Wichtige Erkenntnisse
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Was ist intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen?
Intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen nutzt Software, um aktiv zu steuern, wann und wie Elektrofahrzeuge innerhalb der verfügbaren Standort- und Netzkapazität geladen werden. Anstatt standardmäßig mit maximaler Leistung zu laden, optimiert intelligentes Laden das Ladeverhalten, um Energiekosten zu senken, eine Überlastung des Netzes zu verhindern, die Betriebszeit zu verbessern und die Teilnahme an Versorgungsprogrammen zu unterstützen – und dabei dennoch die Ladeanforderungen der Fahrer zu erfüllen.
Warum ist intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen wichtig?
Die Einführung von Elektrofahrzeugen schreitet immer schneller voran. Weltweit sind mehr als 60 Millionen Elektroautos unterwegs, gegenüber 26 Millionen im Jahr 2022. Bis 2030 werden Elektrofahrzeuge voraussichtlich etwa 2,5 % des weltweiten Strombedarfs ausmachen (in Europa etwa 4 %), was die bereits überlasteten lokalen Verteilungsnetze zusätzlich belastet.
Während Versorgungsunternehmen daran arbeiten, Netzwerke zu verstärken und Kapazitäten zu erweitern, sehen sich Entwickler von Hochleistungs-Ladestationen für Elektrofahrzeuge oft mit langen Wartezeiten für Genehmigungen, Netzanschlüsse und Netzausbauten konfrontiert. Diese Kluft zwischen steigender Nachfrage nach Lademöglichkeiten für Elektrofahrzeuge und dem Ausbau des Stromnetzes verzögert die Inbetriebnahme neuer Schnellladestationen.
Intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen hilft Netzbetreibern, diese Einschränkungen zu bewältigen, indem sie steuern, wann und wie Fahrzeuge aufgeladen werden. Durch die Optimierung des Energieverbrauchs vor Ort und die Reaktion auf Netz- und Preissignale ermöglicht intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen den Netzbetreibern, das Laden von Elektrofahrzeugen zu skalieren, ohne die Infrastruktur zu überlasten oder die Energiekosten zu erhöhen.
Wie funktioniert intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen?
Intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen wird durch eine zentralisierte Plattform für das Lademanagement von Elektrofahrzeugen ermöglicht. Intelligente Ladegeräte für Elektrofahrzeuge kommunizieren mit der Plattform, dem Fahrzeug und möglicherweise auch mit dem Stromversorger. Durch den Datenaustausch zwischen diesen Kommunikationskanälen steuert die Plattform den Stromfluss an einem Standort und nutzt dabei Techniken wie:
- Dynamischer Lastausgleich: Verteilung der für das Laden von Elektrofahrzeugen verfügbaren elektrischen Kapazität nach vorkonfigurierten Prioritätskriterien.
- Spitzenlastabdeckung: Reduzierung der für das Laden von Elektrofahrzeugen zugewiesenen Strommenge, um nicht verwaltete Lasten aufzunehmen und Verbrauchsspitzen zu vermeiden
- Verlagerung erneuerbarer Lasten: Nutzung erneuerbarer Energien und lokaler Batteriespeicher
- Dynamische Preisoptimierung: Integration in die Energiemärkte, um auf Day-Ahead-Märkten und bei stündlichen Spotpreisen mitzubieten
Im Wesentlichen sorgt das Ladepunktmanagementsystem (CPMS) dafür, dass die richtige Energiemenge optimal aus der richtigen Quelle verbraucht wird und zum richtigen Zeitpunkt zum richtigen Stromverbraucher gelangt.
Was sind die Vorteile des intelligenten Ladens von Elektrofahrzeugen?
Intelligentes Laden für Elektrofahrzeuge bietet erhebliche Vorteile für das gesamte EV-Ladeökosystem – vom Stromversorger bis hin zu den einzelnen EV-Fahrern. Es optimiert und stabilisiert den Energiefluss innerhalb eines ausgeglichenen Netzes und gewährleistet gleichzeitig einen zuverlässigeren Service und eine höhere Stromqualität.
1. Begrenzte Standortkapazität überwinden
Beim intelligenten Laden von Elektrofahrzeugen nutzt die Ladepunkt-Management-Software (CPMS) dynamischen Lastausgleich, um die für das Laden von Elektrofahrzeugen verfügbare Energie zu verteilen und sicherzustellen, dass alle Fahrzeuge entsprechend vorab konfigurierten Prioritätskriterien einen Anteil der verfügbaren Kapazität erhalten.
