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3.11.2022

Energy Management and Smart Charging – zwei Instrumente, die sich perfekt ergänzen

Elektrofahrzeuge spielen eine Schlüsselrolle bei der Bekämpfung des Klimawandels – aber sie müssen nachhaltig und intelligent geladen werden. Das gilt im privaten, öffentlichen und betrieblichen Kontext. Dabei ist intelligent alles, was Kosten spart, die Energiewende voranbringt und netzdienlich ist. Dieser Beitrag hilft Fuhrparkverantwortlichen dabei, besser zu verstehen, was bei der Umsetzung von Ladeinfrastruktur relevant ist, um möglichst kosteneffizient zu sein und langfristig niedrigere operative Kosten zu haben.

You can only manage, what you measure. Mit Smart Charging werden Ladeprozesse gemessen und sowohl energie- als auch kosteneffizient gesteuert.

Die Welt steuert auf weitreichende und zerstörerische Klimakatastrophen zu, wenn die Länder ihre Emissionsreduktionsziele nicht zeitnah erreichen. Um schädliche Auswirkungen zu mindern und ihre Klimaverpflichtungen zu erfüllen, wird eine Vielzahl von Nachhaltigkeitsinitiativen verfolgt. Die Einführung von Elektrofahrzeugen (EV) spielt in den Nachhaltigkeitsplänen vieler Länder aber auch Unternehmen eine zentrale Rolle, da EVs den beträchtlichen Kohlenstoff-Fußabdruck von Autos reduzieren können. Deshalb konzentrieren sich die EU, die Vereinigten Staaten, Kanada und China sowie andere Länder stark auf politische Maßnahmen, die die Einführung von EVs fördern.

Optimierter CO₂-Fußabdruck trotz Kohlestroms

Angesichts der rekordverdächtigen Verkaufszahlen von E-Fahrzeugen scheint dieser Ansatz zu funktionieren. Allerdings reicht es nicht aus, einfach nur die Anzahl der E-Fahrzeuge auf den Straßen zu erhöhen, um die Auswirkungen der Fahrzeuge auf den Klimawandel zu bekämpfen. Der sogenannte Re-Bound Effekt, bei dem Effizienzen durch Mehrkonsum ausgeglichen werden, gefährdet die Nachhaltigkeitswirkung der E-Mobilität, insbesondere dann, wenn der Strom nicht aus erneuerbaren Energien kommt. E-Fahrzeuge, die mit fossilen Brennstoffen aufgeladen werden und deren Lademuster die Nutzung sauberer Energie nicht optimieren, können immer noch einen erheblichen Kohlenstoff-Fußabdruck hinterlassen.

Intelligentes Laden als Lösung für nachhaltiges Laden

E-Mobilisten haben nicht immer Einfluss über die Quelle ihres Ladestroms, da nicht alle Betreiber von Ladeinfrastruktur ihren Strom aus 100% erneuerbaren Energien beziehen. Jedoch kann ein System, das die Nutzung von EV-Ladegeräten überwacht, verwaltet und schließlich begrenzt, den Energieverbrauch soweit optimieren und flexibel anpassen, dass Ladeprozesse sowohl die Bedürfnisse der Nutzer von Elektrofahrzeugen, als auch die des Stromnetzes erfüllen. Eine US-Studie hat ergeben, dass die Ausrichtung des Aufladens von E-Fahrzeugen auf die Zeiten, in denen sauberer Strom im Netz verfügbar ist, jährlich etwa 360 kg CO₂ pro Fahrzeug einsparen könnte. Durch den Einbau von intelligenten Ladestationen, z. B. in Gewerbegebieten und Mehrfamilienhäusern, stehen den Autofahrern nicht nur mehr Ladestellen zur Verfügung, sondern auch mehr Ladeoptionen als beim herkömmlichen klassischen Lastmanagement.  

Es gilt zwischen statischen, dynamischen Lastmanagement zu differenzieren

Beim statischen Lastmanagement wird eine Lastobergrenze auf Basis des verfügbaren Netzanschlusses festgelegt, die die Summe des Ladestrombezugs nicht überschreiten darf. Dabei sind zwei Lastmanagement-Varianten denkbar: Alle Ladestationen, an denen aktiv geladen wird, teilen sich die Gesamtleistung zu jeweils gleichen Teilen. Die zweite Variante priorisiert das erste angeschlossene E-Fahrzeug, welches schnellgeladen wird, während jedes weitere die verfügbare Restleistung erhält.
Der Clou beim „dynamischen Lastmanagement“ besteht darin, dass die verfügbare Energie mit Hilfe eines Smart Meters dynamisch zwischen den Ladepunkten je nach Gebäudeverbrauch und unterschiedlicher Tageszeit verteilt werden kann. Wird wenig Strom im Gebäude verbraucht, können mehr E-Autos mit höherer Leistung beladen werden und vice versa. Scheint gerade die Sonne und das Auto soll mit PV-Strom geladen werden, ist auch diese Priorisierung möglich. So können die Betreiber der Ladepunkte innerhalb ihrer Verbrauchsgrenzen bleiben und Kosten für das Überschreiten der Netzkapazität vermeiden. Intelligente Ladelösungen können so außerhalb der Spitzenlastzeiten laden, was die Ladekosten für die Fahrer senkt und die Auswirkungen auf die Last minimiert. Dadurch wird wiederum die Notwendigkeit vermieden, die Stromverteilungsanlagen in den Gebäuden aufzurüsten und es wird ein Beitrag zum Netzausgleich geleistet, indem das Ladeniveau angepasst wird.

Intelligente Ladestationen in Gebäuden und Wohnungen als Enabler der EV-Revolution

Neben den Vorteilen für die Nachhaltigkeit geht es auch um den Komfort. Das Aufladen von Elektrofahrzeugen geht nicht annähernd so schnell wie das Tanken an der Tankstelle. Da E-Fahrzeuge länger brauchen, um aufgeladen zu werden, möchten die Fahrer von E-Fahrzeugen die Möglichkeit haben, an bequemen Orten zu laden, an denen sie bereits für längere Zeit geparkt sind – z. B. am Arbeitsplatz oder zu Hause. Laut Bloomberg wird prognostiziert, dass bis zum Jahr 2030 mehr als 60 % der Elektroautos weltweit in Geschäfts- oder Mehrfamilienhäusern aufgeladen werden. Zahlen, die sich schon jetzt mit den empirischen Daten von inno2fleet vergleichen lassen. Daher ist es wichtig, dass eine intelligente Ladeinfrastruktur zur Verfügung steht.

Nutzen von Smart Charging für Flottenmanager, Gebäudeeigentümer und Facility Manager

Abgesehen von der Unterstützung der Bedürfnisse der Autofahrer, die den Standort zu einem attraktiven Ort zum Leben und Arbeiten machen kann, entlastet die intelligente Ladeinfrastruktur die elektrischen Systeme der Gebäude, da sie den erhöhten Energiebedarf in den Gebäuden decken und gleichzeitig erneuerbare Energien nutzen kann, wenn diese verfügbar sind. Entsprechende Systeme agieren im Sinne des betrieblichen Stakeholdermanagements.

Mit inno2fleet unterstützen wir sie in der gesamten Wertschöpfungskette der betrieblichen E-Mobilität: von der Planung, über die Umsetzung bis hin zum smarten Betrieb der Ladeinfrastruktur- In charge to change!

Robin Pieper
Senior Technical Consultant E-Mobilität & vernetzte Energieversorgung | Über 6 Jahre Branchenerfahrung in Ladeinfrastruktur, Flottenelektrifizierung, Smart Charging | BSc und MSc in Elektrotechnik
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