der 5. Ordnung, weil vorangegangene Messungen im Industrienetz eine Erhöhung dieser Ordnung bereits ohne E-Fahrzeuge zeigen. Es resultiert eine leichte bis mittlere Verstärkung der 5. Ordnung im Industrienetz durch E-Fahrzeuge.

Der Winkel-Ansatz dient gleichzeitig als Grundlage für die Handlungsempfehlung. Durch die Messungen wird gezeigt, dass ein Parkplatz mit E-Fahrzeugen einen charakteristischen Verlauf der Lage des Winkels der 5. Ordnung hat. Mithilfe dieses Wissens kann im Industrienetz ein Anschlusspunkt für Ladeinfrastruktur gewählt werden, der im besten Fall zur Verringerung dieser vorhandenen Spannungsharmonischen führt. Auf diese Weise kann durch vorausschauende Planung produktionsverträgliches Laden sichergestellt werden.