Beispielsweise kann ein Fahrer, der einen Premium-Tarif bei einem Ladenetzwerk abonniert hat, einen größeren Anteil der verfügbaren Leistung erhalten, aber selbst ein „Gast“, der das Netzwerk nutzt, kann weiterhin laden, wenn auch langsamer.
Dynamische Anpassung der Lastverteilung entsprechend der Anzahl und Art der ladenden Fahrzeuge (oder Teilnehmer):
- macht statische Leistungsbegrenzungen für einzelne Ladegeräte überflüssig
- ermöglicht Netzbetreibern, bis zu sechsmal so viele Elektrofahrzeuge an einem Standort aufzuladen
- vermeidet die Modernisierung der elektrischen Infrastruktur
2. Vermeiden Sie das Auslösen von Leistungsschaltern und Leistungsgebühren
Wenn ein Thermostat die Klimaanlage eines C-Stores in Betrieb setzt, kann der Stromverbrauch des Standorts Spitzenwerte erreichen. Sind alle Ladegeräte gerade belegt, könnte dies zu einem Ausfall der Sicherungen und damit zu einem Ausfall des gesamten Standorts führen.
Um ein solches Szenario zu vermeiden, nutzt ein CPMS Peak Shaving, um die für das Laden von Elektrofahrzeugen zugewiesene Strommenge zu reduzieren, sodass der Standort:
- nicht verwaltete Lasten wie Klimaanlagen oder eine Autowaschanlage aufnehmen
- die vertraglich vereinbarte Spitzenkapazität nicht überschreiten
- Vermeidung kostspieliger Grundgebühren für Versorgungsleistungen
3. Erhöhung der Energieversorgungssicherheit von EV-Ladestationen
Lokale erneuerbare Energiequellen und Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) können in Zeiten hoher Nachfrage als Notstromversorgung dienen und das Stromnetz ergänzen. Dadurch wird eine EV-Ladestation energieunabhängiger und gewährleistet die Kontinuität des Betriebs, sodass Fahrer ein nahtloses Ladeerlebnis genießen können.
Selbst bei einem Stromausfall kann die Anlage weiterhin Elektrofahrzeuge mit erneuerbarer Energie und der im BESS gespeicherten Energie aufladen, solange diese verfügbar sind.
4. Geringere Energiekosten
Erneuerbare Energien und BESS vor Ort spielen ebenfalls eine entscheidende Rolle bei der Senkung der Energiekosten für den Standortbetreiber. Durch die detaillierte Steuerung, wie und wann Energie für den Verbrauch vor Ort bezogen wird, kann das CPMS bei hohen Netzstrompreisen erneuerbare Energien und lokale BESS bevorzugen und die BESS bei niedrigen Netzstromkosten wieder auffüllen.
Ebenso kann der Netzbetreiber durch die Integration in die Energiemärkte das CPMS nutzen, um Energie aus dem Netz günstiger zu beziehen, indem er sowohl auf Day-Ahead-Märkten als auch auf stündlichen Spotmärkten bietet.
5. Einnahmen generieren
Für Betreiber von Ladestationen, Convenience-Stores und Kraftstoffhändler, die höhere Gewinnspannen anstreben, kann intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen dazu beitragen, zusätzliche Einnahmen zu generieren, indem:
- Reduzierung des Stromverbrauchs aus dem Netz bei Lastmanagementereignissen. Durch die Deckung des Bedarfs aus vor Ort erzeugter erneuerbarer Energie und BESS können Betreiber von Versorgungsunternehmen eine Vergütung für die Erfüllung vertraglicher Vereinbarungen erhalten, die den Netzausgleich unterstützen.
- Teilnahme an Märkten für Energieflexibilität. Dank der schnellen Reaktionszeiten eines vor Ort installierten Controllers können Betreiber den Energiebezug aus dem Netz reduzieren, wenn ein Gebot aktiviert wird, während überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen oder aus BESS-Speichern zurück ins Netz verkauft werden kann, um zusätzliche Einnahmequellen zu schaffen.
6. Unzuverlässige Internetverbindungen entschärfen
EV-Ladegeräte kommunizieren über das Internet mit dem Backend-CPMS, wobei es sich um eine kabelgebundene Verbindung oder eine Verbindung über das Mobilfunknetz handeln kann. In beiden Fällen ist das Internet keine äußerst zuverlässige Ressource und kann ausfallen. In diesem Szenario sind die Ladegeräte offline und werden effektiv zu unkontrollierten Lasten.
