Lastmanagement

Hätten Sie gewusst, dass durch dynamisches Lastmanagement die Kosten für den Netzausbau und den Leistungspreis erheblich gesenkt werden können? Praxisversuche zeigen, dass selbst bei vielen ungesteuert gleichzeitigen Ladevorgängen keine Überlastungen oder Stromausfälle auftreten, dank der variierenden Ladezeiten der Nutzer.

Lastmanagement ist ein entscheidender Faktor in der Elektromobilität und dient der Regulation der Ladevorgänge in Szenarien, wo das lokale Stromnetz unzureichend Kapazitäten aufweist. Diese Managementmethode hilft, notwendige Verstärkungen der Infrastruktur und die damit verbundenen hohen Kosten zu vermeiden, indem Lastspitzen effektiv reduziert werden. Neben der Optimierung der verfügbaren Ressourcen bietet Lastmanagement erhebliche Kosteneinsparungen und trägt zur Effizienzsteigerung im täglichen Betrieb bei.

Netze BW GmbH betreibt verschiedene E-Mobility Standorte wie „E-Mobility Allee“ und „E-Mobility-Carré“ und bietet intelligente Heimlademöglichkeiten an. Das dynamische und fahrplanbasierte Lastmanagement ermöglicht eine flexible Verteilung der verfügbaren Leistung auf die Ladepunkte, basierend auf Echtzeitdaten und festen Zeitplänen.

Statisches Lastmanagement teilt eine festgelegte maximale Leistung gleichmäßig auf alle Ladepunkte auf. Dynamisches Lastmanagement hingegen misst in Echtzeit den aktuellen Stromverbrauch und passt die Leistung der Ladestationen entsprechend der Netzanschluss-Reserve an. Fahrplanbasiertes Lastmanagement erlaubt eine flexible Verteilung der Ladeleistung basierend auf den Zeitplänen der Fahrzeugflotte.

Wichtige Erkenntnisse

• Dynamisches Lastmanagement optimiert die Effizienz und spart Kosten.
• Statisches Lastmanagement teilt die festgelegte Leistung gleichmäßig auf.
• Fahrplanbasiertes Lastmanagement erhöht die Flexibilität bei der Ladeplanung.
• Lastmanagementsysteme sind essenziell zur Vermeidung von Netzüberlastungen.
• Netze BW GmbH bietet intelligente Heimlademöglichkeiten.

Was ist Lastmanagement?

Lastmanagement ist ein entscheidender Prozess, um die Energieverteilung speziell bei der Nutzung von Elektroautoladestationen zu regeln und zu steuern. Dies verhindert Überlastungen im Stromnetz und gewährleistet die Zuverlässigkeit und Effizienz der Elektrofahrzeugladung, gerade in Wohnanlagen oder öffentlichen Ladeinfrastrukturen, wo viele Elektroautos gleichzeitig geladen werden.

Definition von Lastmanagement

Gemäß DIN 18015-1 seit 1955 definiert, benötigt eine Wohnanlage mit 100 Einheiten eine minimale Anschlussleistung von 106 kW. Die vorliegende Norm (DIN VDE 0100-722) geht von einem Gleichzeitigkeitsfaktor von 1 für alle Ladestationen in einem Gebäude aus, obwohl in der Regel dieser Wert niedriger liegt. Die Lastmanagement Definition beinhaltet verschiedene Methoden zur Steuerung der Ladeleistungen der Elektrofahrzeuge und Anpassung des Energieverbrauchs in Echtzeit.

Bedeutung in der Elektromobilität

In der Elektromobilität ist Lastmanagement unerlässlich. Für Haushalte mit mehreren Elektroautos ist es entscheidend, die Last gleichmäßig auf das Stromnetz zu verteilen, um Überlastungen zu vermeiden. Lastmanagementsysteme stellen sicher, dass Elektromobilität effizient und sicher umgesetzt werden kann, ohne den Bedarf an kostspieligen Netzanschlusserweiterungen.

Arten von Lastmanagement

Lastmanagement ist essenziell, um Elektrofahrzeuge effizient und kostengünstig zu laden. Es gibt mehrere Arten, die je nach den spezifischen Anforderungen und den vorhandenen Ressourcen ausgewählt werden können.

