Intelligentes Laden (Smart Charging), auch als Energiemanagement bekannt, ist ein Oberbegriff für verschiedene Technologien, Methoden und Lösungen zur effizienten Verwaltung von Elektrizität.
Die Komplexität von Energiemanagement-Lösungen variiert entsprechend der spezifischen Anforderungen des Kunden und den Gegebenheiten der Infrastruktur.
Zu den intelligenten Lademethoden gehören:
Lastausgleich
Lastausgleich, auch als lokales Lastmanagement bezeichnet, regelt, wie viel Leistung von einer Ladestation verbraucht werden kann. Wenn ein Elektroauto mehr Strom verbraucht, als ein örtlicher Stromkreis liefern kann, kann dies dazu führen, dass ein Sicherungsschalter auslöst und die Stromversorgung unterbrochen wird.
Der einfachste Weg, um einen Lastausgleich zu erreichen, besteht darin, einen statischen Lastausgleich anzuwenden, bei dem eine klare Grenze für den Stromverbrauch an einer Ladestation gesetzt wird. Eine Vielzahl von Hardware-Modellen unterstützt die Erstellung von detaillierteren Ladeplänen, bei denen dynamisch wechselnde Stromobergrenzen eingestellt werden können.
Dynamischer Lastausgleich
Die Kapazität eines lokalen Stromkreises wird durch den Stromverbrauch anderer angeschlossener Geräte bestimmt. Abhängig von der noch verfügbaren Kapazität im lokalen Stromkreis, reguliert ein dynamischer Lastausgleich den Stromverbrauch einer Ladestation selbstständig nach oben oder unten. Die Strombegrenzung wird somit dynamisch anhand der Auswertungen von Kapazitätsdaten und Lastsituationen im lokalen Netz vorgenommen.
Dies lässt sich durch den Einbau eines intelligenten Energiezählers realisieren, der den Verbrauch der Haushaltsgeräte kontrolliert und die Energieversorgung des Elektrofahrzeugs anpasst. Es lassen sich jedoch auch komplexere Konfigurationen realisieren, in denen mehrere Ladestationen denselben lokalen Stromkreis nutzen und eine Aufteilung sowie Planung der Leistung unter allen Nutzern erforderlich ist..
Dynamischer Lastausgleich bietet zahlreiche Vorteile:
- Schützt vor Überlastung des lokalen Stromnetzes, was die Sicherheit erhöht und den Wartungsaufwand reduziert
- Ermöglicht einen effizienteren Einsatz von Strom bei Ladestationen, was die Ladezeiten verkürzt
- Macht kostspielige Erweiterungen des Kabelnetzes für höhere Kapazitäten unnötig.
Vehice-Grid-Integration (VGI)
Die Beschleunigung der Elektrifizierung geht oft über die verfügbaren Kapazitäten des Stromnetzes hinaus, was bedeutet, dass eine gezielte Regulation von Energieverbrauch und -einspeisung erforderlich wird. Die erheblichen Schwankungen im Energiebedarf bieten zudem finanzielle Anreize, um Kosten effizient zu steuern.
Eine Strategie zur Optimierung des Netzverbrauchs von Ladestationen ist, das Laden auf die Nachtstunden zu verschieben, wenn die Netzbelastung nachlässt. Die Verlagerung des Ladevorgangs nach Mitternacht hat gezeigt, dass die abendliche Spitzenlast spürbar abnimmt und gleichzeitig die Stromrechnung sinkt.
Intelligentes unidirektionales Laden (V1G)
Der nächste Schritt besteht darin, das Verbrauchsverhalten einer Ladestation dynamisch anhand der aktuellen Netzbedingungen einzustellen. Diese Bedingungen umfassen den aktuellen Strompreis, den prognostizierten Strompreis, historische Verbrauchsmuster und die Steuerung durch den Netzbetreiber.
Es gibt eine Reihe von Lösungen für das intelligente Laden, die entweder unabhängig vom CPO-Backend arbeiten oder eine Integration in das CPO-Backend erfordern.
Bidirektionales Laden (V2H, V2B, V2X)
Das Konzept des bidirektionalen Ladens schließt Varianten wie Vehicle-to-Home (V2H), Vehicle-to-Building (V2B) und Vehicle-to-Everything (V2X) ein. Im Rahmen einer V2H-Konfiguration lässt sich die in der Batterie des E-Autos gespeicherte Energie ins heimische Stromnetz übertragen, sodass sie anderen elektrischen Geräten zur Verfügung steht.
Die tägliche Nutzung von Vehicle-to-Home (V2H) ist begrenzt, was durch verschiedene Ursachen bedingt ist:
- Pendler sind auf ein geladenes E-Auto am Morgen angewiesen
- In der Nacht kann kein Solarstrom erzeugt werden, um das Netz zu unterstützen
- Der Spitzenverbrauch von Haushaltsgeräten liegt abends und morgens.
Vehicle-to-Grid (V2G)
V2G vereint alles:
- Steuerungs- und Zustandsüberwachung des Stromnetzes,
- die Möglichkeit, Energie aus dem Netz zu beziehen,
- Anforderungen an den lokalen Energiebedarf,
- Plug-in-Ladetechnik, die eine Authentifizierung Ihres EVs erlaubt,
- fortgeschrittene Optionen für den Energiehandel zwischen Elektrofahrzeugbesitzer, Haushalt und Stromnetz.
Es stehen weitere verschiedene Methoden, wie OpenADR, zur Verfügung, durch die Energieunternehmen im Kontext der Smart-Grid-Entwicklung Lastanforderungen austauschen können. Für die Umsetzung von V2G ist die Einbindung mehrerer Beteiligter notwendig. Hierfür wurde der ISO 15118 Standard entwickelt, der die Abstimmung zwischen Elektrofahrzeug, Ladestation, Stromlieferant, Ladestationsbetreiber und anderen Fachakteuren definiert.
Seit seiner Einführung im Jahr 2014 hat der ISO 15118-Standard nur in geringem Maße praktische Anwendung im kommerziellen Sektor gefunden, was hauptsächlich auf die zahlreichen involvierten Parteien und die Komplexität der Systemeinführung zurückzuführen ist.
E-Flux by Road und Smart Charging
Unsere Plattform unterstützt statischen Lastausgleich, in Kooperation mit Herstellern und Installateuren entwickeln wir dynamische Lastausgleichssysteme für AC/DC-Ladestationen. Diese Ansätze sorgen für erhöhte Sicherheit, reduzieren den Wartungsaufwand des lokalen Stromnetzes und ermöglichen schnellere sowie effizientere Ladevorgänge.
Gemeinsam mit ausgewählten Partnern aus der Automobilindustrie erweitern wir unsere Kompetenzen im Bereich Vehicle-to-Grid.
Derzeit findet eine Integration mit den führenden Plattformen für Energiemanagement statt, einschließlich Coneva, MAXEM, Jedlix und Stekker.
