Einführung

Elektrofahrzeuge werden als nachhaltige und umweltfreundliche Alternative zu benzinbetriebenen Autos immer beliebter. Die weite Verbreitung von E-Fahrzeugen stellt eine Herausforderung für die elektrische Infrastruktur von Gebäuden und Parkplätzen dar, auf denen sie eingesetzt werden. Die meisten Gebäude verfügen nicht über einen eigenen Stromanschluss für E-Fahrzeuge, sondern sind auf bestehende Anschlüsse angewiesen, die gemeinsam mit anderen Verbrauchern wie Beleuchtung und Lüftung genutzt werden. Ein dynamischer Lastausgleich, eine Schlüsselfunktion jedes EV-Managementsystems, erkennt den verfügbaren Strom und optimiert ihn für die Nutzung der E-Fahrzeuge. Dieses System sorgt für einen reibungslosen und effektiven Betrieb der einzelnen Ladestationen und gleicht jede Last im Netz aus.

Was bedeutet Lastausgleich?

Der Lastausgleich, auch bekannt als Lastmanagement oder EV-Ladungsausgleich, überwacht und verwaltet die EV-Ladung ständig in Echtzeit. Es liefert die richtige Menge an Strom an jedes Ladegerät, indem es die verfügbare Netzleistung, die Nachfrage und die spezifischen Bedürfnisse jedes E-Fahrzeugs berücksichtigt.

Dynamischer vs. statischer Lastausgleich

Für den Lastausgleich beim Laden von E-Fahrzeugen gibt es zwei Hauptoptionen: den dynamischen und den statischen Lastausgleich, die beide mit Hilfe von E-Fahrzeug-Ladegeräten mit Lastverteilung verwaltet werden. Beide zielen darauf ab, die Effizienz zu maximieren und die Belastung der elektrischen Infrastruktur Ihres Gebäudes zu minimieren. 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. Das System verteilt diese Menge dann auf der Grundlage von Lastmanagement-Algorithmen auf alle Ladegeräte. Ein Gebäude mit einem 200A-Anschluss, das 50A für die LED-Beleuchtung nutzt, kann beispielsweise die verbleibenden 150A für das Laden von E-Fahrzeugen verwenden, da die LED-Beleuchtung eine vorhersehbare Last mit geringem Bedarf ist.
  • Der dynamische Lastausgleich misst ständig die Nicht-EV-Lasten auf dem Panel, um die verfügbare Kapazität für E-Fahrzeuge zu berechnen. In einem Gebäude mit einem 200-A-Anschluss, den sich EVs und eine Wasserpumpe mit 100 A teilen, kann das System beispielsweise erkennen, wenn die Pumpe inaktiv ist, und die volle Kapazität für das Laden von EVs zuweisen. Wenn sich die Pumpe einschaltet, passt sich das System automatisch an, indem es die Ladeleistung der E-Fahrzeuge reduziert, um die erforderliche Kapazität zu erreichen. Diese Flexibilität wäre bei einem statischen Lastausgleich, der eine feste Zuweisung für EV-Ladegeräte erfordern würde, nicht möglich.

In der nachstehenden Tabelle werden die beiden Systeme miteinander verglichen:

 Statischer LastausgleichDynamischer Lastausgleich
HauptverwendungEinfache Standorte mit spezieller EV-Einspeisung oder relativ flachem Nicht-EV-VerbrauchStandorte mit Energieengpässen oder schwankenden Nicht-EV-Lasten.  
Benötigte HardwareAußer den OCPP-Smart-Ladegeräten wird keine weitere Hardware benötigt.Ein Messgerät auf der Haupttafel.
VereinfachungSehr einfach zu implementierenEinfach zu implementieren

Vertieftes Verständnis des dynamischen Lastausgleichs

Mit dem dynamischen Lastmanagement des EV-Ladesystems von Wevo können Administratoren die gesamte hierarchische elektrische Struktur des Gebäudes definieren, einschließlich Schalttafeln, Unterschalttafeln und Ladegeräte. Das System berechnet Last und Kapazität an jedem Knotenpunkt automatisch und wendet fortschrittliche KI-Algorithmen an, um sicherzustellen, dass jedes Fahrzeug bei Bedarf geladen wird. Die Implementierung eines statischen Lastausgleichs ist in einem EV-Lademanagementsystem sehr einfach. Durch einfache Angabe der Nennkapazität des Panels und der statisch zugewiesenen Kapazität für die EV-Lasten kann das System einen zuverlässigen Betrieb gewährleisten:

Statische Lastausgleichseinstellungen
Statische Lastausgleichseinstellungen

Beim statischen Lastausgleich weist das Panel anderen, nicht-elektrischen Lasten stets eine bestimmte Kapazität zu, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Im 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.

Dynamischer Lastausgleich

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:

Einstellungen für den dynamischen Lastausgleich
Einstellungen für den dynamischen Lastausgleich

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).
  • Das System weist die verbleibende Kapazität des Panels den vier angeschlossenen Ladegeräten zu.

Dynamisches Lastmanagement

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. Das System implementiert Algorithmen in der Cloud mit OCPP-kompatiblen Ladegeräten.

Der statische Lastausgleich funktioniert sofort und ohne zusätzliche Hardwareanforderungen.

Der dynamische Lastausgleich basiert auf angeschlossenen Zählern, die eine Lastverteilung von EV-Ladegeräten ermöglichen und eine effiziente Energieverteilung in Ihrem Ladenetzwerk erreichen:

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 $.

Shelly Meter
Shelly Meter

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. Bei Gebäuden mit hoher Auslastung oder schwankenden Lasten ermöglicht das Hinzufügen eines Hardware-Zählers einen dynamischen Lastausgleich, um die Gebäudekapazität noch weiter zu maximieren.

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