Statisches Lastmanagement

Statisches Laden ist eine simple, aber effektive Methode, bei der eine vorgegebene maximal zulässige Leistung nicht überschritten wird. Diese Form eignet sich besonders für Standorte mit relativ konstanten Stromverbräuchen. Durch die Einstellung einer festen Obergrenze des verfügbaren Ladestroms wird vermieden, dass es zu Überlastungen kommt. Ein weiterer Vorteil besteht in den geringeren Kosten für die Hardware.

Dynamisches Lastmanagement

Dynamisches Lastmanagement passt sich kontinuierlich an den aktuellen Stromverbrauch an. Diese Methode ist ideal für Unternehmen mit tageszeitabhängigen Verbrauchsschwankungen. Dynamisches Lastmanagement misst regelmäßig den Stromverbrauch und verteilt den Ladestrom intelligent auf alle angeschlossenen Fahrzeuge, was zu einer optimalen Nutzung der vorhandenen Kapazität führt. MENNEKES Ladestationen unterstützen dynamisches Lastmanagement und bieten zudem lokalen Blackoutschutz, um Verbrauchsschwankungen flexibel zu berücksichtigen.

Sequentielles Lastmanagement

Beim sequentiellen Laden wird die Anzahl der gleichzeitig aktiven Ladevorgänge begrenzt. Dies ist besonders nützlich, um Lastspitzen zu vermeiden und gleichzeitig mehrere Fahrzeuge zu bedienen. Das Sequentielles Laden sorgt dafür, dass jede Ladestation abwechselnd Strom erhält, wodurch die Gesamtbelastung über längere Zeit verteilt wird.

Fahrplanbasiertes Lastmanagement

Fahrplanbasiertes Management optimiert die Ladezeiten entsprechend festgelegter Fahrpläne, was insbesondere für Fahrzeugflotten von Vorteil ist. Diese Methode erlaubt es, je nach Fahrzeug und benötigter Ladegeschwindigkeit unterschiedliche Ladeleistungen bereitzustellen. Dies ist besonders nützlich für Flottenunternehmen, um die Verfügbarkeit und Einsatzbereitschaft ihrer Fahrzeuge zu gewährleisten.

1. Statisches Lastmanagement: Unkomplizierte Einrichtung, ideal für gleichmäßige Verbräuche
2. Dynamisches Lastmanagement: Flexible Anpassung an Verbrauchsschwankungen, ideal für Unternehmen
3. Sequentielles Lastmanagement: Vermeidung von Lastspitzen durch begrenzte gleichzeitige Ladevorgänge
4. Fahrplanbasiertes Lastmanagement: Optimale Nutzung für Flotten mit festgelegten Betriebszeiten

Vorteile des Lastmanagements

Lastmanagement bietet eine Vielzahl von Vorteilen, die sowohl wirtschaftliche als auch technische Aspekte abdecken. Unternehmen und Privatnutzer können erheblich von der Einführung eines effizienten Lastmanagementsystems profitieren.

Kosteneinsparungen

Ein zentrales Ziel des Lastmanagements ist die Kostenersparnis. Viele Gebäude haben Netzanschlüsse, die nicht für den zusätzlichen Verbrauch durch das Laden von Elektroautos ausgelegt sind. Die Erweiterung des Hausanschlusses bei Bedarf ist mit erheblichen Kosten verbunden. Ein Lastmanagement hilft, diese Kosten zu vermeiden, indem es die vorhandene Infrastruktur optimal ausnutzt.

Beim gewerblichen Elektroautoladen bestimmt die maximal abgenommene Leistung die Kosten der Energielieferung. Ohne intelligentes Lastmanagement treten Lastspitzen auf, die die Stromrechnung stark erhöhen können. Durch präzises Lastmanagement können Lastspitzen reduziert und die Stromkosten gesenkt werden. Dynamisches Lastmanagement senkt beispielsweise den Investitionsbedarf für Ladeinfrastruktur und kann teure Netzausbauten vermeiden, wodurch Netzentgelte pro Ladepunkt um bis zu 2,000 Euro pro Jahr gesenkt werden können.

