Energiemanagement für E-Ladeinfrastruktur

Energie- und Lastmanagement zur Reduktion von Investitionskosten & Betriebskosten für Ladestationen

Das Thema Energie ist präsent. Anschlusskosten, Preissteigerungen der Energie und deren Verfügbarkeit beschäftigen die öffentliche Hand, Unternehmen und Privatpersonen. Mit intelligentem Energiemanagement für Ladeinfrastruktur können Sie Lastspitzen entgegenwirken, die Energienutzung, speziell erneuerbarer Energien optimieren und so den gesamten Energiehaushalt entlasten – Einsparungspotenzial bei Investitionen, Betriebs- und Energiekosten inklusive.

Energiemanagement Lastmanagement für E-Auto Ladestationen

Was ist Energiemanagement?

Mit Energiemanagement von ENIO kann die Ladung vieler Fahrzeuge  mit anderen  Stromverbrauchern und Energiequellen (wie bspw. PV und Pufferbatterien) an  einem Standort  optimiert abgestimmt werden. Konkret sind davon folgende Bereiche umfasst:

  • Lastmanagement – Zur Glättung der Verbrauchskurven
  • Ladestationsmanagement zur technischen und kommerziellen Steuerung (inklusive Bezahlung/Abrechnung)
  • Die Berücksichtigung unterschiedlicher Nutzerbedürfnisse durch Prioritätensetzung (eilig, kostenoptimiert, netzdienlich)
  • Berücksichtigung von Gebäudelasten und Maschinen, etc.
  • Berücksichtigung von Eigenproduktion (z. B. Strom aus der eigenen Photovoltaik-Anlage oder anderen erneuerbaren Energiequellen)
  • Einbindung von externen Speichern, z. B. Pufferbatterien
  • Berücksichtigung von Schwankungen der Energiepreise

All diese Funktionen können mit unterschiedlichen Ladestationsherstellern, auch im Mix zwischen Wallboxen und Schnellladestationen umgesetzt werden.

So trägt das ENIO Energiemanagement zur Entlastung bei

Lastspitzen entstehen, wenn viele Verbraucher zur selben Zeit nach Energie verlangen. Typischerweise in den Morgenstunden in Unternehmen und in den Abendstunden in Haushalten. Dies bedeutet eine hohe Belastung für das Netz, die mit hohen Investitions- und Betriebskosten und gegebenenfalls Nachzahlungen für Lastspitzen verbunden sein kann.

Ziel des Energiemanagement ist es, alle Verbraucher und Energiequellen so zu steuern, dass keine unkontrollierten Lastspitzen entstehen, gleichzeitig aber auch durch eine optimale Nutzung der Netzinfrastruktur die Investitions- und Betriebskosten gering bleiben. Dabei steht auch die Zuverlässigkeit der Versorgung aller Verbraucher und Nutzer im Vordergrund. Produktionsmaschinen dürfen nicht ausfallen, weil geladen wird und trotzdem sollen alle Fahrzeuge zum richtigen Zeitpunkt über die jeweils benötigte Energie verfügen.

Bei ENIO steuert das Softwaresystem ETSweb (SaaS in der Cloud) in Verbindung mit einem lokalen, kompakten Rechner, dem Sitecontroller die intelligente Verteilung zur richtigen Zeit. Dieser kann dabei bei Bedarf kaskadiert bis zu mehrere hundert Ladepunkte, auch unterschiedlicher Hersteller, steuern. Der Sitecontroller dient auch als Anschlusspunkt für zusätzliche Zähler, die die Last weiterer Verbraucher messen, PV Anlagen, Pufferbatterien und als Anbindungsstelle für NFC Bankterminals zur Bezahlung von Ladungen.

Die steigenden Zulassungszahlen von E-Autos bedingen einen rasch steigenden Bedarf an Ladeinfrastruktur. Benutzerorientiertes Energiemanagement ist der Schlüssel zur kostenverträglichen und Nutzerfreundlichen Umsetzung.

