Smart Charging

Intelligentes Laden bezieht sich auf einen optimierten Ansatz für das Laden von Elektrofahrzeugen (EV), der über das schnellstmögliche Aufladen der Batterie hinausgeht. Das intelligente Laden richtet das Laden an anderen Faktoren aus, darunter Netzauslastung, Strompreise und Mobilitätsbedürfnisse. Die meisten Anwendungen erfordern Kommunikation zwischen dem EV, der Ladestation und einem Managementsystem.

Anwendungen

Intelligentes Laden umfasst eine breite Palette von Anwendungen, die in fünf Kategorien unterteilt werden können: Lastmanagement, das die Lasten an lokale Beschränkungen anpasst; Lastregelung, das die Lasten als Reaktion auf externe Signale anpasst; Fernüberwachung und -steuerung; Abrechnung; und bidirektionales Laden.

Lastmanagement

Intelligente Ladesysteme können die Ladeleistung der einzelnen EVs dynamisch anpassen.

  • Überlastschutz: Um Überlasten am Netzanschlusspunkt zu vermeiden (dynamisches Lastmanagement), können intelligente Ladesysteme die für das Laden verfügbare Kapazität reduzieren, wenn andere, nicht-steuerbare Lasten ansteigen. 
  • EV-Ladestrategien: Smart-Charging-Systeme können auch intelligente Ladestrategien für Elektrofahrzeuge umsetzen, die bestimmte E-Autos aufgrund von Mobilitätsanforderungen oder anderen Kriterien priorisieren
Intelligente Ladesysteme ermöglichen es, Ladevorgänge nach externen Signalen zu steuern

Lastregelung

Im Rahmen von Lastregelung, im Englischen auch Demand Response, können Smart-Charging-Systeme die Ladeleistung in Abhängigkeit von externen Signalen wie beispielsweise Strompreisen, der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien oder Netzengpässen anpassen. Dies ermöglicht die folgenden Use Cases:

  • Preis: Im Falle von Strompreisen ermöglicht intelligentes Laden den Besitzer:innen, ihre Kosten zu senken, indem sie das Laden außerhalb der Spitzenlastzeiten verlagern.
  • Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien: Durch die Synchronisierung von Ladevorgängen mit der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien kann Smart-Charging-Technologie CO2-Emissionen reduzieren.
  • Netzengpässe: Die Reaktion auf Netzengpässe trägt zur Stabilisierung des Netzes bei. Wenn das Netz überlastet ist, kann Smart Charging die Ladeleistung reduzieren.

Fernüberwachung und -steuerung

Durch die Verbindung von einzelnen Ladepunkten und ganzen Ladestationen mit dem Internet ermöglicht Smart-Charging-Technologie Betreibern von Ladeinfrastruktur (CPO) und Verbraucher:innen die Überwachung und Steuerung von Ladevorgängen. 

  • Fernsteuerung: Angeschlossene Ladepunkte können aus der Ferne gesteuert werden, sodass Nutzer:innen ihre individuellen Einstellungen aus der Ferne eingeben können.
  • Überwachung: CPOs können vernetzte Ladeinfrastruktur nutzen, um die Performance zu überwachen, Ausfälle frühzeitig zu erkennen und so Ausfallzeiten zu reduzieren.
  • Datenanalyse: Smart-Charging-Systeme können Daten über Lademuster und Nutzerverhalten sammeln. Diese Daten können zur Optimierung von Ladevorgängen und zur Verbesserung der Gesamteffizienz eines Systems genutzt werden.
Die Fernüberwachung von Ladevorgängen gibt Nutzern mehr Kontrolle

Abrechnung

Mittels Smart Charging lassen sich auch die Abrechnung und Bezahlung von Ladesitzungen erleichtern, indem es die Benutzer:innen authentifiziert und die Kosten mit der entsprechenden hinterlegten Zahlungsmethode verrechnet.

Bidirektionales Laden

Unter bidirektionalem Laden versteht man das Entladen der Batterie eines Elektrofahrzeugs, um Strom an einen anderen Verbraucher, z. B. ein Haus (V2H) oder das Stromnetz (V2G), zu liefern. Obwohl das bidirektionale Laden aufgrund des großen Volumens von Elektroauto-Batterien als sehr vielversprechend gilt, wurde es bisher noch nicht in großem Umfang eingeführt, und nur eine sehr begrenzte Anzahl von Fahrzeugen und Ladegeräten unterstützt das Entladen der Batterie eines Elektroautos.

EV-Ladegeräte können nicht ohne weiteres mit Managementsystemen oder anderen Anlagen kommunizieren

Standards

Es wurden zahlreiche Standards konzipiert, um die Kommunikation zwischen Ladegeräten und Managementsystemen zu erleichtern. Dazu gehören:

  • EEBus: Ein Paket an Protokollen zur Standardisierung der Schnittstelle zwischen Stromverbraucher:innenn, -erzeuger:innen, -speichern und -managementsystemen.
  • Open Automated Demand Response (OpenADR): Ein Modell für den zweiseitigen Informationsaustausch zur Erleichterung automatisierter Demand-Response-Maßnahmen.
  • Open Charge Point Protocol (OCPP): Ein Anwendungsprotokoll für die Kommunikation zwischen Ladestationen für EVs und ergänzenden zentralen Managementsystemen.
  • Open Smart Charging Protocol (OSCP): Ein Kommunikationsprotokoll für die Kommunikation zwischen einem Managementsystem für Ladepunkte und einem Energiemanagementsystem.
  • ISO 15118: Internationale Norm, die ein Kommunikationsprotokoll zwischen Elektrofahrzeugen und Ladepunkten definiert. Dieses Protokoll ermöglicht Plug & Charge.

Regulierungen

Viele Regierungen schreiben vor, dass Ladeinfrastruktur zumindest einige intelligente Ladefunktionen unterstützen muss, um für Subventionen in Frage zu kommen.

Subventionen und neue Vorschriften fördern die Installation von intelligenten Ladestationen

Deutschland

Die deutsche KfW-Förderung 442 bietet eine pauschale Förderung von 600 Euro für normale Ladestationen. Die Ladeinfrastruktur, die bidirektionales Laden unterstützt, wird mit 1.200 Euro gefördert.

Vereinigtes Königreich

Die britische Regierung schreibt vor, dass staatlich finanzierte Ladeinfrastruktur für EVs ab Juli 2019 intelligent sein muss: „Ladepunkte müssen aus der Ferne zugänglich und in der Lage sein, ein Signal zu empfangen, zu interpretieren und darauf zu reagieren.“ Die Verordnung für intelligente Ladestationen für Elektrofahrzeuge (Electric Vehicles (Smart Charge Points) Regulations 2021) weitet dies auf private Ladestationen in Haushalten und am Arbeitsplatz aus. Die Verordnung verlangt, dass diese über intelligente Funktionen verfügen, die das Aufladen eines Elektrofahrzeugs ermöglichen, wenn das Netz weniger ausgelastet ist oder mehr erneuerbare Energie zur Verfügung steht.