Sparkassenpreis für Bachelorabsolvent aus dem Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik

31.01.2020

Freut sich über die Auszeichnung seiner Abschlussarbeit: Lukas Böhning, Bachelorabsolvent des Fachbereichs Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Fulda. Prof. Dr. Ulf Schwalbe, der die Arbeit betreute, Vizepräsident Prof. Dr. Steven Lambeck und Richard Hartwig, Vorstandsreferent der Sparkasse Fulda, (v..l.) gratulierten. (Foto: Uli Mayer)

Lukas Böhning liefert mit seiner Untersuchung zum „Second Life“ von Fahrzeugbatterien einen Beitrag zur Energiewende.

Für seine Bachelorarbeit zum Thema "Untersuchung der Wirtschaftlichkeit und Einsatzmöglichkeiten von Second-Life Energiespeichersystemen“ hat Lukas Böhning (24) aus dem Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Fulda, den Förderpreis der Sparkasse Fulda erhalten. Die Arbeit entstand im Rahmen einer Kooperation der Audi Planung GmbH Fulda und dem Fachgebiet Elektromobilität – Regenerative Energietechnik von Prof. Dr. Ulf Schwalbe an der Hochschule Fulda. Der mit 500 Euro dotierte Preis wird jährlich verliehen und zeichnet herausragende wissenschaftliche Leistungen von Bachelor- oder Masterabsolventinnen und -absolventen aus.

Richard Hartwig, Vorstandsreferent der Sparkasse Fulda, und Prof. Dr. Steven Lambeck, Vizepräsident für Forschung und Entwicklung an der Hochschule Fulda, überreichten dem jungen Wissenschaftler die Auszeichnung im Rahmen des Science Slams der Hochschule Fulda am Donnerstag dieser Woche (30.01.) im Kulturzentrum Kreuz. Böhning, der im Bachelorstudiengang die Vertiefung Erneuerbare Energien und Elektromobilität wählte und diesen Schwerpunkt mittlerweile im Studiengang Master of Engineering Embedded Systems an der Hochschule Fulda ausbaut, nutzte die Gelegenheit, sich erstmals als Slammer auszuprobieren und dem Publikumsein Thema vorzustellen.

Kosten von Elektroautos senken, Ökobilanz verbessern

In seiner Bachelorarbeit hat Böhning untersucht, wie sich durch Nachnutzung von Fahrzeugbatterien die Kosten von Elektrofahrzeugen senken und deren ökologische Bilanz verbessern lassen, um die Energiewende voranzubringen. Denn die Batteriespeicher halten aufgrund ihrer technischen Eigenschaften meist deutlich länger als das Fahrzeug selbst. Dazu analysierte er verschiedene Einsatzmöglichkeiten und Betriebsstrategien der gebrauchten Fahrzeugbatterien. So lassen sich die einzelnen Fahrzeugbatterien zu einem stationären Großbatteriespeicher zusammenschließen, was beispielsweise die Teilnahme an der Strombörse ermöglicht. Ein derartiges System wurde aus 20 Audi e-tron Batterien am Euref Campus in Berlin von der Audi Planung GmbH parallel zur Bachelorarbeit projektiert.  

Zwar verspricht die Bereitstellung von Regelleistung für eine Stabilisierung des europäischen Stromnetzes derzeit die höchsten Erlöse, doch Böhning arbeitete in seiner Untersuchung heraus, dass stationäre Großbatteriespeicher nur in einigen Nischen wirtschaftlich betrieben werden können. In den meisten Fällen wiesen sie eine viel zu lange Amortisation auf. „Die ökologische Bilanz wird hierdurch zwar deutlich verbessert. Mit der richtigen Einsatzmöglichkeit können die Batterien ihre CO2-Bilanz sozusagen reinwaschen. Aber der Bau eines stationären Batteriespeichers aus gebrauchten Fahrzeugbatterien ist im Verhältnis zu neuen Batteriespeichern sehr aufwendig“, erläutert er.

Nachts versorgt die Autobatterie das Haus mit Energie

Daher schlägt Böhning die Verwendung der Fahrzeugbatterien in einem sogenannten "Second-Use" vor. Hierbei werden die Batteriespeicher während des Fahrzeugbetriebs über bidirektionale Ladestationen in den Standzeiten genutzt. Solch bidirektional ladbare Autos bieten die Möglichkeit, den Akku eines Elektrofahrzeugs deutlich besser auszunutzen. Es ist beispielsweise möglich, den selbst produzierten Photovoltaikanlagenstrom im Auto zwischen- und anschließend wieder auszuspeichern, um nachts das Haus mit Energie zu versorgen. Mit einem Audi e-tron wäre es demnach möglich, den vollständigen Strombedarf eines Drei-Personen-Haushalts zwei Wochen lang zu decken. Auch ein virtueller Zusammenschluss mehrerer Fahrzeuge ist möglich. Er könnte genutzt werden, um das elektrische Stromnetz zu stabilisieren oder erneuerbare Energien zwischenzuspeichern. Der Vorteil dieses Ansatzes: Der Batteriespeicher des Fahrzeugs kann die laufenden Kosten spürbar senken und zudem die ökologische Bilanz bereits während des Fahrzeugbetriebs deutlich verbessern.

Böhning formuliert daher eine konkrete Empfehlung für die Autobauer: zum einen dafür zu sorgen, ihre Batterien für die stationäre Benutzung so anzupassen, dass sie einfach aus dem Fahrzeug ausgebaut und im stationären Betrieb weiterbenutzt werden können, zum anderen die Autos und die Ladestationen bzw. den Ladestandard auf das bidirektionale Laden vorzubereiten.

Energie und Mobilität neu denken

„Energieversorgung und Mobilität sind die Basis unseres Lebens und müssen in Zukunft neu gedacht werden“, sagt Prof. Dr. Ulf Schwalbe, Professor für Leistungselektronik, Erneuerbare Energien und Elektromobilität am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Hochschule Fulda, der die Arbeit betreute. „Der Vorschlag einer nachhaltigen Verwendung von Fahrzeugbatteriespeichern bereits während des Fahrzeuglebens hat eine hohe Bedeutsamkeit für eine ökologische und ressourcennachhaltige Elektromobilität. Das Thema ist zugleich für die Energiewende von größter Bedeutung“, würdigte Prof. Schwalbe die Leistung Böhnings.

Das Fachgebiet Leistungselektronik, Elektromobilität und Regenerative Energietechnik an der Hochschule Fulda forscht an Themen der Netzintegration von gebrauchten Fahrzeugbatterien zur Bereitstellung von Regelleistung und zum Glätten von Lastspitzen, dem Einsatz von Elektromobilität im öffentlichen Personennahverkehr und zur Analyse und zur Lebensdauerdiagnose von gebrauchten Batteriespeichern.

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