Das Sparpotenzial des ENIO Energiemanagements – ein Rechenbeispiel

Ein Unternehmen errichtet Ladeinfrastruktur für seine Mitarbeiter und Gäste, dafür werden an 10 Stellplätzen Ladestationen errichtet. 10 Ladestationen mit je 22 kW Ladeleistung benötigen:

➤ Wenn alle gleichzeitig und ungesteuert in Betrieb sind eine Anschlussleistung von 220 kW

➤ Wenn sie mit Energiemanagement gesteuert werden ohne Einbuße des Benutzerkomfort nur 50 kW

Wirtschaftlichkeitsberechnung Beispiel: bei Ladestellen mit 22 kW Anschlussleistung, Anschlusskosten an Stromnetz 200 EUR je kW, Netznutzungskosten 20 EUR/kW und Jahr, Energiebedarf der Fahrzeuge 20kWh je 100km, inklusive Berücksichtigung der Kosten für das ENIO Energiemanagementsystem (Ersteinrichtung und laufende Kosten)

Das bedeutet, dass mit nachfrage-orientiertem, gesteuertem Lademanagement deutlich weniger Anschlussleistung und damit ein deutlich geringeres Investment erforderlich ist.

Last- und Energiemanagement als Basis für ein reibungsloses Lademanagement

Ein dynamisches Lastmanagement, eingebettet in ein intelligentes Energiemanagement ist der Schlüssel zu einem reibungslosen Ladeerlebnis. Durch dynamisches Lastmanagement ist es möglich, mehrere hundert Fahrzeuge gleichzeitig mit der Ladestation zu verbinden, wobei die Ladeleistung optimal auf alle Fahrzeuge verteilt wird, die geladen werden sollen. Auf teure Investitionen in den Ausbau des Netzanschlusses kann damit weitgehend verzichtet werden.

Durch die Betrachtung des Gesamtsystems und die Einbindung erneuerbarer Energie und stationärer Speicher werden gleich mehrere positive Effekte erzielt.

Positive Effekte des Energiemanagements

  • Spitzenkappung und Lastverlagerung
  • Vermeidung lokaler Überlastungen
  • Reduktion von Netzanschlusskosten

Positive Auswirkungen auf Ihre Ladeinfrastruktur

  • eine hohe Verfügbarkeit
  • eine Minimierung der Stromspitzen und die Vermeidung von Asymmetrien durch phasengenaue Steuerung
  • die mögliche Maximierung des Eigenverbrauchs (optimal bei selbst erzeugtem Strom)
  • eine flexible Nutzung des Parkraums
  • die Möglichkeit für nachfrage-orientiertes Laden

Gesteuertes vs. ungesteuertes Laden

Wenn Sie (oder Mitarbeiter:innen, Kund:innen, Gäste) morgens beim Eintreffen im Unternehmen oder abends in der Garage des Mehrparteien-Wohnbaus das E-Auto sofort anstecken  möchten sind 2 Szenarien  möglich: Alle Fahrzeuge laden auf einmal, Lastspitze und hohe Kosten inklusive (= ungesteuert), oder die Last wird verteilt, aber so, dass für die Benutzer kein Komfortverlust entsteht (= gesteuert mit dem ENIO Energiemanagement).

Ungesteuertes Laden

  • … beginnt standardmäßig direkt nach dem Plug-In ohne Berücksichtigung von Stoßzeiten
  • … verursacht hohe Anschlusskosten
  • … kann bei zu hohen Spitzen aufgrund von Netzbeschränkungen nicht durchgeführt werden

Gesteuertes Laden

  • … vermeidet Spitzen
  • … optimiert den Energieeinsatz
  • … spart Kosten
  • … und verbessert die Benutzerzufriedenheit und Akzeptanz

Im Gesamtverbund mit intelligentem Energiemanagement kann dabei auch noch berücksichtigt werden, ob erneuerbare Energie von der Photovoltaikanlage oder aus einem Pufferspeicher zur Verfügung steht.

