Gesteuertes AC-Laden für Gebäude, Flotten und Ladenetze

Fünf Steuerungsvarianten innerhalb zweier Betriebsmodelle

Grundsätzlich ist ein Standort entweder ungesteuert oder gesteuert. Innerhalb des gesteuerten Modells unterscheiden sich die Varianten danach, was sie messen und wie schnell sie reagieren. Jede zusätzliche Fähigkeit bringt auch einen Fehlerfall mit, der vor der Entscheidung verstanden werden sollte.

Phasenausgleich

Einphasige Ladestationen an einem dreiphasigen Anschluss belasten jeweils nur eine Phase. Bei schlechter Verteilung erreicht eine Phase ihr Limit, während zwei andere kaum genutzt werden. Eine phasenbewusste Zuteilung erschließt Kapazität, die ein einfaches Gesamtstrombudget ungenutzt lässt.

Priorisierung ist eine betriebliche Entscheidung

Sobald Kapazität knapp ist, lädt mindestens ein Fahrzeug langsamer. Ob dies Besucher statt Mieter, Fahrzeuge mit kurzer statt langer Standzeit oder ein Flottenfahrzeug mit geringer Priorität statt des zuerst ausrückenden Fahrzeugs betrifft, ist eine Geschäftsregel. Das System sollte Ihre Regel umsetzen und keine eigene aufzwingen.

Was RIOD bereitstellt

Die Strombegrenzung je Ladestation ist Bestandteil der ausgelieferten Firmware. Standortweites dynamisches Lastmanagement wird über das RIOD CSMS bereitgestellt. Die Integration eines Lastmanagementsystems eines Drittanbieters ist als kundenspezifische Entwicklung möglich.

Was in Wohnanlagen tatsächlich geschieht

Wohnanlagen zeigen unter den von uns betriebenen AC-Standorten die höchste Auslastung, konzentriert auf die Nacht. Genau das ist die schwierige Stelle: Zu der Zeit, in der alle Bewohner laden möchten, kann das Gebäude die zusätzliche Last am schlechtesten aufnehmen.

Die übliche Antwort ist eine Verstärkung des Anschlusses. Häufig ist es günstiger, stattdessen die Last zeitlich zu verschieben. Unsere Ladestationen speichern einen Zeitplan. Dadurch lässt sich das Laden aus einer definierten Abendspitze heraushalten, währenddessen mit reduziertem Strom fortsetzen und in den folgenden Stunden abschließen. Wer um 19 Uhr einsteckt und um 7 Uhr abfährt, interessiert sich nicht dafür, in welcher dieser zwölf Stunden die Energie übertragen wurde.

Die zweite Einschränkung in Wohnanlagen ist die Verbindung. In Tiefgaragen und Parkdecks ist Mobilfunk häufig unzuverlässig. Eine Ladestation, die für jede Autorisierung ein Backend benötigt, fällt dort aus. Unsere Geräte arbeiten in einem Community-Modus, in dem Laden und Zugangskontrolle auch vollständig offline lokal funktionieren. Nach der Wiederverbindung werden die Daten abgeglichen.

Was die Ausfallrate für einen Managed Service bedeutet

Wer Ladestationen im Auftrag eines Kunden betreibt, verpflichtet sich zur Verfügbarkeit. Deshalb muss genau unterschieden werden, was tatsächlich ausfällt.

Geräteausfälle in unserer installierten AC-Flotte liegen bei ungefähr 0,5 Prozent, also bei etwa einem von zweihundert Geräten. Diese Zahl bestimmt die Größe des Ersatzteilbestands.

Sie bestimmt jedoch nicht den Umfang des Service, denn die meisten als Ladestationsfehler gemeldeten Probleme liegen nicht an der Ladestation.