Optimierung der Ressourcen

Durch Lastmanagement können Ressourcen optimiert werden. Es ermöglicht die effiziente Nutzung der vorhandenen elektrischen Kapazität eines Gebäudes, sodass Erweiterungen des Netzanschlusses nach dem Anschließen weiterer Ladepunkte nicht erforderlich sind. Dies schont nicht nur die Infrastruktur, sondern trägt auch zur besseren Nutzung erneuerbarer Energien bei, da PV-Überschussladung integriert werden kann. Ein Loadbalancer misst den Verbrauch im Gebäude und berechnet, wie viel Strom für die Ladestationen verfügbar ist, was zur optimalen Nutzung beiträgt.

Intelligente Lastmanagementlösungen, wie sie von gridX angeboten werden, unterstützen alle Automarken und Ladepunkte unabhängig von Hersteller und Protokoll, und sorgen so für eine nahtlose Integration und Nutzung der Ressourcen.

Reduzierung von Lastspitzen

Ein weiteres zentrales Ziel des Lastmanagements ist die Reduzierung von Lastspitzen. Lastspitzen können auftreten, wenn mehrere E-Autos gleichzeitig geladen werden, was die Stromrechnung stark erhöhen kann. Mit einem Lastmanagement können diese Spitzen vermieden werden, indem der Verbrauch innerhalb der vereinbarten Netzanschlusskapazität gehalten wird.

Statisches und dynamisches Lastmanagement bieten unterschiedliche Ansätze zur Reduzierung von Lastspitzen. Während statisches Lastmanagement eine maximale Ladeleistung festlegt, regelt dynamisches Lastmanagement die verfügbare maximale Ladeleistung durch den aktuellen Stromverbrauch des gesamten Gebäudes. Dadurch können alle Elektrofahrzeuge effizient und ohne Überlastung des Netzanschlusses geladen werden.

Mit technologischen Lösungen wie ZERO Gap-Lastmanagement wird eine optimale Nutzung der Stromanschlussleistung innerhalb der Kapazitätsgrenzen ermöglicht, was zur Reduzierung von Lastspitzen erheblich beiträgt.

Softwarelösungen für Lastmanagement

Moderne Lastmanagement Software bietet eine Vielzahl von digitale Lösungen, um den Energieverbrauch optimal zu steuern und Ladeinfrastrukturen effizient zu betreiben. Unternehmen wie Mercedes Benz, CeramTec und Hyundai Intercar setzen auf SMATRICS, um eine zuverlässige und flexible Ladeinfrastruktur zu gewährleisten.

Einer der größten Vorteile dieser Systeme ist die Fähigkeit, Echtzeit-Daten zu analysieren und automatisch optimale Ladebedingungen zu schaffen. SMATRICS bietet sowohl statisches als auch dynamisches Lastmanagement, um verschiedenen Anforderungen gerecht zu werden. Während das statische Lastmanagement den Stromverbrauch begrenzt, ohne das Gesamtlimit der Ladeinfrastruktur zu überschreiten, variiert das dynamische System das Gesamtlimit je nach aktuellem Verbrauch und Erzeugung.

Diese digitalen Lösungen sind besonders nützlich in Wohnanlagen und Parkhäusern. So hat SMATRICS beispielsweise 22 Ladepunkte in der Tiefgarage einer Wohnanlage in Stuttgart und 73 Wallboxen für eine Eigentümergemeinschaft in Limburg/Lahn installiert. Wallboxen können eine Ladeleistung von bis zu 22 kW AC bieten, während das dynamische Lastmanagement die Ladeleistungen begrenzt und Ladestationen priorisiert.

Kundenbewertungen zu diesen Softwarelösungen sind überwiegend positiv. Viele loben die einfache Handhabung und die effiziente Nutzung der verfügbaren Energieressourcen. Ein besonderes Merkmal, das SMATRICS von Konkurrenzprodukten unterscheidet, ist die Kombination von statischem und dynamischem Lastmanagement, die eine flexible Anpassung an unterschiedliche Flottenanforderungen ermöglicht.

