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Jochen Link

Jochen Link

Jochen Link wurde am 02.Januar in 1980 in Backnang geboren.

Jochen Link arbeitet seit seinem erfolgreichen Abschluss seines Masterstudium der „Regenerativen Energiesysteme“ an der FHTW Berlin im September 2007 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE). In seiner weiter unten dargestellten Promotion wird er Synergien aus der angewandten Forschung mit Praxisbezug am ISE und der unabhängig finanzierte Forschung über die RL‐ Stiftung nutzen. Themenschwerpunkt dabei bildet die Betriebsführung und Systemregelung verschiedener nachhaltiger Energiewandler und Speicher. Während des Bachelor‐ und Masterstudiums der „Regenerativen Energiesysteme“ engagierte sich Jochen Link ehrenamtlich in verschiedenen Arbeitskreisen zu Themen der Umwelt‐ und Energiepolitik. Die aktive Teilnahme an Konferenzen, Fortbildungen und Seminaren in verschiedenen Ländern (z.B. die Teilnahme an den UN Klimaverhandlungen 2005 in Montreal) ermöglichte es ihm, sein fachliches Wissen zu festigen und seinen Horizont zu erweitern. Aufgrund des praktischen Hintergrundes, der aus seiner Ausbildung zum Zimmermann und einem Jahr als Geselle resultiert, ist ihm der praktische Bezug seiner theoretisch erörterten Projekte stets ein wichtiges Anliegen. So wird beispielsweise das von ihm in China während seiner Bachelorarbeit 2005 bei einem großen Solarzellenproduzenten entwickelte Solarertragsimulation heute noch verwendet. Die Erkenntnisse aus seiner im September 2007 fertig gestellten Masterarbeit haben beim Fraunhofer ISE nicht nur zu lokalen Stromeinsparungen geführt, zusätzlich werden sie in verschiedenen Projekten am Institut weiterverwendet. Die optimale Integration der erneuerbaren Energien in einen Netzverbund ist ihm eine der wichtigsten zukünftigen Aufgaben auf dem Weg zu einer nachhaltigen Energiebereitstellung.

Kurzinfo über Jochens Dissertationsthema: „Elektromobilität und erneuerbare Energien: Lokal optimierter Einsatz von netzgekoppelten Fahrzeugen.“

