Dynamischer Lastausgleich erklärt

Einführung

Elektrofahrzeuge (EVs) werden als nachhaltige und umweltfreundliche Alternative zu benzinbetriebenen Autos immer beliebter. Die breite Einführung von E-Fahrzeugen stellt eine Herausforderung für die elektrische Infrastruktur der Gebäude und Parkplätze dar, in denen sie eingesetzt werden. Die meisten Gebäude verfügen nicht über einen eigenen Stromanschluss für E-Fahrzeuge und müssen den vorhandenen Anschluss nutzen, der mit anderen Verbrauchern wie Beleuchtung und Lüftung geteilt wird. Dynamischer Lastausgleich ist eine Technologie, die dabei helfen kann, den verfügbaren Strom zu identifizieren und seine Nutzung durch Elektrofahrzeuge zu optimieren.

Was bedeutet Lastausgleich?

Der Lastausgleich, oft auch als Lastmanagement bezeichnet, ist eine Technologie, die das Laden von E-Fahrzeugen in Echtzeit überwacht und steuert. Dabei wird die Strommenge, die an jedes Ladegerät geliefert wird, dynamisch angepasst. Diese Anpassung basiert auf verschiedenen Faktoren, wie z. B. der Verfügbarkeit von Netzstrom, der aktuellen Nachfrage nach dem Laden von E-Fahrzeugen und dem Ladebedarf der einzelnen E-Fahrzeuge.

Dynamischer vs. statischer Lastausgleich

Dynamischer und statischer Lastausgleich sind zwei unterschiedliche Ansätze für die Verwaltung des Ladens von Elektrofahrzeugen. Beide Methoden zielen darauf ab, das Laden von Elektrofahrzeugen zu optimieren, um die Belastung der Strominfrastruktur zu verringern und die Effizienz zu verbessern. Sie unterscheiden sich jedoch in ihrem Ansatz und ihrem Komplexitätsgrad.

• Statischer Lastausgleich - geht davon aus, dass eine feste (statische) Strommenge für alle Ladestationen am Standort verfügbar ist. Diese Menge wird dann auf der Grundlage der Lastmanagement-Algorithmen auf alle Ladegeräte verteilt. Zum Beispiel kann ein Gebäude mit einem 200A-Anschluss, von dem 50A für die LED-Beleuchtung verwendet werden, 150A für das Laden von E-Fahrzeugen zuweisen, da die LED-Beleuchtungslast recht gering und vorhersehbar ist.
• Dynamischer Lastausgleich - beinhaltet die konstante Messung von Nicht-EV-Lasten auf dem Panel, um die für die EV-Nutzung verfügbare Last zu berechnen. Betrachten wir zum Beispiel ein Gebäude mit einem 200A-Anschluss, den sich die E-Fahrzeuge und die Wasserpumpe des Gebäudes mit 100A teilen. Das Wasser wird nur wenige Male am Tag in den Dachtank gepumpt (typischerweise, wenn die Bewohner Wasser zum Duschen usw. verwenden). Die meiste Zeit des Tages ist die Pumpe jedoch ausgeschaltet.
  Wenn wir einen statischen Lastausgleich vornehmen müssten, könnten wir nur 50 A für die EV-Ladegeräte bereitstellen. Durch die Anbringung eines Zählers an der Hauptschalttafel können wir erkennen, wenn die Pumpe nicht aktiv ist, und die volle Leistung für die EV-Ladegeräte zuweisen. Wenn die Pumpe aktiviert wird, reduziert das System die Ladeleistung der E-Fahrzeuge, um die benötigte Kapazität zu erreichen.