Lastmanagementsysteme in Wohngebäuden

In Mehrfamilienhäusern ist das Lastmanagement besonders wichtig, da die Stromlast während des Tages stark variieren kann. Diese Schwankungen entstehen durch Aktivitäten der Bewohner, insbesondere zu den Abendstunden, wenn viele Menschen zu Hause sind. Durch die Implementierung von Lastmanagementsysteme Wohngebäude können Energieverbrauch und Überlastungen effizient gesteuert werden.

Ein prominentes Beispiel ist die Stadt Freiburg, wo der Energieverbrauch in öffentlichen Gebäuden durch die Nutzung von Smart Metering und Energiemanagementsystemen signifikant gesenkt wurde. Ebenso konnte die Wohnungsbaugesellschaft Berlin den Energieverbrauch der Mieter in ihren Wohngebäuden durch die Einführung eines Lastmanagementsystems mit Smart Metering und intelligenten Thermostaten reduzieren. Diese praktischen Anwendungen zeigen die Effizienz und Notwendigkeit solcher Systeme.

Die Planung älterer Bauten war oft nicht für zusätzliche Verbraucher wie Elektroautos ausgelegt, was zu Überlastungen führen kann. Hier kommt die Ladeinfrastruktur ins Spiel, die durch ein Lastmanagementsystem gesteuert wird. Ein LMS (Lastmanagementsystem) verteilt die Energie optimal auf alle angeschlossenen Fahrzeuge und kann sogar mit einer hauseigenen Photovoltaikanlage kombiniert werden.

Vor dem Kauf eines LMS sollten einige wichtige Überlegungen angestellt werden, darunter die Anzahl der Wallboxen, technische Voraussetzungen und benötigte Funktionen. Es gibt verschiedene Arten von Lastmanagementsystemen, darunter statische und dynamische LMS:

• Statisches Lastmanagement: Dieses System verteilt die Energie je nach Bedarf auf die Ladepunkte und legt eine feste Gesamtleistung fest.
• Dynamisches Lastmanagement: Ein dynamisches LMS misst den aktuellen Stromverbrauch des Gebäudes und passt die ungenutzte Leistung für das Laden der Elektroautos an.

Ein fortschrittliches LMS kann auch die Netzanschlussleistung des Gebäudes steuern, um Überlastungen zu vermeiden. Darüber hinaus senkt die Nutzung eines Lastmanagementsystems die Kosten, da Elektroautos bevorzugt in den Nachtstunden geladen werden können, wenn der Strompreis niedriger ist. Dies verbessert nicht nur die Benutzererfahrung, sondern auch die Sicherheit und Leistungsfähigkeit der elektrischen Systeme in den Wohngebäuden.

Zusammengefasst bieten Lastmanagementsysteme Wohngebäude vielfältige Vorteile, von der Anpassung der Ladeleistung bis zur Kostenersparnis. Die Wahl des geeigneten Systems hängt von den individuellen Anforderungen und der bestehenden Ladeinfrastruktur ab.

Best Practices im Lastmanagement

Um eine optimale Nutzung der verfügbaren Energie zu gewährleisten, ist es entscheidend, Best Practices im Lastmanagement zu implementieren. Durch die Integration erneuerbare Energien wie Solar- und Windenergie können Unternehmen ihre Energieversorgung nachhaltiger gestalten und gleichzeitig Kosten einsparen.

Integration erneuerbarer Energien

Die Integration erneuerbarer Energien in das Lastmanagement ist ein wichtiger Schritt zur Optimierung des Energieeinsatzes. Beispiele hierfür sind Photovoltaikanlagen und Windkraftanlagen, die kontinuierlich Strom erzeugen können. Unternehmen können durch die Nutzung dieser Energiequellen ihren ökologischen Fußabdruck verringern und gleichzeitig von einer stabileren Energieversorgung profitieren.

• Unternehmen mit einem Lastmanagement-System reagieren adäquat auf die Versorgung durch erneuerbare Energieformen.
• Lastspitzen können durch die Integration von Energiespeichersystemen vermieden werden, was zu Kosteneinsparungen führt.
• Mithilfe von detaillierten Energiedaten können Unternehmen gezielte Maßnahmen für effizienteres Arbeiten umsetzen.

