SMART-HUB Innovatives Energiemanagementsystem für Ladehubs mit Integration erneuerbarer Energien
Das SMART-HUB-Projekt schlägt die Entwicklung eines innovativen Energiemanagementsystems (EMS) für Ladehubs für Elektrofahrzeuge vor, das auf einem hybriden Ansatz basiert, der Model Predictive Control mit Techniken der Künstlichen Intelligenz integriert. Das System wird die Interaktion zwischen Ladestationen unterschiedlicher Leistungsstufen (quick, fast und hyper), Photovoltaikanlagen (PV) auf Überdachungen und Energiespeichersystemen optimal steuern, wobei die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen (EE) in Ladesystemen und die wirtschaftliche Rentabilität für Hub-Betreiber maximiert werden, während den Nutzern durch intelligentes Laden dynamische Tarife angeboten werden. Die Innovation des Projekts gliedert sich in drei Hauptachsen: (1) die Entwicklung eines hybriden EMS, das mathematische prädiktive Modelle mit Machine-Learning-Algorithmen kombiniert, um Energieflüsse in Echtzeit zu optimieren, unter Berücksichtigung technischer Einschränkungen, Wettervorhersagen, Ladebedarfsprognosen und Energiepreisen; (2) die Entwicklung eines auf künstlicher Intelligenz basierenden Tools zur Optimierung der Hub-Positionierung, das Faktoren wie photovoltaische Produktivität, Verschattung in Berggebieten, Points of Interest und Verkehrsströme berücksichtigt; (3) die Implementierung von Optimierungsmodellen für die optimale Dimensionierung der Hub-Komponenten (Photovoltaik, Speicher und Netzanschluss). Das Projekt, das eine Zusammenarbeit zwischen Eurac Research, Alperia Green Future, NEOGY und Kerr vorsieht, wird die Hauptherausforderungen des Sektors angehen: die Bewältigung systemischer Komplexität, die Echtzeitoptimierung von Energieflüssen und der Nutzung von durch erneuerbare Energien erzeugter Energie sowie das Management von Unsicherheiten im Zusammenhang mit erneuerbarer Stromerzeugung und Ladebedarf. Der vorgeschlagene Ansatz wird die Grenzen aktueller Energiemanagementsysteme überwinden und eine skalierbare und replizierbare Lösung für die nachhaltige Elektrifizierung der Mobilität bieten.
Der Kontext
SMART-HUB wurde entwickelt, um die spezifischen Herausforderungen der Elektrifizierung der Mobilität in Südtirol anzugehen, einer Region, die durch bergige Morphologie, starke touristische Ausrichtung und hohes Umweltbewusstsein gekennzeichnet ist. Das Projekt fügt sich strategisch in die Spezialisierungsbereiche "Green Technologies" und "Automation and Digital" der Smart Specialisation Strategy (RIS3) der Autonomen Provinz Bozen ein.
Hauptziele
Das Projekt zielt darauf ab, eine umfassende Lösung für intelligente Ladehubs zu entwickeln, die sich auf vier Hauptziele gliedert:
1. Optimierung der Hub-Positionierung Entwicklung eines auf künstlicher Intelligenz basierenden Tools, das das Gebiet unter Berücksichtigung der photovoltaischen Produktivität, Verschattungseffekte in Berggebieten, Verkehrsströme und Points of Interest analysiert, um optimale Standorte für Ladehubs zu identifizieren.
2. Optimale Komponentendimensionierung Erstellung von Optimierungsmodellen zur Bestimmung der idealen Konfiguration von Photovoltaikanlagen auf Überdachungen, Energiespeichersystemen und Netzanschlüssen unter Berücksichtigung von Energieeffizienz, wirtschaftlicher Nachhaltigkeit und Landschaftsintegration.
3. Innovatives Energiemanagementsystem Implementierung eines hybriden EMS, das Model Predictive Control und maschinelles Lernen kombiniert, um Energieflüsse in Echtzeit zwischen Ladestationen, Photovoltaik und Speicher zu verwalten und die Nutzung erneuerbarer Energien zu maximieren.
4. Intelligentes Laden und Dynamische Tarife Entwicklung von Algorithmen für intelligentes Lademanagement mit dynamischen Tarifen, die die Nutzung während der Spitzenzeiten der Photovoltaik-Produktion fördern und sowohl die Nutzerzufriedenheit als auch die Rentabilität der Infrastruktur optimieren.
Das Konsortium
Das Projekt umfasst die Zusammenarbeit komplementärer Partner:
- Eurac Research: Expertise in nachhaltiger Mobilität, Energieoptimierung und Gebietsanalyse
- Alperia Green Future: zwanzigjährige Erfahrung in Energieeffizienz und Management komplexer Energiesysteme
- NEOGY: Spezialisierung auf Förderung und Management von Elektromobilitätsinfrastrukturen
- Kerr: Kompetenzen in der Entwicklung integrierter Hardwarelösungen
Die Innovation
SMART-HUB führt bedeutende Innovationen auf mehreren Ebenen ein:
- Hybrider Ansatz, der mathematische prädiktive Modelle mit künstlicher Intelligenz integriert
- Berücksichtigung der Besonderheiten des alpinen Gebiets (Verschattung, Bergmorphologie)
- Modulare und skalierbare Hardwarearchitektur
- Innovative Geschäftsmodelle mit dynamischer Preisgestaltung basierend auf der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien
Vorteile für das Gebiet
Das Projekt bringt multidimensionale Vorteile:
- Umwelt: Maximierung der Nutzung erneuerbarer Energien für das elektrische Laden
- Wirtschaft: Entwicklung von Kompetenzen und innovativen Produkten mit internationalem Vermarktungspotenzial
- Tourismus: Erhöhte Attraktivität des Gebiets für nachhaltigen Tourismus
- Sozial: Effizientere und erschwinglichere Ladeinfrastruktur für Bewohner und Besucher
- Project duration: -
- Project status:
- Funding: FESR (EU funding / Project)
- Institute: Institut für Erneuerbare Energie
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