Wenn die Anschlussleistung zum Engpass wird

Mit der steigenden Anzahl an Elektrofahrzeugen wächst auch der Bedarf an Ladepunkten. Für Unternehmen, Business Parks, Hotels oder größere Immobilien entsteht dabei schnell eine Herausforderung: Die vorhandene Anschlussleistung ist begrenzt.
Ein Beispiel: Werden 20 Ladepunkte mit jeweils 11 kW installiert, ergibt sich theoretisch ein Leistungsbedarf von 220 kW. Diese zusätzliche Leistung steht am Standort jedoch häufig nicht zur Verfügung. Gleichzeitig benötigen Gebäude, Produktion, Wärmepumpen oder andere Verbraucher ebenfalls Energie. Eine Erweiterung der Anschlussleistung ist nicht immer wirtschaftlich oder technisch möglich. Deshalb wird entscheidend, die vorhandene Leistung intelligent zu verteilen.

Statisches Lastmanagement

Beim statischen Lastmanagement wird für die Ladeinfrastruktur eine feste maximale Leistung definiert.
Stehen beispielsweise 100 kW zur Verfügung, darf die gesamte Ladeinfrastruktur diese Grenze nicht überschreiten. Die Leistung wird auf die aktiven Ladepunkte verteilt.
Der Nachteil: Der tatsächliche Verbrauch des Standorts wird nicht berücksichtigt. Ist im Gebäude gerade deutlich weniger Leistung notwendig, kann diese freie Kapazität nicht automatisch für das Laden genutzt werden.

Das System schützt zwar vor Überlastung, nutzt die vorhandenen Ressourcen aber nicht optimal.

Dynamisches Lastmanagement

Dynamisches Lastmanagement geht einen Schritt weiter. Dabei wird der aktuelle Energieverbrauch des Standorts berücksichtigt. Sinkt der Gebäudeverbrauch, steht automatisch mehr Leistung für die Ladeinfrastruktur zur Verfügung. Steigt der Verbrauch, wird die Ladeleistung entsprechend reduziert. Dadurch lässt sich die vorhandene Anschlussleistung wesentlich effizienter nutzen. Eine entscheidende Frage bleibt jedoch offen:
Welches Fahrzeug soll wie viel von der verfügbaren Leistung erhalten?

Genau hier beginnt echtes Smart Charging.

Level 1: Prioritäten

Auf der ersten Stufe werden Fahrzeuge, Ladepunkte oder Nutzer unterschiedlich priorisiert. Ein Fahrzeug, das kurzfristig wieder benötigt wird, kann beispielsweise mehr Ladeleistung erhalten als ein Fahrzeug, das noch mehrere Stunden am Standort bleibt. Statt die Leistung nur gleichmäßig zu verteilen, entscheidet das System, welcher Ladebedarf wichtiger ist.

Level 2: Nutzerbezogene Steuerung mit State of Charge

Im nächsten Schritt wird der aktuelle Ladezustand des Fahrzeugs berücksichtigt. Ein Fahrzeug mit 15 Prozent State of Charge kann beispielsweise gegenüber einem Fahrzeug mit bereits 80 Prozent Ladezustand priorisiert werden.

Zusätzlich können individuelle Anforderungen berücksichtigt werden, beispielsweise:

• gewünschte Abfahrtszeit

• benötigte Energiemenge

• Ladepriorität

• individuelle Ladepräferenzen

Damit wird die Leistungsverteilung nicht mehr nur technisch, sondern nutzerbezogen gesteuert.

Level 3: Forecasting und Optimierung einzelner Nutzer

Echtes Smart Charging reagiert nicht ausschließlich auf den aktuellen Zustand. Es berücksichtigt auch, was voraussichtlich in den nächsten Stunden passieren wird. Historische Daten, Ladeverhalten, PV-Produktion, verfügbare Leistung und Nutzervorgaben können genutzt werden, um individuelle Ladepläne zu erstellen. Ein Fahrzeug muss dadurch nicht unmittelbar mit maximaler Leistung geladen werden. Wenn es noch mehrere Stunden am Standort steht, kann der Ladevorgang beispielsweise in einen Zeitraum mit höherer PV-Produktion oder geringerer Standortlast verschoben werden.