Technologische Anforderungen

Technologische Anforderungen spielen eine wichtige Rolle bei der Integration der erneuerbaren Energien in das Lastmanagement. Systeme wie EOS von Janitza unterstützen Unternehmen von der Bedarfsanalyse bis zur Installation. Durch die Implementierung moderner Technologien können Unternehmen ihren Energieverbrauch steuern, Lastspitzen vermeiden und den Eigenbezug betriebsinterner Stromerzeugung optimieren.

1. Erweiterte Softwarelösungen zur Überwachung und Steuerung des Energieverbrauchs.
2. Integration von intelligenten Netzwerken und Energiespeichersystemen zur effektiveren Nutzung erneuerbarer Energien.
3. Regelmäßige Kosten-Nutzen-Analyse zur Identifikation weiterer Optimierungspotenziale.

Prozesse der Laststeuerung

Die Laststeuerung spielt in modernen Energiesystemen eine zentrale Rolle. Sie zielt darauf ab, den Energieverbrauch in Zeiten hoher Lastspitzen zu verringern und somit das Stromnetz zu stabilisieren. Ein gut organisiertes Lastmanagement kann zudem die Betriebskosten senken und die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen steigern.

In Deutschland können Großverbraucher mit atypischer Netznutzung durch die Stromnetzentgeltverordnung tariflich günstiger gestellt werden. Durch die Verordnung zu abschaltbaren Lasten erhalten Großverbraucher von mindestens 50 MW finanzielle Entschädigung für spontane Lastabwürfe. Zudem unterstützt die Deutsche Energie-Agentur (dena) in zwei Pilotprojekten viele Unternehmen dabei, Prozesse zur Analyse und Vermarktung von DSM-Potenzialen zu erproben.

Bedarfsgesteuertes Laden

Bedarfsgesteuertes Laden ist ein bedeutendes Konzept in der Elektromobilität. Es passt den Ladestrom an den individuellen Bedarf der Fahrzeuge an, um eine Überlastung des Stromnetzes zu vermeiden. Diese Form der Laststeuerung ermöglicht es, die Ladung während Zeiten niedriger Stromnachfrage durchzuführen, wodurch Lastspitzen geglättet werden können.

Ein Beispiel für bedarfsgesteuertes Laden findet sich bei öffentlichen Ladestationen, die durch smarte Steuerungssysteme den Ladestrom je nach Bedarf der Nutzer regulieren. So werden Überlastungen vermieden und der Energieverbrauch wird effizienter gestaltet.

Geregelte Ladeleistung

Die geregelte Ladeleistung ist ein weiteres essentielles Element der Laststeuerung. Diese Methode passt die Ladeleistung dynamisch an die Anzahl der Ladevorgänge und die aktuellen Netzbedingungen an. Dadurch wird ein stabiler und effizienter Betrieb gewährleistet.

Unternehmen, die geregelte Ladeleistung einsetzen, verteilen ihren Energiebedarf gleichmäßig über den Tag und reduzieren so das Risiko von Stromausfällen und Schäden. Die geregelte Ladeleistung trägt somit maßgeblich zur Stabilisierung des Stromnetzes bei und ermöglicht eine flexible Anpassung der Prozesse und Betriebsabläufe.

Die Vorteile solcher Laststeuerungstechniken sind vielfältig:

• Kosteneinsparungen durch Reduzierung von Lastspitzen
• Verbesserte Energieeffizienz durch gezielte Steuerung
• Stabilisierung des Stromnetzes und Vermeidung von Stromausfällen
• Reduzierung von CO²-Emissionen durch optimierten Energieeinsatz

Technisches Datenblatt:

Implementierung von Lastmanagement

Die Implementierung eines effektiven Lastmanagementsystems erfordert eine genaue Berücksichtigung technischer Faktoren. Ziel ist es, Lastmanagement nahtlos in bestehende Strom- und Ladesysteme zu integrieren, um die Effizienz und Wirtschaftlichkeit zu maximieren. Eine effiziente und wirtschaftliche Betreibung von Ladeinfrastrukturen erfordert eine intelligente Steuerung von Ressourcen und Energieflüssen.

