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Lastmanagement in der Elektromobilität: Bedeutung und Funktionsweise

12. Dezember 2022

Wenn du nicht eine, sondern gleich mehrere Wallboxen oder Ladesäulen installieren willst, stößt du auf den Begriff „Lastmanagement“. Aber wie funktioniert Lastmanagement in der Elektromobilität und was ist der Unterschied zwischen statischem Lastmanagement, dynamischem Lastmanagement und fahrplanbasiertem Lastmanagement? Hier geben wir dir eine Einführung.

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Wie funktioniert das Lastmanagement?

Das Lastmanagement steuert den Leistungsbedarf, um ein nahezu konstantes, ausgeglichenes Leistungsniveau aufrechtzuerhalten und Lastspitzen und -ausschläge zu vermeiden. Oder anders ausgedrückt: Das Lastmanagement bringt die Gebäudeinstallation, die zur Verfügung stehende Gesamtanschlussleistung, den sonstigen Energiebedarf des Gebäudes und den Energiebedarf der Ladestationen unter einen Hut. Zudem hilft dir das Lastmanagement, Strom aus deiner Photovoltaikanlage gezielt zum Laden zu nutzen.

 

Lastmanagement-Hardware

Ohne entsprechende Hardware funktioniert kein Lastmanagement. Dabei kann die Steuereinheit entweder in der Ladestation verbaut oder ein externes Modul sein. Oft gibt es eine hardwareseitige Begrenzung der steuerbaren Ladestationen, die im Bereich von 16 Geräten liegt.

 

Lastmanagement und Gleichzeitigkeitsfaktor

Die sogenannten „Verbraucher“ – zum Beispiel Backöfen, Klimaanlagen oder Fernseher – sind nicht ständig und auch nicht immer mit voller Leistung im Betrieb. Um die zu planende Gesamtanschlussleistung richtig zu bestimmen, wird mit dem Gleichzeitigkeitsfaktor der maximale Energiebedarf ermittelt. Dieser ergibt sich aus der Summe der maximalen Nachfrage aller Verbraucher multipliziert mit ihren Gleichzeitigkeitsfaktoren.

Das Lastmanagement sorgt für die Einhaltung des Gleichzeitigkeitsfaktors, wenn mehrere Nutzer simultan an Wallboxen oder Ladesäulen angeschlossen sind. Beispielsweise lässt sich der Gleichzeitigkeitsfaktor der Ladestationen auf 0,2 oder sogar 0,1 – also 20 % bzw. 10 % ihres theoretischen Maximalbedarfs – reduzieren, damit noch genug Energie für andere Verbraucher am Netzanschluss zur Verfügung steht. Das Lastmanagement verteilt die verfügbare Leistung auf die Ladepunkte. Diese verfügbare Leistung wird entweder bei der Installation statisch festgelegt oder dynamisch mit einem Energiezähler ermittelt.

 

Die verschiedenen Arten des Lastmanagements in der Elektromobilität

Wir unterscheiden zwischen statischem, dynamischem und fahrplanbasiertem Lastmanagement. Wenn eine konstante Leistung verteilt werden soll, genügt ein statisches Lastmanagement. Schwankt die verfügbare Leistung sehr, solltest du zum dynamischen Lastmanagement greifen. Müssen bestimmte Fahrzeuge schneller wieder einsatzfähig sein als andere, empfiehlt sich das fahrplanbasierte Lastmanagement.

 

Statisches Lastmanagement

Beim statischen Lastmanagement legst du eine verfügbare Leistung bei der Installation fest. Diese wird dann gleichmäßig auf die angeschlossenen Ladepunkte verteilt. Eine solche Lösung ist unkompliziert einzurichten und aufgrund der weniger komplexen Hardware vergleichsweise günstig.

Der Nachteil ist die unflexible Stromnutzung. So wird nachts nicht mehr Ladeleistung zur Verfügung gestellt, wenn von den übrigen Verbrauchern weniger Strom benötigt wird.

Statisches Lastmanagement

Dynamisches Lastmanagement in der Elektromobilität

Beim dynamischen Lastmanagement einer Wallbox oder Ladesäule wird die aktuell verfügbare Leistung mit einem Energiezähler ermittelt und dynamisch an die angeschlossenen Ladepunkte verteilt. Je nach Stromverbrauch im Gebäude und Tageszeit nutzt du den aktuell zur Verfügung stehenden Strom optimal. Jedoch ist die komplexe Hardware auch etwas teurer.

Dynamisches Lastmanagement

Fahrplanbasiertes Lastmanagement

Das fahrplanbasierte Lastmanagement ist hauptsächlich für Fahrzeugflotten relevant. Je nachdem, wann ein bestimmtes Fahrzeug fahrbereit sein muss, stellt das Lastmanagement je nach Ladepunkt unterschiedliche Ladeleistungen bereit.

 

Lastmanagement und Photovoltaikstrom

Eng verbunden mit dem Lastmanagement ist das Laden mit selbsterzeugtem Strom. Beim PV-Überschussladen lädst du nur, wenn die PV-Anlage genug Energie erzeugt und alle anderen Verbraucher im Gebäude versorgt sind.

Wird ein vorab definierter Wert – 1,4 kW bei einphasigem und 4,1 kW bei dreiphasigem Laden – erreicht bzw. überschritten, sendet der Wechselrichter ein Startsignal an deine Ladestation, um den Ladevorgang zu starten. Wird der Wert unterschritten, stoppt der Ladevorgang. Voraussetzung ist eine Ladestation, die das Start- und Stoppsignal des Wechselrichters versteht.

Darüber hinaus funktioniert die Steuerung einer privaten Wallbox mit Lademanagement durch ein Home Energy Management System (HEMS). Dieses zählt zum dynamischen Lastmanagement und ist ein eigenes Thema.

 

Was kostet das Lastmanagement in der Elektromobilität?

Die Kosten für ein Lastmanagement sind von der gewählten Ladelösung abhängig. Für weniger als 800 EUR pro Stück erhältst du bereits Wallboxen mit integriertem (statischem) Leader-Follower-Lastmanagement. Zum Beispiel die Heidelberg Wallbox Energy Control.

Hinzu kommen Kosten für die professionelle Installation. Diese muss zwingend von einem Elektro-Fachbetrieb durchgeführt werden. Für den kommerziellen Einsatz im (halb)öffentlichen Raum empfehlen sich Ladesäulen wie die Amperfied connect.public, die auch dynamisches Lastmanagement unterstützen und oft Teil eines größeren Projekts mit entsprechender Infrastruktur sind.

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Was dich unter anderem erwartet: 

  • Welche Auswirkungen hat es, wenn kein Lastmanagement eingesetzt wird?
  • Was bedeutet der Gleichzeitigkeitsfaktor und warum ist er für die Planung der Ladeinfrastruktur so wichtig?
  • Wofür stehen Modbus und OCPP und was sind die Vorteile, wenn sie verwendet werden?
  • Wie funktioniert das Lastmanagement in Kombination mit einem Home Energy System (HEMS)?
Lead Form Whitepaper Lastmanagement mit Telefon DE