Was bewirkt ein Energiemanagement?

In diesem Infoguide erfahren Sie, wie einer Netzüberlastung beim Laden von Elektroautos mittels eines ausgeklügelten Lastmanagements vorgebeugt wird und weshalb ein Energiemanagement für Ladestationen im sogenannten “Smart-Grid” künftig sogar netzdienlich sein wird.

Mit einem Energiemanagementsystem wird längst nicht nur der lokale Netzanschluss vor Überlastungen geschützt – es spielt vielmehr hinsichtlich der Ladeeffizienz in der Elektromobilität eine wichtige Rolle und senkt für die Anwender(innen) somit gleichzeitig die Kosten beim Netzbetreiber. Vereinfacht gesagt handelt es sich beim Energiemanagement um ein intelligentes, softwarebasiertes System, mit dem beispielsweise die Ladeleistung von Elektroautos an der lokal zur Verfügung stehenden Stromleistung angeglichen werden kann.

 

Mit Bezug auf die Elektromobilität fällt häufig der Begriffs des sogenannten Lastmanagements. Hierbei handelt es sich um eine gezielte Steuerung des Energiebezugs einer Ladestation. Dabei wird zwischen zwei Varianten unterschieden, dem statischen und dem dynamischen Lastmanagement:


Statisches
Lastmanagement

  • Ein statisches Lastmanagement steuert die Ladestationen unabhängig vom Netzanschlusspunkt. Der Ladegruppe wird ein fixer Maximalwert vorgegeben, welcher nicht überschritten werden darf. Dieser Maximalwert wird zwischen den einzelnen Ladepunkten dynamisch aufgeteilt.

  • Anwendungsbereich: Leicht fluktuierende Gebäudelasten über den Tag ohne signifikante Lastspitzen im Jahr.
    Beispiel: Kundenparkplatz bei einem Modegeschäft


Dynamisches
Lastmanagement

  • Beim dynamischen Lastmanagement hingegen wird die aktuelle Last am Netzanschlusspunkt gemessen, während die freien verfügbaren Kapazitäten an die Ladegruppe kommuniziert werden. So kann der Netzanschlusspunkt zu jedem Zeitpunkt optimal ausgenutzt werden.

  • Anwendungsbereich: Stark fluktuierende Gebäudelasten über den Tag mit signifikanten Lastspitzen
    Beispiel: Mitarbeiterparkplatz bei einer Bäckerei mit morgendlichen Lastspitzen

Die Vorteile eines Lastmanagements

Netzanschluss schützen

Indem ausschließlich innerhalb der eingestellten Stromleistungsgrenze geladen werden kann, werden Stromausfälle durch eine Netzüberlastung verhindert.

Kosten reduzieren

Durch die Vermeidung von Lastenspitzen zu Stoßzeiten werden die Kosten gegenüber dem Netzbetreiber minimiert.

Effizienter Laden

Durch die Priorisierung bestimmter Ladegruppen kann eine schnelle Ladezeit auch bei kurzen Standzeiten gewährleistet werden.

Lastspitzenkappung

Die obige Grafik bildet den Leistungsbezug eines Gebäudes in Kombination mit einem Ladepark sowohl ohne, als auch mit einem Lastmanagement ab.

Der Leistungsbezug des Gebäudes liegt in der Spitze bei maximal 100 Kilowatt. Wenn nun mehrere Autos gleichzeitig laden, wird – ohne Lastmanagement – der verfügbare Netzanschluss von 150 Kilowatt überschritten (dunkelgrüner Bereich). Dies führt zu erheblichen Kosten und kann zu Überlastungen im Netz führen.

Mithilfe eines dynamischen Lastmanagements wird die Netzanschlussleistung von 150 Kilowatt nicht überschritten, da die Ladeleistung gedrosselt und verteilt wird (hellgrüner Bereich). Sinkt der Verbrauch im Gebäude, werden die Ladestationen mit mehr Energie versorgt, jedoch ohne dabei Maximalleistung von insgesamt 150 Kilowatt zu überschreiten.

Netzdienlichkeit

Mit der steigenden Anzahl von Ladestationen für Elektrofahrzeuge erhöht sich auch die Last im Stromnetz.

Dies kann im schlimmsten Fall auf lokaler Ebene dazu führen, dass Netzbereiche, in denen sehr viele Ladepunkte errichtet werden, der erhöhten Stromlast nicht standhalten können. So kann es zu Stromausfällen und sogar zu Schäden am Stromnetz kommen. Um solch einem Szenario vorzubeugen, können Netzbetreiber die zusätzliche Last durch Ladestationen ferngesteuert kontrollieren.

Derzeit können Netzbetreiber die Ladestationen über einen Rundsteuerempfänger steuern – hiermit kann der Netzbetreiber im Fall einer temporär zu großen Last den Ladevorgang bei Bedarf pausieren und wieder fortsetzen, sobald ausreichend Kapazität im Stromnetz vorhanden ist.

Zukünftig sollen Verbrauchseinrichtungen, wie z.B. die Ladeinfrastruktur, durch eine intelligente Steuerung kontrolliert werden. Diese intelligente Steuerung ermöglicht dann nicht nur das Pausieren eines Ladevorgangs, sondern auch die gezielte Drosselung der Ladeleistung. Beim Kauf einer Ladestation sollte also schon heute auf die Kompatibilität mit einer intelligenten Steuereinheit geachtet werden!

Beim Stromnetz der Zukunft spielen Elektroautos eine zentrale Rolle bei der dezentralen Energieversorgung. Denn dank ihres Energiespeichers eignen sie sich auch dafür, den geladenen Strom bidirektional zu nutzen – so kann Strom nicht nur in den Akkus gespeichert, sondern bei Bedarf auch wieder für den privaten Haushalt genutzt oder in das Stromnetz zurück eingespeist werden. Wie der Betrieb des Stromnetzes der Zukunft, auch “Smart Grid” genannt, in der Praxis funktioniert, veranschaulicht die RWTH Aachen in diesem Videoclip.

Solarstrom und PV-Anlagen

Bei der Elektrifizierung eines Fuhrparks wird für das Laden der Fahrzeuge viel Energie benötigt. Daher ist die intelligente Anbindung der Ladeinfrastruktur an das eigene Stromnetz enorm wichtig. Mit der Einspeisung des Solarstroms aus der eigenen PV-Anlage kann eine erhebliche Reduzierung der Stromkosten erreicht werden. Gerne beraten wir Sie für eine optimale Planung. Für die Umsetzung steht Ihnen unser Netzwerk ausgewählter Partner-Firmen zur Verfügung.

Sektorenkopplung

Eine ganzheitliche Betrachtung der Sektoren Elektrizität, Wärmeversorgung (bzw. Kälte), Verkehr und Industrie kann mit Hilfe von energieeffizienten Technologien wie Wärmepumpen, KWK-Anlagen oder Elektroautos eine deutliche Senkung des Energieverbrauchs erzielen. Wenn ein großer Anteil erneuerbarer Energien eingespeist wird, entstehen Synergieeffekte. So trägt die Sektorenkopplung aktiv dazu bei, die Energiewende voranzutreiben und die Klimaschutzziele zu erreichen.