Der Boom von Elektrofahrzeugen könnte die Stromnetze an ihre Grenzen bringen, da das Laden eines E-Autos im Vergleich zu anderen Elektrogeräten eine hohe Belastung der Netzinfrastruktur darstellt. Der Einsatz von PV-Anlagen kann das öffentliche Stromnetz entlasten. Dennoch ist das Laden eines Elektrofahrzeugs durch eine PV-Anlage im Winter und bei schwacher Sonneneinstrahlung mit aktueller Technologie sehr ineffizient. Die Entwicklung eines speziellen Wandlers ermöglicht die Vollnutzung der PV-Anlage zur Ladung von Elektrofahrzeugen über das ganze Jahr.
Das Ziel des Projekts DirektPV war die Untersuchung eines Wandlers für die Ladeinfrastruktur von Elektrofahrzeugen, der bei verschiedenen Wetterverhältnissen die volle Energie einer PV-Anlage entnehmen kann. Der modulare Aufbau ist einer der zentralen Schlüssel, um den hohen Wirkungsgrad über einen weiten Leistungsbereich abzudecken.
rechts: Die AC-Ladeeinrichtung, die zur Vergleichsmessung verwendet wurde (Technische Hochschule Deggendorf, Technologie Campus Plattling)
Zuerst wurde untersucht, ob und wo eine galvanische Trennung in der Leistungselektronik erforderlich ist. Daher wurde eine umfassende Literaturrecherche zu Topologien mit galvanischer Trennung und dem optimalen Punkt für die Trennung durchgeführt. In der zweiten Phase wurden Topologien von bidirektionalen DC-DC-Wandlern untersucht. Die Simulation eines Dual-Active-Bridge-Wandlers hat bewiesen, dass diese Topologie den höchsten Wirkungsgrad erreichen kann. Die Modulgröße des DC-DC-Wandlers wurde durch Ladeuntersuchungen bei variablen Ladeleistungen im DC-Betrieb ermittelt.
Um die Wirkungsgrade von Gleich- und Wechselstrom-Laden miteinander vergleichen zu können und so die Vorteile des vorgeschlagenen Systems nachzuweisen, wurden mehrere Effizienzmessungen bei unterschiedlichen Ladeleistungen durchgeführt. Gerade bei kleinen Ladeleistungen und damit geringer Sonneneinstrahlung können die Ladeverluste im besten Fall halbiert werden.
