家用光伏系统的所有者很快就能够使他们的家庭更加可持续，因为光伏发电也适合为个人电子车辆充电。由弗劳恩霍夫研究人员创建的家庭能源管理系统将电动汽车纳入家庭能源网络并创建充电行程。
未来的房子是环保，节能和智能的。它的居民可以利用屋顶产生的光伏能源，不仅可以用于家庭消费，还可以为个人电动车辆充电。根据德国巴登 - 符腾堡州费尔巴赫市的“被动式房屋”标准建造的一系列排屋，这种情况已经成为现实。作为“Fellbach ZeroPlus”项目的一部分，该新房集团进行了升级，包括电动汽车增强功能以及全面的能源管理系统。该倡议由德国联邦政府的“电动移动展示”计划赞助。
快速充电站和家庭能源管理
“屋顶上的大型光伏系统提供的电力比居民长期消耗的电力更多。剩余电力可以输入公共电网，也可用于为家用电动车充电，”Dominik Noeren解释道，弗劳恩霍夫弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的科学家。为了有效地将电动汽车增强功能纳入家庭的日常工作中，Noeren和他的团队为七个家庭中的五个家庭设计了一个22千瓦的快速充电站以及一个家庭能源管理系统(HEMS)。基于Java的HEMS软件在称为嵌入式系统的小型计算机上运行。HEMS从房屋中的各种电表收集数据，包括光伏系统，电动车辆，热泵和一般家用电源的数据。系统显示各种电力流，并在一天中的任何时间通知房主他们当前的电力消耗。“他们可以看到来自公共电网或家用太阳能系统的电力有多少，他们可以看到它的位置 - 热泵，家用电器或电动汽车，”Noeren说。
此外，HEMS还预测未来20小时左右的太阳能强度，并向用户提供有关太阳能可用量的信息。自适应算法还计算每个季度小时的预期家庭电力负荷。使用该数据，可以确定在任何给定时间电动车辆可用的PV功率。“来自光伏发电的电力首先进入房屋，而那里没有消耗的电力存储在电动汽车电池中。如果之后仍然有剩余电量，它将被送入公共电网，”Noeren解释道。
在两年的现场测试期间，使用来自房主的反馈创建了Android应用程序。HEMS应用程序实时显示所有过程和电流，并以图形和数字形式提供太阳能强度预测读数。自适应算法用于优化每个家庭产生的电力的使用。通过该应用程序，用户可以控制充电站以及查看电动车辆的电池充电水平和充电时间。“为了智能地为电动汽车充电，这些参数是必要的，”Noeren说。
为了创建理想的充电行程，系统必须知道车辆的当前电池充电水平以及下一个计划的起飞时间。能源管理系统将此信息与天气和消耗预测结合使用，以估算通过家庭电力网络的流量。它计算了必须加满的电量，以及哪些时间段是使用最大比例的家庭生产的太阳能为车辆充电的理想选择。
“消耗自生太阳能电力比将电力输入公共电网更具成本效益，”Noeren说。HEMS系统帮助消费者使用驾驶时间，太阳能强度预测和当前家庭能源消耗数据，使电动汽车充电时间与屋顶能源生产同步，从而最大限度地提高他们使用的家庭生产能源的比例。这不仅有助于房主降低成本，而且还向实现低二氧化碳房屋和个人移动性的理想迈进了一步。最大限度地利用家庭生产的能源消耗比例有助于减轻公共电网的负担，同时减少家庭的电网供电峰值。
HEMS系统基于Fraunhofer openMUC框架，支持各种仪表和设备。它提供模块化扩展，可集成无线蓝牙或WLAN电源插座等设备，可远程激活和停用家用电器，或集成热泵等高耗能产品。自2014年中期以来，“Fellbach ZeroPlus”项目中的五个家庭中有两个已成功使用该系统的汽车共享变体作为现场测试的一部分。
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