Projektbeschreibung econnect Trier-FVV

Forschungsprojekt econnect Germany

Im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Verbundforschungsprojekt „econnect Germany“ erarbeiten sieben kommunale Stadtwerke gemeinsam mit hochkarätigen Forschungs- und Entwicklungspartnern, Lösungen in den Bereichen IKT für Smart Grid und Smart Traffic zur nachhaltigen Einführung von Elektromobilität im städtischen und ländlichen Raum unter Berücksichtigung von Öffentlichem Personennahverkehr und Energieerzeugungssystemen. Das Projekt ist in sieben sogenannte „Hubs“ gegliedert. Der Hub Trier besteht aus den Projektpartnern Stadtwerke Trier, ABB AG sowie der Hochschule Trier unterstützt durch die Universität Trier als Unterauftragsnehmer.

Die ausführende Stelle für die Hochschule Trier ist der 2003 gegründete Forschungsverbund Verkehrstechnik und Verkehrssicherheit (FVV) ein interdisziplinärer Verbund von Forschern des Institut für Fahrzeugtechnik Trier und des Fachbereichs Informatik der Hochschule Trier sowie der Abteilung allgemeine und kognitive Psychologie der Universität Trier. Die beteiligten Wissenschaftler verfügen über tiefgehende Kompetenzen im Spektrum Technik - Informatik - Psychologie und weitreichende Erfahrungen in der Durchführung von Feldversuchen im öffentlichen Straßenverkehr und auf Teststrecken sowie der Entwicklung von Fahrzeugprototypen im Bereich Elektromobilität. Mit dem Elektrofahrzeug AERIS (im Rahmen des Projektes proTRon) entwickelte die Hochschule Trier beispielsweise ein Fahrzeug, das 2012 im Rahmen des Shell Eco Marathon in der Kategorie „Urban Concept Car“ einen Weltrekord für klimafreundliche Fahrzeuge aufstellte.

Um die mit der Einführung von Elektromobilität verbundenen Klima-Ziele erreichen zu können, ist neben der technologischen Entwicklung insbesondere die Nutzerakzeptanz von entscheidender Bedeutung. Der Hub Trier hat sich insbesondere dem Ziel verschrieben, den Anteil an erneuerbarer Energie für und mittels Elektromobilität zu maximieren. Der FVV führt in Kooperation mit den Stadtwerken Trier und ABB AG hierzu den bundesweit ersten Feldversuch zur Untersuchung der Nutzerakzeptanz von gesteuertem Laden und Rückspeisen von Fahrzeugbatterien (Vehicle-to-Grid) aus.

Die Vision hinter den Forschungsaktivitäten des Hub Trier, ist Elektrofahrzeuge ausschließlich über regional erzeugte, regenerative Energie zu laden, und die Fahrzeuge und deren Nutzer selbst einen erheblichen Beitrag dazu leisten zu lassen. Wie die andauernde Diskussion über den Ausbau von Stromtrassen in Deutschland zeigt, ist es bislang nicht möglich die stark schwankende Stromerzeugung mit Windkraft- und Photovoltaikanlagen mit dem in der gleichen Region vorherrschenden Strombedarf in Einklang zu bringen. Dazu Bedarf es mehr Speichermöglichkeiten. Es ist naheliegend, die Batterien von Elektrofahrzeugen entsprechend zu nutzen und es gibt und gab bereits verschiedene Forschungsaktivitäten, die darauf abzielen. Ein zentraler Punkt, der bislang wenig Beachtung fand, ist die Frage in welchem Maße zukünftige Nutzer von Elektrofahrzeugen bereit sind die damit einhergehenden Einschränkungen zu akzeptieren und die erforderlichen Einstellungen für den Ladevorgang vorzunehmen. Dabei handelt es sich dabei um einen Faktor, der leicht alle noch so ausgeklügelten technischen Konzepte aushebeln könnte. Der Hub Trier führt unter Federführung des FVV Trier hierzu erstmals eine empirische Untersuchung in Form eines realistischen Feldversuchs durch.

Feldversuch zur Untersuchung der Nutzerakzeptanz von gesteuertem Laden und Rückspeisen von Fahrzeugbatterien (Vehicle-to-Grid)

Eine Gruppe von ca. 80 Probanden wird mit fünf serienmäßigen Elektrofahrzeugen, die mit einem an der Hochschule Trier entwickelten neuartigen Fahrzeugrechner ausgestattet werden, die Funktionen gesteuertes Laden und gesteuertes Rückspeisen in ihrem Alltag erleben. Die dabei erhobenen Daten und Rückmeldungen der Probanden werden von den Psychologen der Universität ausgewertet, um zu ersten belastbaren Aussagen über die zukünftige Akzeptanz dieser vielversprechenden Technologie zu kommen.

Über den an der Hochschule Trier in Entwicklung befindlichen Fahrzeugrechner können die Probanden das Laden und Rückspeisen konfigurieren. Wenn beispielsweise über das Touch-Display eingegeben wird, dass am nächsten Tag um 8 Uhr eine Reichweite von 70 Km erforderlich ist und für spontane Fahrten zwischendurch Strom für 20 Km in der Batterie sein soll, kann der Fahrzeugrechner den günstigsten Tarif für das Laden ermitteln und evtl. vorhandene Überkapazitäten sogar lohnend zurückspeisen. Dabei richtet sich der Fahrzeugrechner nach den aus der Energieleitzentrale der Stadtwerke Trier stammenden Preisen. Diese werden kontinuierlich der Situation bei Stromerzeugung und Stromverbrauch im Bereich der Stadtwerke Trier angepasst. So entsteht eine Win-Win Situation: Der Nutzer des Elektrofahrzeugs kann als Stromkunde der Stadtwerke über den Fahrzeugrechner automatisch Strom günstig einkaufen und sogar teurer zurück verkaufen; die Stadtwerke können über die Anpassung der Preise dafür sorgen, dass kein zusätzlicher Strom über Fernstromtrassen eingekauft oder abgegeben werden muss und die Umwelt profitiert obendrein.

Damit dieses im Feldversuch geprobte Szenario in Zukunft gelingt, müssen natürlich sehr viel mehr Elektrofahrzeuge und Ladepunkte vorhanden sein, als im Rahmen des Feldversuches beschafft werden. Und von den zukünftigen Nutzern muss ein nicht geringer Anteil bereit sein, auf die Bequemlichkeit zu verzichten, die Fahrzeugbatterie stets voll zu laden. Wie groß dieser Anteil an der Normalbevölkerung ist, die dies auch im Alltag praktizieren, soll gerade mit Hilfe des Feldversuches wissenschaftlich untersucht werden.

Prof. Dr.-Ing. Jörn Schneider (Projektleiter), Hochschule Trier, FB Informatik

Aufgabengebiet: Projektleitung; Entwicklung Fahrzeugrechner Software (Realisierung als Mixed-Criticality System auf Basis von AUTOSAR und Linux); Einrichtung und Betrieb Feldtestdatenserver; Entwicklung Software für die Kommunikation zwischen Fahrzeug und restlicher Infrastruktur
Projektmitarbeiter: Till Nett, Tobias Krumholz, Thomas Göbel, Denis Kruschinski

Prof. Dr. Christian Frings, Universität Trier, Abteilung für Allgemeine Psychologie und Methodenlehre

Aufgabengebiet: Empirisches Konzept Feldversuch (Vorbereitung, Umsetzung); Wissenschaftliche Begleitung und Auswertung Feldversuch
Projektmitarbeiterin: Dr. Birte Möller

Prof. Dr. Peter Gemmar, Hochschule Trier, FB Informatik