PVCharge – Multifunctional power electronics for PV parking lots: Genuine PV charging and grid-supporting functions through optimized hardware and intelligent control

Durch den direkten Anschluss einer bidirektionalen Ladesäule an die DC-Kontakte der PV-Anlage hinter dem MPP-Tracker (Abb. 1b) ließen sich drei wesentliche Vorteile nutzen: 

• Durch die Umgehung der Wechselrichter- und Gleichrichterstufe beim PV-geführten DC-Laden entfallen zwei Wandlungsschritte mit dazugehörigen Verlusten. Diese können zusammen leicht 3 – 5 % der PV-Nennleistung betragen und leisten damit einen nennenswerten Beitrag zu den Energie- und Anlagenkosten. 
• Durch die direkte DC-Kopplung entfällt die Nutzung des öffentlichen Wechselstromnetzes, wodurch ggf. Netzentgelte vermieden und die Netzbelastung am Anschluss punkt reduziert werden kann. Dies hat somit positive Auswirkungen auf die Kosten für die Endnutzer als auch auf die Stabilität des (Wechsel-)Stromsystems. 
• Der Anschluss eines gesamten PV-Ladestrangs über einen AC-Netzanschluss mit zusätzlicher netzbildender Funktion kann durch die Energiesumme des PV-Generators und der bidirektionalen Ladesysteme einen positiven Einfluss auf die Netzstabilität haben, indem er inhärente positive/negative Regelenergie und Blindleistung bereitstellt. 

Dieses dynamische PV-gesteuerte Laden erfordert jedoch eine intelligente Steuerung, die in Echtzeit die verfügbare Solarleistung ermittelt und diese Information an das Ladegerät des Elektrofahrzeugs weitergibt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der selbst erzeugte Solarstrom optimal genutzt und der Bezug von Netzstrom minimiert wird. Dies führt nicht nur zu einer Reduzierung der Energiekosten, sondern auch zu einer Verringerung des CO2-Ausstoßes.

Die H-BRS entwickelt im Rahmen dieses Projektes den MPPT Wandler, der zum einen als MPP-Tracker fungiert, zum anderen für einen stabilen Betrieb des DC-Verteilsystems sorgt. Des weiteren wird dieser Wandler zu einer DC-Anpassstufe, als Teil eines RCP-Systems, weiterentwickelt. Mit diesem soll das Verhalten von Elektrofahrzeugen nachgebildet werden. Dies ermöglicht die Simulation von verschiedenen Nutzungsprofilen und die Erforschung derer Auswirkung auf das Verteilsystem.