In der nachstehenden Tabelle werden die beiden Systeme miteinander verglichen:

Wevos Unterstützung für statischen Lastausgleich

Mit Wevo können Administratoren die gesamte hierarchische elektrische Struktur des Gebäudes definieren, einschließlich Panels, Sub-Panels und Ladegeräte. Das System berechnet automatisch die Last und Kapazität jedes Knotens und implementiert fortschrittliche KI-Algorithmen, um sicherzustellen, dass jedes Fahrzeug bei Bedarf aufgeladen wird. Die Implementierung des statischen Lastausgleichs ist einfach. Geben Sie einfach die Nennkapazität des Panels und die statisch zugewiesene Kapazität für die EV-Lasten an:

Beim statischen Lastausgleich wird das Panel immer statische Kapazität für andere (nicht-EV-Lasten) zuweisen, wie in der Abbildung unten zu sehen ist. In dem Beispiel unten:

• Es wird eine dreiphasige Schalttafel mit 40 A verwendet.
• 20A sind statisch dem Nicht-EV zugewiesen (in der Abbildung unten hellrot gekennzeichnet)
• Die verbleibenden 20 A sind auf vier Ladegeräte im Panel verteilt.
• In der folgenden Abbildung ist das Ladegerät 1 mit 16 A pro Phase aktiv.
• Wenn die anderen Ladegeräte angeschlossen werden, teilen sie sich die 20 A untereinander auf, wobei die statisch zugewiesenen 20 A immer für andere Verbraucher übrig bleiben.

Wevos Unterstützung für dynamischen Lastausgleich

Um einen dynamischen Lastausgleich zu unterstützen, fügen Sie dem Panel einfach einen Zähler hinzu und aktivieren Sie ihn in der Benutzeroberfläche:

Wenn der Zähler aktiv und online ist, werden seine aktuellen Messwerte dynamisch verwendet, um die verfügbare Leistung für das Laden von E-Fahrzeugen zu berechnen. Im folgenden Beispiel:

• Es wird eine dreiphasige Schalttafel mit 40 A verwendet.
• Das angeschlossene Messgerät misst ständig die Nicht-EV-Lasten (in der Abbildung unten dunkelrot dargestellt).
• Die verbleibende Panelkapazität wird den vier Ladegeräten des Panels zugewiesen.

Was passiert, wenn das Messgerät offline oder defekt ist?

Wenn der Zähler offline oder defekt ist, kehrt das System automatisch zum statischen Lastausgleich unter Verwendung der am Panel eingestellten statischen EV-Grenze zurück. Dies mag weniger optimal sein, stellt aber sicher, dass das System seine Integrität bewahrt und niemals die verfügbare Kapazität überschreitet.

Welche Hardware unterstützt Wevo für den Lastausgleich?  

Das Wevo-System ist Hardware-unabhängig. Die Algorithmen werden in der Cloud mit OCPP-kompatiblen Ladegeräten implementiert. Der statische Lastausgleich erfordert keine zusätzliche Hardware und ist sofort einsatzbereit.

Der dynamische Lastausgleich nutzt angeschlossene Zähler. Wevo unterstützt viele führende Zähleranbieter, darunter:

• Shelly Pro 3EM-120 - für kleinere Gebäude bis zu 120 A pro Phase
• Shelly Pro 3EM-400 - für größere Gebäude mit bis zu 400 A pro Phase
• Solarzellenzähler
• Enegic Zähler - für Objekte bis zu 2500A pro Phase
• NextBlu Meter - für Objekte bis zu 1500A pro Phase

Alle diese Zähler sind mit dem Internet verbunden. Einige benötigen für den Betrieb ein zusätzliches LTE-Modem oder eine stabile Wifi-Verbindung. Die meisten sind recht preiswert und kosten weniger als 150 $.

Zusammenfassung

Die Wevo-Plattform verfügt über ein leistungsstarkes integriertes Energiemanagementsystem. Standardmäßig und ohne zusätzliche Hardware kann sie einen KI-basierten statischen Lastausgleich mit einem festen Panel-Limit durchführen. An stärker ausgelasteten Standorten oder Standorten mit variablen Lasten kann das Hinzufügen eines Hardware-Zählers einen dynamischen Lastausgleich ermöglichen, um die Kapazität des Gebäudes noch weiter zu maximieren.