Durch die Vorkonfiguration der Ladegeräte zur Begrenzung der Stromaufnahme im Falle einer Kommunikationsstörung kann der Netzbetreiber sicherstellen, dass alle Ladegeräte weiterhin funktionieren, ohne die elektrische Kapazität des Standorts zu überschreiten oder hohe Spitzenlasten zu verursachen.
7. Erhöhung der Netzstabilität
Auch Energieversorger profitieren vom intelligenten Laden von Elektrofahrzeugen. Durch die Verringerung des Bedarfs an zusätzlicher Stromkapazität ermöglicht das intelligente Laden von Elektrofahrzeugen den Energieversorgern, kostspielige Netzaufrüstungen, die sonst zur Unterstützung des exponentiellen Wachstums der Elektrofahrzeugnutzung erforderlich wären, aufzuschieben oder sogar ganz zu vermeiden. Demand-Response-Programme, zeitabhängige Anreize, Flexibilitätsmärkte und vieles mehr werden durch das intelligente Laden von Elektrofahrzeugen erleichtert und tragen dazu bei, das Netz auch in Zeiten von Spitzenlasten stabil und ausgeglichen zu halten.
8. Unterstützung der Elektrifizierung der Flotte
Flotten gehören zu den ersten Anwendern von Elektrofahrzeugen, was auf die Gesamtbetriebskosten, Emissionsvorschriften und regulatorischen Maßnahmen in den USA und Europa zurückzuführen ist. Mit zunehmender Elektrifizierung der Flotten hilft intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen den Flottenbetreibern dabei:
- Unterstützung von mehr Fahrzeugen in Depots innerhalb der bestehenden Netzkapazität
- Energiekosten und Spitzenbedarf senken
- Verbesserung der Energieversorgungssicherheit durch intelligentere Nutzung der verfügbaren Energie
- Ausbau der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge ohne sofortige Netzaufrüstung
Warum ist intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen für Netzbetreiber eine Notwendigkeit?
Da die Verbreitung von Elektrofahrzeugen zunimmt und die Einschränkungen des Stromnetzes immer dringlicher werden, ist intelligentes Laden für Elektrofahrzeuge nicht nur ein Vorteil, sondern eine Notwendigkeit.
- Es ermöglicht Netzbetreibern eine effiziente Skalierung.
- Es ermöglicht Flotten, Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.
- Es hilft Versorgungsunternehmen, die Netzstabilität bei steigender Nachfrage aufrechtzuerhalten.
Durch intelligentes Energiemanagement, Anpassung an Echtzeitbedingungen und Erschließung neuer Einnahmequellen ist intelligentes Laden der Schlüssel zur Umwandlung des Ladesystems für Elektrofahrzeuge in eine widerstandsfähige, skalierbare und wirtschaftlich tragfähige Infrastruktur.
Welche Kommunikationsstandards gelten für das intelligente Laden von Elektrofahrzeugen?
Intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen basiert auf offenen Kommunikationsstandards, um sicheres, interoperables Laden über intelligente Ladestationen, Elektrofahrzeuge und Netzwerke hinweg zu ermöglichen. Diese Standards ermöglichen es Ladegeräten für Elektrofahrzeuge, Daten mit Ladenetzwerken und Fahrzeugen auszutauschen, um diese zu überwachen, zu steuern und an Versorgungsprogrammen teilzunehmen.
| Standard | Was es ermöglicht | Warum es für intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen wichtig ist |
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OCPP- |
Kommunikation zwischen Ladestationen und dem Ladenetzwerk | Ermöglicht die Fernüberwachung und -steuerung von Ladestationen, einschließlich Sitzungsmanagement und Anpassung der Ladeleistung im gesamten Netzwerk. |
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ISO 15118 |
Sichere Kommunikation zwischen dem Elektrofahrzeug und der Ladestation | Unterstützt automatische Authentifizierung, sichere Kommunikation und ist bereit für bidirektionales Laden und V2G. |
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OpenADR |
Kommunikation zwischen Ladesystemen und Versorgungsunternehmen | Ermöglicht es Ladesystemen, auf Preissignale der Versorgungsunternehmen und Lastmanagementereignisse zu reagieren. |
| OSCP- (Open Smart Charging Protocol) |
Kommunikation zwischen dem CPMS und Standort- oder Netz-Energiemanagementsystemen | Kommuniziert eine Prognose der verfügbaren lokalen Netzkapazität und ermöglicht ein kapazitätsbasiertes intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen. |
Wie unterscheidet sich intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen vom unkontrollierten Laden?
