Last­ma­nage­ment für Ladein­fra­struktur –
Gezielte Leis­tungs­steue­rung für mehrere Lade­säulen

Hierbei handelt es sich um die tech­nisch einfachste und kosten­güns­tigste Möglich­keit, mehrere Lade­punkte mit einer ausrei­chenden Ener­gie­ver­sor­gung zu beauf­schlagen. Dazu wird im Vorfeld eine maxi­male Lade­leis­tung defi­niert, die bei voller Auslas­tung der gesamten Ladein­fra­struktur insge­samt genutzt werden kann. Dies geschieht entweder über einen zwischen­ge­schal­teten Last­ma­nage­ment Controller oder in Form eines getrennt abge­si­cherten Netz­an­schlusses nur für die Lade­punkte.

Dabei werden alle belegten Lade­punkte gleich­be­rech­tigt mit derselben Leis­tung versorgt. Je mehr Fahr­zeuge ange­schlossen sind, desto weniger Leis­tung bekommt jedes davon – aber immer dieselbe Leis­tungs­menge. Unbe­rück­sich­tigt bleiben jedoch andere Verbrau­cher dieses Strom­netzes.

Was sich durch ein Umleiten der insge­samt verfüg­baren Strom­menge aller­dings nicht effi­zi­enter regeln lässt, sind

• ein sehr geringer Lade­strom­be­darf,
• ein die vorge­se­hene Leis­tung über­schrei­tender Lade­strom­be­darf,
• ein extrem geringer Gebäu­de­strom­be­darf sowie
• ein sehr hoher Gebäu­de­strom­be­darf.

Es handelt sich trotz der Steue­rung um ein stati­sches System, das jedoch für klei­nere Stand­orte mit wenigen Lade­sta­tionen für Elek­tro­autos meist völlig genügt.

Dies stellt die intel­li­gen­tere, aber ebenso tech­nisch aufwen­di­gere Heran­ge­hens­weise dar. Die Lade­säulen und das rest­liche Strom­netz gehören ohne weitere Unter­tei­lung zusammen. Dadurch gibt es keine defi­nierte Ober­grenze für den Lade­strom­ver­brauch wie beim stati­schen Lasten­ma­nage­ment. Fest­ge­legt ist ledig­lich die maxi­male Strom­menge dieses Netzes, defi­niert durch den Strom­an­schluss. Ab dem Gebäu­de­an­schluss lassen sich die zur Verfü­gung stehenden Strom­mengen deshalb über einen Last­ma­nage­ment Controller dyna­misch verteilen.

Benö­tigt das Gebäude aktuell beispiels­weise sehr wenig Leis­tung, können die intel­li­genten Wall­boxen mit Lade­strömen versorgt werden, die dicht am Leis­tungs­ma­ximum des gesamten Gebäu­de­an­schlusses liegen. Umge­kehrt ist es möglich, den Lade­strom­be­darf bei geringer Fahr­zeug­aus­las­tung zu mini­mieren, sodass die gesamte Anschluss­leis­tung nur anderen Verbrau­chern zur Verfü­gung steht. Zudem wird die fahr­zeug­spe­zi­fisch benö­tigte Lade­leis­tung ständig gemessen und entspre­chende Über­schüsse verteilt.

Diese Lösung ist vor allem für Stand­orte mit vielen Lade­säulen sowie insge­samt stark unter­schied­li­chen Verbräu­chen im Tages­ver­lauf inter­es­sant.

Bei dieser Vorge­hens­weise können sich bestimmte Fahr­zeuge gegen­über der Lade­säule iden­ti­fi­zieren oder werden durch die Betreiber der Ladein­fra­struktur vorde­fi­niert. Sie werden dadurch prio­ri­siert behan­delt, bekommen also mehr Lade­strom zur Verfü­gung gestellt als andere gleich­zeitig ange­schlos­sene oder nach­fol­gende Fahr­zeuge. Gege­be­nen­falls können die Prio­ri­täts­fahr­zeuge sogar die einzigen Abnehmer sein, die Lade­strom erhalten. Diese Technik soll sicher­stellen, dass für bestimmte Benutzer in Anbe­tracht der jewei­ligen Auslas­tung des Strom­netzes immer ein Maximum an Lade­strom zur Verfü­gung steht.

So können beispiels­weise in Unter­nehmen mit Lade­säulen für Mitar­beiter- und betrieb­lich genutzte Fahr­zeuge letz­tere prio­ri­siert behan­delt werden, da diese typi­scher­weise nur gerin­gere Zeit zum Aufladen zur Verfü­gung haben.

Fahr­plan­ba­siertes Lasten­ma­nage­ment

Eine Abwand­lung des prio­ri­sierten Lasten­ma­nage­ments ist das fahr­plan­ba­sierte Manage­ment. Hierbei wird die Lade­leis­tung anhand von zuvor erstellten und jeder­zeit änder­baren Fahr­plänen defi­niert. Dadurch bekommen alle ange­schlos­senen Fahr­zeuge den Lade­strom, den sie ange­sichts ihres Lade­standes und der geplanten Abfahrts­zeit benö­tigen.

Hierbei steht für die gesamte Ladein­fra­struktur wieder ein maxi­maler Leis­tungs­wert des Anschlusses der Lade­säulen oder des gesamten Gebäudes zur Verfü­gung. Gleich­zeitig wird jedoch entweder ein Mini­mal­wert der an den einzelnen Lade­punkten flie­ßenden Strom­menge defi­niert, oder es wird eine maxi­male Anzahl von gleich­zeitig mögli­chen Lade­vor­gängen fest­ge­legt. Durch eine intel­li­gente Steue­rung ist das aller­dings flexibel reali­sierbar, beispiels­weise über die jewei­lige Uhrzeit oder die Menge anderer Verbräuche im Strom­netz.

Es können dadurch nur so viele Fahr­zeuge gleich­zeitig geladen werden, wie durch die Anla­gen­be­treiber vorge­geben wird. Neu hinzu­kom­mende Fahr­zeuge können zwar ange­schlossen werden. Sie erhalten jedoch erst dann Strom, wenn ein bereits länger aufla­dendes Elek­tro­auto diesen Vorgang beendet hat. Entweder, weil der Akku voll­ge­laden ist oder die Lade­ver­bin­dung getrennt wird.

Bei der gere­gelten Lade­leis­tung steht der gesamten Ladein­fra­struktur eine defi­nierte Maxi­mal­menge an Strom zur Verfü­gung. Das Last­ma­nage­ment arbeitet auf eine Weise, durch die die Lade­leis­tung auf die aktu­ellen Anfor­de­rungen der ange­schlos­senen Fahr­zeuge zurecht­ge­schnitten wird.

Somit ist es beispiels­weise möglich, die Lade­leis­tung für ein Fahr­zeug mit stei­gendem Lade­stand seines Akkus zu vermin­dern, wenn plötz­lich die Lade­sta­tion ein Elek­tro­auto versorgen muss, das mit leerem Ener­gie­spei­cher ange­schlossen wird. Dadurch kann dieses Fahr­zeug eine größere Lade­leis­tung beziehen.