Das System beantwortet damit nicht nur die Frage, wer laden soll, sondern auch wann der optimale Ladezeitpunkt ist.

Level 4: Systemübergreifende Optimierung

Auf der höchsten Stufe wird nicht mehr nur ein einzelner Nutzer oder Ladepunkt betrachtet. Stattdessen werden unterschiedliche Systeme und Daten gemeinsam optimiert, beispielsweise:

• Netz- und Anschlussleistung

• Gebäudeverbrauch

• PV-Produktion

• Ladeinfrastruktur

• State of Charge der Fahrzeuge

• erwartete Abfahrtszeiten

• Nutzeranforderungen

• historische Verbrauchsdaten

Das Ziel ist eine gesamtheitliche Optimierung des Standorts. Aus einfachem Lastmanagement wird damit eine intelligente Steuerung von Energie, Fahrzeugen und Nutzern.

Ein weiterer Engpass: Blockierte Ladepunkte

Nicht nur die Anschlussleistung kann die Ladeinfrastruktur begrenzen. Auch eine schlechte Auslastung vorhandener Ladepunkte ist in vielen Unternehmen ein Problem. Ein typisches Beispiel: Ein Fahrzeug wird morgens angeschlossen und ist nach wenigen Stunden ausreichend geladen. Trotzdem bleibt es bis zum Feierabend am Ladepunkt stehen. Für andere Nutzer ist der Ladepunkt dadurch blockiert, obwohl eigentlich keine weitere Energie mehr benötigt wird.

Push Notifications verbessern die Auslastung

An dieser Stelle wird die Kommunikation mit dem Nutzer entscheidend. Ein intelligentes CPMS kann erkennen, wenn ein Fahrzeug ausreichend geladen ist oder ein Ladepunkt nicht mehr aktiv benötigt wird. Über Push Notifications kann der Nutzer beispielsweise informiert werden:

Ihr Fahrzeug hat den gewünschten Ladestand erreicht. Bitte geben Sie den Ladepunkt für andere Nutzer frei.

Dadurch kann die vorhandene Ladeinfrastruktur besser genutzt werden, ohne unmittelbar zusätzliche Ladepunkte installieren zu müssen.

Mehr Ladepunkte mit vorhandener Anschlussleistung betreiben

Die entscheidende Frage lautet deshalb nicht, ob jeder Ladepunkt jederzeit seine maximale Leistung abrufen kann. Entscheidend ist, ob die vorhandene Leistung intelligent verteilt wird.
Die Entwicklung führt dabei von:

Statischem Lastmanagement → dynamischem Lastmanagement → Priorisierung → SoC-basierter Steuerung → individuellem Forecasting → systemübergreifender Optimierung

Smart Charging verbindet Ladeinfrastruktur, Energieversorgung und Nutzer zu einem gemeinsamen System.

Smart Charging mit NeuraCharge

NeuraCharge kombiniert dynamisches Lastmanagement mit nutzerbezogenem Smart Charging. State of Charge, verfügbare Anschlussleistung, PV-Produktion, historische Daten und individuelle Ladepräferenzen können berücksichtigt werden, um Ladeleistung gezielt zu verteilen und individuelle Ladepläne zu erstellen. Durch Forecasting und Optimierungsalgorithmen wird Ladeinfrastruktur nicht nur reaktiv, sondern vorausschauend gesteuert. Gleichzeitig können Push Notifications Nutzer aktiv einbeziehen und dazu beitragen, blockierte Ladepunkte schneller wieder verfügbar zu machen.

So lässt sich vorhandene Anschlussleistung effizienter nutzen, die Auslastung der Ladeinfrastruktur erhöhen und eine größere Anzahl an Elektrofahrzeugen intelligent versorgen.