Bei einem herkömmlichen Auto mit Verbrennungsmotor ist es normal, regelmäßig tanken zu müssen. Elektromotoren brauchen auch regelmäßig neue Energie, allerdings gibt es den Treibstoff fürs Elektroauto nicht an der Zapfsäule für Benzin oder Diesel. Es sind Steckdose oder – wenn es schneller gehen soll – spezielle Ladestationen erforderlich, um die Batterie eines Elektroautos wieder aufladen zu können. Wenn die Ladestationen stark frequentiert sind und regelmäßig viel Konkurrenz um die Ladeplätze herrscht, kann es mitunter zu Problemen kommen. Damit kein Auto wieder ungeladen wegfahren muss, gibt es intelligente Lösungen, die den zur Verfügung stehenden Strom gleichmäßig auf alle Ladeplätze verteilen. Die Rede ist vom sogenannten Lastmanagement für Elektrofahrzeuge.
Die Wallbox zuhause
Mit der wachenden Zahl von Elektroautos in einer Wohnanlage oder im Fuhrpark eines Unternehmens ist es unvermeidlich, dass die Stromer des Öfteren gleichzeitig an der Stromversorgung hängen. Hier kann es dann leicht zu einer Überlastung des Netzes kommen, zu einem kurzzeitigen Stromausfall oder gar zu einem Kabelbrand, wenn die Leitungen für diese hohen Lasten nicht ausgelegt sind. Deshalb ist es wichtig, dass sich vor der Montage einer Wallbox zunächst ein Elektriker die Situation vor Ort ansieht und das Hausnetz samt Kabelstärken und Sicherungsmaßnahmen ansieht.
Auch für das gleichzeitige Laden mehrerer Elektroautos gibt es längst technische Lösungen. Und das auch für Privathaushalte. Ein Teil der Lösung sind Wallboxen, die mit einem smarten Lastmanagement-System ausgestattet sind. Wer den Zuschuss der Förderbank KfW in Höhe von 900 Euro für Wallbox und Installation in Anspruch nehmen möchte, kommt darum nicht herumschreibt: Gefördert werden nur „netzdienliche“ Wallboxen, also solche, die sich vom Netzbetreiber regeln und notfalls abschalten lassen.
Die Versorgung eines einzelnen Elektroautos ist kein Problem für das Hausnetz. Wollen mehrere E-Autos gleichzeitig Strom zapfen, ist ein Lastmanagement erforderlich. Foto: ADAC
In Wohnanlagen oder auf Mitarbeiterparkplätzen sind solche Systeme besonders wichtig. Damit lassen sich mehrere Fahrzeuge parallel laden. Dabei verteilt das System den verfügbaren Strom intelligent auf die einzelnen Fahrzeuge. So wird der vorhandene Strom effektiv genutzt, ohne dass es zu Versorgungsengpässen kommt.
Begrenzte Stromressourcen?
Denn die Stromressourcen an einer Ladestation sind begrenzt. Insbesondere in Ballungszentren und zu bestimmten Uhrzeiten ist in Zukunft eine große Nachfrage nach Elektrizität für das Laden des Autos zu erwarten. Das kann dazu führen, dass in den Abendstunden ein neu hinzugekommenes Fahrzeug nicht sofort Strom erhält. Mit einem intelligenten Lastmanagement lässt sich dieses Problem leicht lösen. Dabei spielt es auch keine Rolle, wo sich der Ladeplatz befindet – ob an einer öffentlichen Straße, auf dem Firmengelände oder in der Tiefgarage einer Siedlung.
Das Lastmanagement sorgt für die bestmögliche Auslastung des Stromnetzes. In der Praxis bedeutet dies, dass die Energie gleichmäßig über ein Ladenetz verteilt wird. Stehen nur wenige Elektroautos zum Laden an der Station mit mehreren Lademöglichkeiten, erfolgt das Aufladen zunächst mit voller Ladeleistung. Sobald das Netz allerdings an seine Grenzen kommt und die Kapazitäten aufgrund mehrerer Stromabnehmer überschritten werden, greift das Lastmanagement-System ein. Es reduziert die einzelnen Ladeströme nach Bedarf, um beispielsweise über Nacht Fahrzeuge zuverlässig aufladen zu können – manchmal nur nacheinander und nicht gleichzeitig.
Verschiedene Typen von Lademanagement
Das Lastmanagement gibt es in verschiedenen Varianten, um E-Fahrzeuge parallel und bedarfsgerecht aufzuladen. Nicht alle Systeme sind gleich.