Für eine signifikante Reduktion klimaschädlicher CO2‐Emissionen, die mit der Einführung von Elektrofahrzeugen erzielt werden soll, ist eine auf erneuerbaren Energien basierende Elektrizitätserzeugung notwendig. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, verschiedene Optionen zur Kopplung der Ladezeiten von Elektrofahrzeugen an die dezentrale erneuerbare Stromerzeugung aufzuzeigen. Als Basis der Betrachtungen dient das anhand statistischer Mobilitätsdaten erzeugte, zeitlich aufgelöste Energieanforderungsprofil für Elektrofahrzeuge. In der Arbeit werden exemplarisch die Ladeanforderungen bei einer hohen Durchdringung von Elektrofahrzeugen und verschiedenen Ladeszenarien zusammen mit der lokalen erneuerbaren Stromerzeugung und dem elektrischen Lastgang am Freiburger Verteilnetz betrachtet. Bei einer vollständigen Substitution der konventionellen Personenkraftwagen durch Elektrofahrzeuge würde sich der elektrische Energiebedarf des Freiburger Verteilnetzes um ca. ein Drittel erhöhen. Die dabei entstehenden Lastspitzen und Betriebsmittelauslastungen sind stark von der Gleichzeitigkeit der Ladevorgänge und der Höhe der Ladeleistung abhängig. Eine Möglichkeit, das Ladeverhalten künftiger Elektrofahrzeuge zu beeinflussen, basiert auf der dezentralen tarifanreizgesteuerten Ladeentscheidung. Im Untersuchungsgebiet konnte damit die residuale Netzlast ausgeglichen und die Beladung in Zeiten einer niedrigen Last und / oder einer hohen Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien verlagert werden. Neben den Untersuchungen zu den Auswirkungen verschiedener Ladestrategien im Verteilnetz war die Realisierung eines Pilotsystems für Elektrofahrzeuge zur tarifanreizbasierten Lastverlagerung ein weiteres Element der Arbeit. Vor der Konzeption und Entwicklung des sogenannten mobilen Dispatchers wurden unterschiedliche Anbindungskonzepte bewertet und notwendige Anpassungen der energiewirtschaftlichen Strukturen diskutiert. Auf Grundlage der im Nationalen Entwicklungsplan für Elektromobilität von der Bundesregierung definierten Anforderungen an die Netzintegration der Elektrofahrzeuge wurden u.a. Anbindungskonzepte mit mobilen und stationären Stromzählern verglichen. Das Konzept der direkten Anbindung der Elektrofahrzeuge an die Energieversorgung mit mobilen Stromzählern diente anschließend als Grundlage für das entwickelte Pilotsystem des mobilen Dispatchers zur Ladeplanung im Fahrzeug. In der Arbeit werden die Erfahrungen aus dem praxisnahen Aufbau und dem erfolgreichen Einsatz des tarifanreizbasierten mobilen Dispatchers mit bidirektionaler Energieübertragung für 20 Plug‐In Hybridfahrzeuge beschrieben. Aufgaben des mobilen Dispatchers sind z. B. die Ermittlung der optimalen Lade‐ bzw. Rückspeisestrategie unter Beachtung aller Einflussfaktoren (dies sind unter anderem Nutzereingaben, Tarife für Energiebezug und Einspeisung, Batteriedegradationskosten) und die notwendige Kommunikation bzw. der Datenaustausch mit den Ladestationen sowie der Energieversorgung. Die ersten beiden Schwerpunkte zeigen visionäre Konzepte und die Auswirkungen vieler Elektrofahrzeuge im Energiesystem. Der dritte Schwerpunkt zeigt hingegen, welche Optionen lokal zu der Verknüpfung von Ladezeiten des Elektrofahrzeugs und einer nachhaltigen Energieerzeugung unter aktuellen und künftigen Rahmenbedingungen bestehen. Es wurde ein an die jeweilige lokale Situation und die Rahmenbedingungen adaptierbares, gemischt‐ganzzahliges‐lineares Optimierungsmodell zur Betriebsführung entwickelt. Die beiden Einspeisegesetze, das Kraft‐Wärme‐ Kopplungsgesetz (KWKG) und das Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG), bieten mit der Eigenstromvergütung monetäre Anreize, den ökologisch lokal erzeugten Strom in den Fahrzeugen zu nutzen und zwischenzuspeichern. In der Arbeit wird konkret gezeigt, wo aktuell Mehrwerte für den Elektrofahrzeugnutzer und die Möglichkeiten zur lokalen Kopplung mit den erneuerbaren Energien bestehen. An einer Freiburger Reihenhaussiedlung wurde durch die auf das Lade‐ und Rückspeiseverhalten zweier Elektrofahrzeuge abgestimmte Betriebsführung der lokalen Komponenten (u.a. PV‐ und KWK‐Anlage) der Deckungsbeitrag im Simulationszeitraum (Januar bis Juli) um bis zu 2100 C verbessert. Die zu erwartenden Strompreissteigerungen, sinkende Batteriekosten sowie sinkende PVAnlagenkosten machen die lokal optimierte Betriebsführung und Kopplung der lokalen erneuerbaren Energieerzeugung mit Elektrofahrzeugen künftig immer attraktiver, wie exemplarische Rechnungen für die Jahre 2015 und 2020 belegen. Basis der unterschiedlichen Untersuchungen bildeten die in der Arbeit entwickelten und an die jeweilige Aufgabe angepassten Optimierungsfunktionen. Diese basieren auf einem kombinatorischen Algorithmus und einem Grafensuchalgorithmus sowie einem Modell zur gemischtganzzahligen‐ linearen Optimierung. In der Arbeit werden Verfahren und Konzepte entwickelt und werden anhand anwendungsorientierter Beispiele verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt, wie eine Verknüpfung der Ladezeiten der Elektrofahrzeuge mit der Energieerzeugung aus erneuerbaren Energien aktuell und in Zukunft realisiert werden kann. Die Arbeit wurde am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE erarbeitet und am ie3 ‐ Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft der TU Dortmund von Univ.‐Prof. Dr.‐Ing. habil. Christian Rehtanz betreut.