Der Umstieg von Verbrennungsmotoren auf elektrische Antriebe kann für Fahrzeugflotten eine vielversprechende Perspektive zur Begrenzung der Emissionen von klimaschädlichen Gasen sein. Der Schlüssel für einen erfolgreichen Umstieg auf Elektrofahrzeuge liegt im bedarfsgerechten und kostengünstigen Aufbau von Ladeinfrastrukturen. Diese Ausarbeitung stellt ein mathematisches Optimierungsmodell vor, das zur kostenoptimierten Standortplanung von Ladestationen entwickelt wurde. Dieses Modell ist in Form einer Erweiterungskomponente für das Geoinformationssystem (GIS) ArcGIS Desktop der Firma Esri implementiert und zu einer prototypischen Lösung integriert worden. Die Erprobung der Lösung erfolgte im fiktiven Szenario eines Großflughafens, an dem Teile der Betriebsflotte auf Elektroantrieb umgestellt werden sollen. Die Ergebnisse der Erprobung am Szenario des Großflughafens zeigen die Eignung des Vorgehens und der neu entwickelten Erweiterungskomponente für die kostenoptimierte Standortplanung von Ladeeinrichtungen. Das eingesetzte GIS stellt eine nützliche Umgebung zur Datenhaltung und Datenpflege sowie zur Visualisierung der Ergebnisse bereit. Darüber hinaus kann der erste Teil der Lösungssuche, die Tourenplanung, mit Bordmitteln durchgeführt werden. Die im vorgestellten Szenario auf einem zeitgemäßen Desktop-System gemessenen Laufzeiten für die Standortoptimierung liegen im Mittel unterhalb von 0,5 Sekunden, was die spätere Einbettung in Echtzeitanwendungen ermöglicht. Die Erprobung des Verfahrens und der entwickelten Erweiterung für Esri ArcGIS an weitere Szenarien wird Impulse für weitere Entwicklungen geben. Die flexible Behandlung der Parameter Laderate und Reichweite ermöglicht bereits die Untersuchung alternativer Speicherkonzepte wie z.B. der Ultrakondensatoren. Im entwickelten Optimierungsmodell ist heute für jedes Fahrzeug, das innerhalb einer Schicht mindestens einmal an einem Bedarfspunkt lädt, eine Ladestation gefordert. Ein interessanter Ansatz für eine Weiterentwicklung ist die Berücksichtigung der Auslastung der einzelnen Ladestationen. So könnten dort Stationen eingespart werden, wo sich die Ladebedarfe der Fahrzeuge innerhalb der betrachteten Periode nicht zeitlich überlappen.
Standortoptimierung in Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge im Flottenbetrieb
2013
8 Seiten, 3 Bilder, 16 Quellen
Conference paper
German
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