- Statisches Lastmanagement
Wenn ein statisches Lastmanagement im Einsatz ist, steht für alle vorgesehenen Ladepunkte eine vorher festgelegte fixe Gesamtleistung zur Verfügung. Diese Gesamtleistung verteilt das Lastmanagement gleichmäßig auf die verschiedenen Ladestationen, die gerade in Gebrauch sind.
- Dynamisches Lastmanagement
Ist ein dynamisches Lastmanagement im Einsatz, misst das System den aktuellen Stromverbrauch im Gebäude und errechnet genau, wie viel Leistung noch übrig ist für das Laden der Elektroautos. Die Restleistung verteilt das Lastmanagement flexibel auf die Ladestationen. Auf diese Weise lässt sich das Strompotenzial eines Hauses effizienter nutzen.
- Fahrplanbasiertes Lastmanagement
Darüber hinaus gibt es auch noch das fahrplanbasierte Lastmanagement. Hier folgt das Aufladen der E-Autos nach einem Plan. Dabei spielen Energiebedarf und Ladeleistung der einzelnen Fahrzeuge und deren Ladeleistung eine wichtige Rolle. Es bleibt nichts dem Zufall überlassen und es ist möglich, auf individuelle Anforderungen zu reagieren. Ein Auto, das schnell wieder einsatzbereit sein muss, kann so schneller geladen werden. Ein anderes Fahrzeug, dass nicht unmittelbar wieder zum Einsatz kommt, muss ein wenig länger auf den Ladestrom warten oder zeitweise mit einer geringeren Ladeleistung begnügen. Ob nun statisch oder dynamisch – in beiden Fällen kann sich die Anschlussleistung im Betrieb ändern, und das Lastmanagement muss angemessen auf die Änderung reagieren.
Was bringt das Lastmanagement für E-Autos?
Die Vorteile sind offensichtlich. Das Aufladen erfolgt nach einem intelligenten Schema. Damit sind Stoßzeiten oder höhere Nachfragen kein Problem. Ist es notwendig, mehrere Fahrzeuge gleichzeitig aufzuladen, erfolgt dies flexibel und bedarfsgerecht. Leistung und Ladezeiten finden dabei Berücksichtigung. Für die Besitzer eines E-Autos schafft das Lastmanagement größere Planungssicherheit.
An öffentlichen Ladestation ist ein Lastmanagement Standard. Das gilt auch für die Supercharger von Tesla: Auch hier wird die Ladeleistung heruntergeregelt, wenn mehrere Fahrzeuge Strom zapfen wollen. Foto: Pixabay © hpgruesen
Durch das Vermeiden von Lastspitzen können E-Auto-Besitzer Kosten sparen. Dabei hilft ebenfalls ein Lastmanagement-System. Ist kein Lastmanagement vorhanden, erfolgt der Strombezug immer genau dann, wenn das Fahrzeug am Ladepunkt angeschlossen ist. Der Strombezug addiert sich zum Stromverbrauch des Gebäudes. Die Folge ist eine deutliche Überschreitung der Kapazität des Netzanschlusses. Ist allerdings ein Lastmanagement im Einsatz, lädt das Auto nicht unbedingt sofort und es laden auch nicht alle angeschlossenen Fahrzeuge gleichzeitig. Es werden alle Autos nacheinander bedient, doch immer nur so viele, bis der Netzanschluss seine Bezugsgrenze erreicht hat. Wer über eine Photovoltaikanlage verfügt, kann sein Lastmanagement auch so steuern, dass der Solarstrom das E-Auto auflädt. Dadurch wird das E-Auto noch klimafreundlicher.
Voraussetzungen für ein Lastmanagement
Damit das Lastmanagement-System seine Arbeit machen kann, sind bestimmte Voraussetzungen zu erfüllen. Zunächst ist dazu eine smarte Ladestation notwendig, die mit einem Lastmanagement arbeiten kann – und die sich auch mit anderen Wallboxen „verträgt“: Nicht jedes Lastmanagement-System kann Ladestationen verschiedener Hersteller einbinden. Darüber hinaus ist auf jeden Fall zur Abrechnung des Strombezugs ein Smart Meter erforderlich – ein intelligenter Stromzähler oder ein Zähler für eine registrierende Leistungsmessung (RLM). Dieser kann das aktuelle Lastprofil erfassen und den Stromverbrauch messen.
Vor allem aber ist eine Software erforderlich, mit deren Hilfe alle Verbräuche auf einen Blick zu sehen sind und sich alles steuern – und letztlich abrechnen lässt. Meist ist das eine Plattform, die quasi das Kontrollzentrum bildet und alle Punkte miteinander verknüpft. Idealerweise wird die Ladeinfrastruktur so zum integralen Bestanteil eines übergeordneten Energie- und Gebäudemanagements.