Bachelorarbeit, 2022
187 Seiten, Note: 1,3
1 Einleitung
1.1 Bedeutung und Problemstellung
1.2 Ziel der Arbeit
1.3 Aufbau der Arbeit
2 Theoretische Rahmenbedingungen
2.1 Klimaziele
2.2 Erneuerbare Energien und dezentrale Erzeuger
2.3 Lastmanagement
3 Elektromobilität
3.1 Die Entwicklung der Elektromobilität
3.2 Definition
3.3 Marktanteil und Bedeutung der Elektromobilität in Deutschland
3.4 Staatliche Förderung der Elektromobilität in Deutschland
3.5 Chancen der Elektromobilität
3.6 Herausforderungen der Elektromobilität
4 Intelligente Stromnetze
4.1 Definition
4.1.1 Smart
4.1.2 Smart Metering
4.1.3 Smart Grid
4.1.4 Vehicle-to-Grid
4.2 Konventionelles Stromnetz
4.3 Energieversorgung für Elektrofahrzeuge
4.3.1 Lademöglichkeiten
4.3.2 Bidirektionale Laden
4.4 Vorteile und Chancen Smart Grid und Vehicle to Grid
4.5 Hemmende Faktoren und Herausforderungen
5 Methodik
5.1 Beschreibung der Untersuchungspersonen
5.2 Untersuchungsdesign und Datenerhebung
5.3 Datenaufbereitung und Auswertungsvorgehen
6 Ergebnisse
6.1 Kategorien
6.2 Kategoriensystem
7 Diskussion
7.1 Interpretation der Ergebnisse
7.2 Limitation der Arbeit
8 Fazit & Handlungsempfehlung
8.1 Schlussfolgerung
8.2 Empfehlungen für die Politik
8.3 Empfehlungen für die Unternehmenspraxis
Die Arbeit untersucht das „Vehicle-to-Grid“ (V2G) Konzept im Kontext der Energiewende und der zunehmenden Elektromobilität, um zu bewerten, inwieweit dieses Konzept zur Stabilisierung intelligenter Stromnetze beitragen kann. Dabei wird insbesondere auf die technische Umsetzbarkeit, die Sichtweisen von Branchenexperten und die Herausforderungen für die Netzstabilität eingegangen.
3.1 Die Entwicklung der Elektromobilität
Der Ursprung der Elektromobilität begann mit der Entdeckung des Elektromagnetismus durch den dänischen Physiker Hans Christian Oersted, welcher den Zusammenhang von Elektrizität und Magnetismus erstmals im Jahre 1820 beobachtete. Daraufhin demonstrierte Oersted im Juli 1820 seine Ergebnisse der hochrangigen Gesellschaft von Naturwissenschaftlern in Paris und schrieb diese erstmalig nieder. Auf dieser Datenlage basierend forschten die beiden Physiker Michael Faraday und André-Marie Ampére und beobachteten für die heutige Elektromobilität prägende Phänomene. Bereits 1821 entdeckte Michael Faraday, „dass das Magnetfeld einen Magnetpol im Kreis um einen stromdurchflossenen Draht führt.“ Mit dieser Erkenntnis dauerte es weitere zehn Jahre bis Faraday am 29. August 1831 das Prinzip der elektromagnetischen Induktion entdeckte, auf dessen Grundlage auch moderne Generatoren Strom erzeugen.
Dieser Durchbruch sorgte dafür das ab den 1830er-Jahren die Forschung in elektrisch betriebene Fahrzeuge und dafür benötigte Komponenten wie Akkumulatoren durch Pioniere der damaligen Zeit vorangetrieben wurde. Bereits 1859 wurden die ersten aufladbaren Blei-Akkumulatoren erfunden, dessen Produktion ein Jahr später folgte.
1 Einleitung: Beschreibt die Relevanz der Netzstabilität im Zuge der Energiewende und führt in die Forschungsfrage zum Vehicle-to-Grid Konzept ein.
2 Theoretische Rahmenbedingungen: Erläutert die aktuellen Klimaziele, die Bedeutung erneuerbarer Energien und die Konzepte des Lastmanagements in der modernen Energiewirtschaft.
3 Elektromobilität: Analysiert die historische Entwicklung, den Status quo in Deutschland sowie Chancen und Hürden der Elektromobilität.
4 Intelligente Stromnetze: Definiert Begriffe wie Smart Grid und V2G und beleuchtet die technische Integration von Elektrofahrzeugen in das Stromnetz.
5 Methodik: Beschreibt das gewählte qualitative Forschungsdesign mittels Experteninterviews und deren Auswertung nach Mayring.
6 Ergebnisse: Stellt die aus den Experteninterviews abgeleiteten Kategorien wie Umsetzbarkeit und Systemeffektivität dar.
7 Diskussion: Interpretiert die Ergebnisse kritisch im Hinblick auf das Potenzial und die technischen Herausforderungen von V2G.
8 Fazit & Handlungsempfehlung: Fasst die Erkenntnisse zusammen und gibt Handlungsempfehlungen für Politik und Praxis.
Vehicle-to-Grid, V2G, Netzstabilität, Elektromobilität, Smart Grid, Lastmanagement, Erneuerbare Energien, Energiewende, Bidirektionales Laden, Batteriekapazität, Stromnetz, Netzbetreiber, Ladeinfrastruktur, CO2-Minderung.
Die Arbeit analysiert das Zusammenspiel von V2G-Technologien, dem Ausbau erneuerbarer Energien und der wachsenden Anzahl elektrischer Fahrzeuge unter dem Aspekt der Netzstabilität.
Die Themenfelder umfassen Energiewirtschaft, Elektromobilität, Lastmanagement und die kritische Auseinandersetzung mit regulatorischen sowie technischen Hindernissen für intelligente Stromnetze.
Es wird untersucht, ob durch das Vehicle-to-Grid Konzept die Netzstabilität bei einem steigenden Anteil volatiler erneuerbarer Energien effektiv unterstützt werden kann.
Der Autor führt leitfadengestützte Experteninterviews durch und wertet diese mit der Methode der qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring aus.
Der Hauptteil gliedert sich in theoretische Grundlagen, technische Details zur Elektromobilität und Stromnetzsteuerung, eine detaillierte Auswertung der Experteninterviews sowie eine anschließende Diskussion des Potenzials von V2G.
Zentrale Begriffe sind neben Vehicle-to-Grid, Netzstabilität, Smart Grid, Batterieladezyklen, Lastmanagement und ökologische sowie ökonomische Effizienz.
Die Experten schätzen das Potenzial zur Netzstabilität derzeit als eher gering ein, da es technisch und ökonomisch noch anreifen muss sowie an der Teilnahmebereitschaft der Anwender hängt.
Die Sorge der Kunden vor einem Garantieverlust durch die zusätzliche Beanspruchung der Batterie durch V2G wird als ein zentrales Hemmnis identifiziert, das dringend adressiert werden muss.
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