E-Mobilität - Rahmenbedingungen und Möglichkeiten zur Lastbeeinflussung

Die vorliegende Arbeit behandelt unterschiedliche Teilbereiche der Elektromobilität. Nach einer kurzen Einführung in die Grundthematik, folgt ein Überblick über die gültigen Rechtsnormen in Österreich in Bezug auf Fahrzeuge mit alternativen Antrieben sowie über die wichtigsten internationalen Normierungsvorgaben im Bereich der Ladetechnik. Ein Vergleich der in Europa angestrebten einheitlichen Ladeinfrastruktur mit Ladestandards in Japan und in den USA soll Aufschlüsse über die technischen Unterschiede geben. Die Alltagstauglichkeit von Elektrofahrzeugen hängt vor allem von den integrierten Akkumulatoren ab. Aktuelle und zukünftige Anforderungen an die Batterietechnologien, beispielsweise Lithium-Luft-Batterien, sowie aktuelle Problembereiche im Umgang mit den Fahrzeugbatterien werden ebenfalls überblicksmäßig dargestellt. Die Höhe der Investitionen für einen flächendeckenden Ausbau der Ladeinfrastruktur ist vor allem von europaweit einheitlichen Standards für Ladestecker und Ladestationen abhängig. Einige für den Ausbau notwendige Ladekonzepte werden präsentiert, sowie Möglichkeiten für einen kundenfreundlichen Ladevorgang in Bezug auf die Bedienung der Ladesäule und der Kommunikation zwischen dem Fahrzeug, der Ladestation und dem Energieversorgungsunternehmen aufgezeigt. Darauf aufbauend erfolgt eine detaillierte Kostenanalyse eines möglichen Ladenetzausbaus in Österreich. Der Abschluss bildet eine Simulation des durch die Ladevorgänge der Fahrzeuge hervorgerufenen zusätzlichen Leistungsbedarfs. Zeitvariable Preisstrukturen in Kombination mit intelligenten Stromzählern sollen, neben den technischen Methoden einer Tonfrequenzrund- oder Funksteuerung, eine Verschiebung der leistungsintensiven privaten Ladevorgänge von den Abendstunden hin in die Nacht- und frühen Morgenstunden ermöglichen, um zusätzliche Spitzenlastperioden zu vermeiden.The aim of this thesis is to discuss the different sections of electric mobility in general. After a brief review of some substantial basics concering electric vehicles, the thesis provides a deeper insight into specific areas of the Austrian law pertaining electric vehicles, battery charging stations and smart metering. International valid engineering standards regarding those topics will be reviewed as well. Furthermore, different charging standards within the European Union, Japan and the United States of America will be discussed. One of the bottle necks of electric vehicles, the battery pack, needs to overcome a few technological challenges in the future. Some of these issues and all important characteristics of a battery pack will be explored in a section of this thesis. The European Union forces a pan-European standard concerning charging plugs and communication between the vehicle, the charging station and the electricity producing corporation. The establishment of such a pan-European charging standard will be necessary, to realize an international (European) charging point network as cost effective as possible. Taking these issues into account and considering other factors like a customer-friendly handling of charging stations, several necessary charging concepts to establish such a charging point network in Austria will be provided. A detailed cost analysis based on these concepts will be presented and discussed in depth. The final section of this thesis deals with the additional power requirement due to the charging processes of electric vehicles. To avoid additional peak load periods caused by such charging processes, a mix of technical possibilities and adequate electricity tariffs to shift additional peak loads into off-peak periods will be presented.vorgelegt von Gerald FeichtingerAbweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersZsfassung in engl. SpracheGraz, Univ., Masterarb., 2011(VLID)21672