Last - und Lademanagement

E-Mobility-Lösungen für jede Anwendung

Im letzten Jahr erfuhr der Markt für Elektrofahrzeuge einen regelrechten Schub. Wer sich im aussergewöhnlichen Jahr 2020 noch ein Auto leisten wollte, entschied sich vermehrt für die umweltfreundliche Variante. Bei 14,3 % aller Schweizer Neuzulassungen im letzten Jahr handelte es sich um elektrisch betriebene Fahrzeuge mit Batteriespeicher oder um Plug-In-Hybride (Hybridfahrzeuge mit externer Lademöglichkeit). Mit dieser Entwicklung wird auch der weitere Ausbau von der Ladeinfrastruktur immer omnipräsenter werden. Wir zeigen Ihnen einen Überblick über die Lösungen und für welche Anwendungen sie geeignet sind.

«Um ein elektrisches Fahrzeug oder ein Hybridfahrzeug aufzuladen braucht es doch nur Strom – meine gewöhnliche Steckdose in der Garage reicht dafür aus». Dieser Gedanke bewahrheitet sich leider nicht und es gibt eine Vielzahl an Gründen, wieso man Elektroautos nicht an normalen Steckdosen, sondern an dafür ausgelegten Ladestationen laden sollte. An herkömmlichen Steckdosen wird der Ladestrom aus Sicherheitsgründen meist durch das Fahrzeug automatisch gedrosselt und sorgt für lange Ladezyklen. Auch sind Haushaltsteckdosen nicht für eine hohe Dauerbelastung vorgesehen und es kann gerade bei älteren zu Bränden führen. Für die zwingend notwendige Kommunikation zwischen Fahrzeug und Gebäude ist die Haushaltssteckdose nicht ausgelegt. Auch eine abgestimmte Regulierung des verfügbaren Stroms bei mehreren ladenden Elektroautos ist nur durch intelligente Ladestationen möglich.

Last- und Lademanagement

Mit der Weiterentwicklung der Fahrzeugbatterien und der Verbreitung der elektrischen Fahrzeuge ergaben sich neue Herausforderungen. Wie soll der benötigte Strom eingesetzt werden, ohne dass Lastspitzen im Stromnetz entstehen? Wie können mehrere Autos geladen werden, ohne dass Abstriche im Haushalt in Kauf genommen werden müssen? Die Antwort darauf heisst Last- und Lademanagement:

Das Lastmanagement betrifft die Gebäudeseite und zielt darauf ab, allfällige Lastspitzen in der Gebäudeinstallation zu vermeiden und den verfügbaren Strom zu verteilen. Solche Überlasten können z. B. in Garagen schnell entstehen, wenn gleichzeitig mehrere Elektroautos laden.

Das Lademanagement hingegen kümmert sich darum, wie der verfügbare Strom verwendet wird, sprich die Regelung der Ladeleistung je Station. Bei parallelen Ladevorgängen wird somit die maximal verfügbare Strommenge auf die verschiedenen Ladepunkte aufgeteilt. Bei Anschlüssen in Wohnhäusern werden zudem tägliche Verbrauchsgeräte wie Licht, Heizung und Kühlschrank priorisiert behandelt.

Vorteile des Lademanagements

• Höhere Auslastung, da die Aussenleiter symmetrisch belastet werden

• Höhere Betriebssicherheit

• Nutzerzufriedenheit, da keine Einschränkungen beim Laden

• Keine Überdimensionierung der Installation

• Erweiterungen eines Ladeparks problemlos möglich

• Keine Verstärkung der Anschlussleistung notwendig

Beim Lademanagement unterscheidet man zwischen statisch und dynamisch.

Das statische Lademanagement ist einfach: Es wird eine maximale Gesamtladeleistung definiert, die auf die Ladepunkte verteilt wird. Wird die Leistung überschritten, wird die Ladeleistung aller aktiven Ladepunkte gleichzeitig reduziert.

Dynamisches Lademanagement hingegen verwendet eine variable maximale Gesamtladeleistung. Diese wird hierbei durch andere Verbraucher am gleichen Netzanschluss beeinflusst (z. B. bei Mehrfamilienhäusern). Verändert sich der Bedarf der Verbraucher, wirkt sich dies direkt auf die verfügbare Ladeleistung und somit auch auf das Lademanagement aus. Mit wieviel Leistung die Fahrzeuge laden können, ist deshalb dynamisch.

Generell halten wir fest, dass ein Last- und Lademanagement bei Infrastrukturen mit mehreren Ladepunkten sinnvoll ist, weil man hier sonst schnell an die Grenzen der Netzversorgung stösst und somit die Elektroinstallation gefährdet. Bei der Entscheidung, welches Lademanagement installiert werden soll, muss jeder Anwendungsfall individuell betrachtet werden.

In unserem Journal 01/21 finden Sie eine Grafik, die Ihnen die verschiedenen Anwendungsbeispiele näherbringt.