Unmanaged Charging bedeutet, dass Fahrzeuge sofort mit voller Leistung zu laden beginnen, ohne dass eine Softwaresteuerung oder -koordination stattfindet. Smart EV Charging ist Managed Charging, bei dem Software eingesetzt wird, um die Ladeleistung und den Zeitpunkt des Ladevorgangs auf der Grundlage der Strombegrenzungen vor Ort, der Netzbedingungen und der nicht verwalteten Lasten zu steuern, damit Betreiber Überlastungen vermeiden, Kosten senken und den Ladevorgang effizient skalieren können.
Wie lässt sich das intelligente Laden von Elektrofahrzeugen mit dem Lastausgleich beim Laden von Elektrofahrzeugen und intelligentem Energiemanagement vergleichen?
Intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen, Lastenausgleich beim Laden von Elektrofahrzeugen und intelligentes Energiemanagement sind eng miteinander verbunden, erfüllen jedoch unterschiedliche Funktionen.
- Intelligentes Energiemanagement gleicht den gesamten Energieverbrauch des Standorts über den Tag hinweg aus , wobei der Schwerpunkt auf der Optimierung des Energieverbrauchs liegt, um Kosten zu senken und gleichzeitig den gesamten Energiebedarf einer EV-Ladestation zu decken.
- Lastenausgleich beim Laden von Elektrofahrzeugen ist Teil des intelligenten Energiemanagements und betrifft insbesondere die Verteilung der verfügbaren Energie auf die derzeit ladenden Fahrzeuge.
- Intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen umfasst Funktionen wie den Lastausgleich beim Laden von Elektrofahrzeugen, Spitzenlastabdeckung und vieles mehr, indem es auf Netzbedingungen, Preissignale und lokale Energieressourcen reagiert, um den Ladevorgang zu optimieren.
Auf welche Signale reagiert das intelligente Laden von Elektrofahrzeugen?
Intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen reagiert auf Signale aus dem Stromnetz, Preisgestaltung und Standort, um die Ladeleistung und den Zeitpunkt innerhalb der verfügbaren Kapazität zu steuern.
- Netzkapazitätsgrenzen, die festlegen, wie viel Strom an einem Standort verfügbar ist
- Nutzungszeit- und Echtzeit-Strompreise die sich auf die Kosten für das Laden von Elektrofahrzeugen
- Ereignisse zur Nachfragesteuerung die von Versorgungsunternehmen ausgelöst werden, um die Last zu reduzieren oder zu verlagern
- Vor-Ort-Stromerzeugung und BESS Verfügbarkeit, die das Stromnetz ergänzen kann
Ist intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen für das Schnellladen mit Gleichstrom erforderlich?
Obwohl dies für das DC-Schnellladen nicht unbedingt erforderlich ist, ist intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen in der Praxis unerlässlich, da die Leistungsstufen und die Komplexität der Standorte zunehmen. Da DC-Schnellladegeräte einen erheblichen Stromverbrauch haben, hilft intelligentes Laden dabei, Standortbeschränkungen zu verwalten, Überlastungen zu vermeiden, Kosten zu kontrollieren und einen zuverlässigen Betrieb in großem Maßstab zu unterstützen.
Wie lässt sich intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen auf bidirektionales Laden anwenden?
Das bidirektionale Laden hängt von einer Softwaresteuerung ab, die regelt, wann Fahrzeuge Strom beziehen und wann Energie vom Fahrzeug zurückfließen kann. Intelligentes EV-Laden ermöglicht diese Steuerung, indem es das Laden und den Energieexport mit den Strombegrenzungen vor Ort, den Netzbedingungen und den Versorgungsprogrammen koordiniert und so Vehicle-to-Grid (V2G), Vehicle-to-Home (V2H) und umfassendere V2X-Anwendungsfälle ermöglicht.
Wie unterstützt Driivz das intelligente Laden von Elektrofahrzeugen?
Die intelligente EV-Ladelösung von Driivz unterstützt eine Vielzahl von Standortkonfigurationen, darunter verschiedene EV-Ladestationsmodelle, erneuerbare Energiequellen, BESS und nicht verwaltete Lasten. Durch die Verwendung offener Standards wie OCPP, ISO 15118 und OpenADR ermöglicht Driivz interoperable Ladevorgänge, die Teilnahme an Versorgungsprogrammen und die Bereitschaft für bidirektionales Laden. Die Lösung ist von einzelnen Standorten bis hin zu großen Netzwerken mit mehreren Standorten skalierbar.