Begriffsdefinition und häufige Fragen

Energiemanagement – Lastmanagement – Lademanagement

1. Energiemanagement: Energiemanagement nutzt das Lastmanagement, bindet aber auch die gesamte Gebäudelast und Energiequellen wie Photovoltaikanlagen oder Pufferbatterien ein. Vor allem fliesen auch die spezifischen Anforderungen einzelner Benutzer oder Fahrzeuge in die Steuerung der Ladestationen ein. Wer es eilig hat kann damit trotz Lastmanagement schnell geladen werden (Priority Charge). Auch Zeiten mit günstigeren Strompreisen können berücksichtigt werden.

2. Lastmanagement: Lastmanagement wird angewendet,  damit eine definierte, Gesamtlast nicht überschritten wird. Ladungen werden dafür in der Leistung reduziert oder temporär gestoppt. Der Nachteil: Benutzerbedürfnisse können mit normalem Lastmanagement nicht abgebildet werden. Es kann manchmal sehr lange dauern, auch wenn man es eilig hat.

3. Lademanagement: Lademanagement sorgt dafür, dass die Ladung jedes einzelnen Fahrzeuges technisch korrekt gesteuert wird.

Häufige Fragen zu Energie-, Last- und Lademanagement

  • Ich habe schon (eine) intelligent(e) gesteuerte Ladestelle(n). Muss ich jetzt neue Wallboxen installieren? Nein, ein dynamisches Last- und Lademanagement kann unabhängig vom Ladestellenhersteller installiert werden, wenn der Kommunikationsstandard OCPP 1.6 (+Charging Profiles) oder höher erfüllt wird
  • Ich habe einen Vertrag mit einem lokalen Stromanbieter. Muss ich den jetzt wechseln? Nein, sie können den Energieanbieter Ihrer Wahl auch weiter nutzen, das dynamische Lastmanagement ermöglicht es aber, so wenig Strom wie nötig vom Energieproduzenten zu beziehen und stattdessen auf eigene Quellen wie Photovoltaik oder Pufferbatterien optimal zu nutzen.
  • Muss ich an einer bestimmten Ladestelle eines Standorts andocken, wenn ich priorisiert laden will? Nein, Ladevorgänge können unabhängig von der Ladestelle priorisiert werden.
  • Wie können Ladevorgänge priorisiert werden? Soll ein Fahrzeug priorisiert geladen werden – egal, ob spontan oder jedes Mal, wenn es an einer Ladestation angeschlossen wird –, so kann dies über die App oder einen Administrator gesteuert werden.
  • Welche Methoden des Lastmanagements können eingesetzt werden? Das Lastmanagement kann nach folgenden Methoden erfolgen:
    • gleich verteilt
    • nach Lademenge
    • nach Ladedauer
    • statisch oder dynamisch
    • nach First Come First Charge-Prinzip (FCFC)
    • nach First Come Priority Charge-Prinzip (FCPC)
  • Warum sollten Lastspitzen vermieden werden? Lastspitzen stellen eine starke Belastung für das Stromnetz, seine Stabilität und seine Kostenstruktur dar. Daher können hohe Nachzahlungen für Netzbereitstellungsentgelte und Netzausbau die Folge sein.

Fazit

Mit dem intelligentem Energiemanagement von ENIO können Sie Nerven, Zeit und Geld sparen. Benutzerbedürfnisse und Ladekomfort stehen im Vordergrund und können priorisiert werden, wenn es einmal schnell gehen muss. Dabei wird immer das Gesamtsystem im Auge behalten, Lastspitzen werden vermieden, womit ein hohen Einsparungspotenzial bei Anschlussleistung und Netzbereitstellungsgebühren entsteht.

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