Lastmanagement

Was ist eigentlich ein Lastmanagement, wann brauche ich es, und wie funktioniert es?

Ein Lastmanagement ermöglicht die möglichst effiziente und faire Verteilung und Nutzung elektrischer Energie in einem Gebäude, an einem Standort, oder zwischen mehreren Ladepunkten.

Bei der verfügbare Leistung von Stromnetzanschlüssen und Hausanschlüssen stößt man regelmäßig auf Grenzen. So fragt sich mancher Bürger:

Was passiert eigentlich wenn jeder ein Elektroauto hat und alle gleichzeitig laden möchten?

 

Ein Beispiel: Sofern der Zählerplatz über eine entsprechende Verdrahtung verfügt und die TAB des verantwortlichen Energienetzbetreibers eingehalten werden, erlaubt die VDE-AR-N 4101 eine Dauerlast von 44A (30kW) an einem normalen Haushaltszähler (Direktmessung im Standardlastprofil / SLP).

Gängige dreiphasige Wallboxen, verfügen über eine maximale Leistung von 11kW (16A) bis 22kW (32A). 

Ohne Lastmanagement, geht der Energieversorger von einem Gleichzeitigkeitsfaktor von 1 aus.
Das heisst: Jeder angeschlossene Ladepunkt zieht permanent die maximal mögliche Leistung.
Dementsprechend kann ich ohne Lastmanagement, maximal zwei 11kW Ladepunkte installieren.
Drei 11kW Ladepunkte würden mit insgesamt 48A / 33kW zu viel Last erzeugen.

Was also, wenn ich drei oder mehr Ladepunkte an einen Zähler anschließen möchte?

Dann hilft ein Statisches Lastmanagent:

Ein Statisches Lastmanagement berücksichtigt die Last der einzelnen Verbraucher (Ladepunkte) und verteilt die verfügbare Energie gerecht auf alle Ladesäulen.

Ein gängiger Mindeststrom zum Laden von Elektroautos ist 6A / 4,2kW. Dies ist auch der Wert der bei einer netzdienlichen Steuerung von Steuerbaren Verbrauchseinrichtungen (SteuVE) nach §14a EnWG verwendet wird. An meinen Anschluss mit 44A kann ich nun also deutlich mehr Ladepunkte installieren und 7 Fahrzeuge gleichzeitig aufladen:

Laden zwei Fahrzeuge, stehen jedem Fahrzeug 22A (15kW; bzw. 16A bei 11kW Wallboxen) zur Verfügung.
Laden drei Fahrzeuge, stehen jedem Fahrzeug 14,66A (10kW) zur Verfügung

Laden vier Fahrzeuge, stehen jedem Fahrzeug 11A (7,6 kW) zur Verfügung

Laden fünf Fahrzeuge, stehen jedem Fahrzeug 8,8A (6kW) zur Verfügung

Laden sechs Fahrzeuge, stehen jedem Fahrzeug 7,3A (5kW) zur Verfügung

Laden sieben Fahrzeuge, stehen jedem Fahrzeug 6,28A (4,3kW) zur Verfügung

Möchten Sie an diesem Anschluss ein achtes Fahrzeug laden, wird die benötigte Mindestleistung von 6A für jedes verbundene Fahrzeug unterschritten.

Dann greift das Lastmanagement ein und steuert die Ladepunkte nach, abhängig vom Hersteller vordefinierten, oder konfigurierbaren Regeln.

So funktioniert es bei den Wallboxen unseres Partners KEBA:

Laden bereits sieben Fahrzeuge und es wird ein achtes angeschlossen, wir das am längsten ladende Fahrzeug für 15 Minuten pausiert und die dadurch verfügbare Leistung wird dem neu angeschlossenem Fahrzeug zur Verfügung gestellt. 

Fahrzeug 1 ist nun in Pause, während Fahrzeug 2-8 laden.

15 Minuten später, wird der Ladevorgang für Fahrzeug 2 pausiert, der Ladevorgang von Fahrzeug 1 fortgesetzt, während Fahrzeuge 3 bis 8 weiter laden.

Auf diese Weise, werden sämtliche Fahrzeuge der Reihe nach pausiert und alle Fahrzeuge gerecht versorgt.

Falls eines der Fahrzeuge seinen Ladevorgang zwischenzeitlich beendet, steht die freigewordene Leistung wieder den anderen Fahrzeugen im Lastmanagement zur Verfügung.

Dynamisches Lastmanagement

Bei größeren Installationen, zum Beispiel in Tiefgaragen von Wohnimmobilien, oder bei gewerblich genutzten Gebäuden, stößt man manchmal an Kapazitätsgrenzen für das gesamten Gebäude.

Ein dynamisches Lastmanagenent berücksichtigt nicht nur den Energieverbrauch der Ladepunkte gegenüber einem statischen Ziel (im oberen Beispiel 30kW / 44A), sondern den Verbrauch und die Erzeugung des gesamten Gebäudes. Die ermittelte Leistung, wird an alle Verbraucher verteilt.

Angenommen wir befinden uns in der Tiefgarage eines Wohnhauses mit einer maximalen Anschlussleistung von 125 A (86 kW). Am frühen Abend, kochen und backen viele Bewohner, benutzen diverse elektrische Geräte und die Wohneinheiten verbrauchen insgesamt 100A / 69kW. Dann wird dieser verbrauch vom dynamischen Lastmanagement erfasst, und es verteilt die verbleibenden 25A / 17kW für das Laden von Elektroautos. Nachts hingegen, schlafen die meisten Bewohner und der Elektrische Verbrauch der Wohneinheiten reduziert sich auf 20A / 13,8kW. Dann stehen nun 105A / 72,4kW für das Laden der geparkten Fahrzeuge zur Verfügung.

Ein dynamisches Lastmanagement berücksichtigt auch erzeugte Energie, zum Beispiel bei Integration einer Gebäudeeigenen Photovoltaik-Anlage. 

Wenn eine PV-Anlage 50A erzeugt und die Wohnheiten 20A verbrauchen, stehen nun bis zu 155A (125A Netz + 50A Erzeugung – 30A Verbrauch) für das Laden von Fahrzeugen zur Verfügung.

Selbstverständlich gibt es weitere Faktoren die beim Lastmanagement eine Rolle spielen: Anforderungen der Energieversorger, Leitungskapazitäten, Kabelquerschnitte, Energieverteiler, Zähler etc. 

Vielleicht möchten Sie auch bevorzugt PV-Überschussladen und nur Sonne Tanken?

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