Technische Voraussetzungen

Die technischen Anforderungen für die Implementierung eines Lastmanagements umfassen die Installation intelligenter Meter und Sensoren sowie Anpassungen an der elektrischen Infrastruktur. Wichtig ist, dass diese Systeme in der Lage sind, Stromflüsse in Echtzeit zu überwachen und zu steuern. Dynamisches Lastmanagement gewährleistet, dass keine Ladestation die volle Leistung beansprucht, und ermöglicht effizientes Laden aller Fahrzeuge.

Integration in bestehende Systeme

Ein weiterer kritischer Aspekt bei der Implementierung Lastmanagement ist die nahtlose Integration in bestehende Systeme. Ladeparks können ihre begrenzte Anschlussleistung effizient nutzen, um die Ladeanforderungen aller Elektrofahrzeuge zu erfüllen. Dies hilft, Nachfragespitzen zu vermeiden und die Netzstabilität sicherzustellen. Hier spielen Technologien wie Powerline Communication (PLC) und dynamisches Lastmanagement eine entscheidende Rolle.

1. Installation intelligenter Meter und Sensoren
2. Anpassungen an der elektrischen Infrastruktur
3. Verwendung von Powerline Communication (PLC)
4. Echtzeitüberwachung und -steuerung der Stromflüsse
5. Vermeidung von Nachfragespitzen

Pro und Contra

Technisches Datenblatt

Kostenreduzierung durch Lastmanagement

Kosteneffizientes Lastmanagement spielt eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung operativer Ausgaben und der Steigerung der Effizienz in der Transportlogistik. Angesichts steigender Energiekosten und der Notwendigkeit einer nachhaltigen Wirtschaft sorgen durchdachte Strategien zur Laststeuerung dafür, dass Unternehmen ihre Energiekosten signifikant reduzieren können. Ein Beispiel hierfür ist die Verschiebung des Stromverbrauchs von Spitzenlastzeiten in Phasen mit niedrigerem Strombedarf, was insbesondere bei industriellen Prozessen hilfreich ist.

Effizienzsteigerung in der Transportlogistik

In der Transportlogistik trägt Lastmanagement zur Effizienzsteigerung bei, indem es die Betriebsabläufe von elektrischen Fahrzeugflotten optimiert. Durch die gleichmäßige Verteilung der Ladevorgänge über den Tag lassen sich kostspielige Lastspitzen vermeiden, was wiederum die Notwendigkeit teurer Netz-Upgrades verringert. Betreiber können von geringeren Strompreisen profitieren, indem sie Elektroautos bevorzugt zu Zeiten mit günstigerem Strom, wie nachts oder bei hoher Einspeisung aus erneuerbaren Energiequellen, laden. Unternehmen, die ihren eigenen Strom erzeugen, können diesen optimal nutzen, um Elektrofahrzeuge zu laden, anstatt ihn ins Netz einzuspeisen oder ungenutzt zu lassen.

Vermeidung von Überlastungen

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Lastmanagements ist die Vermeidung von Überlastungen im Stromnetz. Durch kontrollierte Brownouts, bei denen im Notfall gezielt der Stromverbrauch reduziert wird, können größere Stromausfälle vermieden werden. Die aktive Steuerung der Lasten unterstützt die Netzstabilität und reduziert sowohl die Betriebskosten als auch die Wartungskosten. Ein realer Anwendungsfall ist das System von Coneva Smart Charging, das durch eine intelligente Steuerung der Ladevorgänge sowohl die maximale Laststärke reduziert als auch die Kosteneffizienz maximiert.

Abschließend lässt sich sagen, dass Lastmanagement entscheidend für die Kostenreduzierung und Effizienzsteigerung in verschiedensten Branchen ist. Dank der flexiblen Nutzung und Verschiebung von Stromlasten können Unternehmen nicht nur ihre Energiekosten senken, sondern auch zur Stabilität des Stromnetzes beitragen und gleichzeitig von wirtschaftlichen Vergütungen profitieren.