• Die Versorgung: ein vorgelagertes Schutzgerät hat ausgelöst oder dem Standort fehlt genau zur Zeit des höchsten Ladebedarfs die Leistungsreserve
• Die Installation: Erdung, Kabelanschluss oder ein Schutzgerät, das für die falsche Aufgabe ausgewählt wurde
• Das Fahrzeug: ein schlecht aushandelndes Onboard-Ladegerät oder eine Erwartung des Fahrers, die technisch nie erreichbar war

Jeder Fall muss zunächst diagnostiziert werden, bevor er an die tatsächlich verantwortliche Partei übergeben werden kann. Ein Standort wird vor allem dann gut betrieben, wenn diese Ursachen schnell, remote und vor dem Einsatz eines Technikers unterschieden werden.

Gesteuert oder ungesteuert – die grundlegende Entscheidung

Es gibt zwei grundlegende Betriebsmodelle. Der Unterschied besteht darin, ob eine Steuerung entscheidet, wie viel Strom jede Ladestation beziehen darf.

Ungesteuertes Laden ist richtig, wenn der Anschluss tatsächlich alle Ladepunkte gleichzeitig versorgen kann. In allen anderen Fällen wird Kapazität bezahlt, die nur ungefähr eine Stunde pro Tag genutzt wird.

Was die zentrale Steuerung tatsächlich tut

Gesteuertes Laden nutzt eine zentrale Lastmanagement-Steuerung. Sie beobachtet den Verbrauch des Gebäudes und alle externen Lasten am selben Anschluss und passt die Ladestationen an die verbleibende Kapazität an.

• Ladeleistung kontinuierlich an steigende und fallende andere Lasten anpassen
• Grenzwert je Ladestation, damit kein einzelner Ladepunkt mehr als seinen Anteil bezieht
• Zuteilung an aktive Ladepunkte, sodass die Kapazität den tatsächlich anwesenden Fahrzeugen folgt
• Rotierende Zuteilung: Ein bereits weit geladenes Fahrzeug kann reduziert werden, damit ein neu angekommenes eine sinnvolle Leistung erhält
• Phasenbewusste Zuteilung, damit ein dreiphasiger Anschluss nicht unsymmetrisch belastet wird

Welche dieser Funktionen eingesetzt wird, entscheidet der Standort. Ein Depot mit bekannten Abfahrtszeiten benötigt mit denselben Geräten ein anderes Verhalten als eine Tiefgarage in einer Wohnanlage.

Von Anfang an phasengerecht installieren

Bei einem dreiphasigen Anschluss gilt der Grenzwert je Phase und nicht für die Summe. Ein Standort mit 100 A je Phase verfügt nicht über frei verteilbare 300 A.

Einphasige Ladepunkte belasten jeweils eine Phase. Ihre Verteilung auf die drei Phasen während der Installation entscheidet daher, wie viel des Anschlusses nutzbar ist. Eine richtige Verteilung kostet bei der Installation nichts. Eine spätere Korrektur erfordert eine Neuverdrahtung. Verlangen Sie diese Planung vom ausführenden Elektrounternehmen. Bei einem Standort, an dem eine Phase auslöst und die anderen ungenutzt bleiben, prüfen wir diesen Punkt zuerst.

Was gesteuertes Laden nicht versprechen kann

Das sollte klar ausgesprochen werden, da sonst eine unrealistische Erwartung entsteht.

Gesteuertes Laden verteilt eine feste Kapazität auf die anwesenden Fahrzeuge. Sind alle Stellplätze belegt, dauert das Laden länger als an einem ungesteuerten Standort mit sehr großem Anschluss. Diese Unsicherheit ist real und Teil der Abwägung: mehr Ladepunkte, ein kleinerer Anschluss und eine Ladezeit, die von der Standortbelegung abhängt.

Für Standorte mit Übernacht- oder langer Standzeit lohnt sich diese Abwägung fast immer, weil zwölf Stunden die Schwankung auffangen. Bei kurzer Standzeit muss sie sorgfältig bewertet werden.