Dynamisches Lastmanagement: Wallboxen sicher und effizient betreiben
Fahrzeuge an der Wallbox mit Strom aufzuladen, bieten Unternehmen und Kundschaft viele Vorteile. Doch während die E-Fahrzeugflotten stetig wachsen, ist die Leistung von Netzanschlusspunkten begrenzt. Was tun gegen drohende Netzüberlastungen? Die Lösung lautet: dynamisches Lastmanagement. Wie es funktioniert und was es dafür braucht, liest du hier.
Das Wesentliche in Kürze
Welches Problem löst dynamisches Lastmanagement? In Unternehmen müssen sich Anlagen, Maschinen und Ladepunkte für Elektroautos den verfügbaren Strom „teilen“. Laden viele Elektroautos gleichzeitig, können sie das lokale Stromnetz überlasten und hohe Stromkosten verursachen.
Intelligente Verteilung der Ladeleistung: Dynamisches Lastmanagement regelt die Ladeleistung von Wallboxen so, dass die Kapazität des jeweiligen Netzanschlusspunktes nicht überlastet, zugleich aber optimal ausgenutzt wird. E-Autos laden jederzeit flexibel, je nach verfügbarer Strommenge.
Technik für smarte Steuerung: Neben kompatiblen Wallboxen benötigen Unternehmen Smart Meter, ein Energiemanagementsystem (EMS) sowie eine geeignete Kommunikationsinfrastruktur.
Kosten senken und Umwelt schützen: Ein smartes Energiemanagementsystem kann erneuerbare Energien – etwa aus einer firmeneigenen Photovoltaik-Anlage – mit maximaler Effizienz über die Wallboxen bereitstellen. Das senkt die Energiekosten, macht unabhängiger von Preiserhöhungen bei fossilen Energieträgern und wirkt sich positiv auf die CO2-Bilanz deines Unternehmens aus.
Bekannt aus
Was ist dynamisches Lastmanagement?
Dynamisches Lastmanagement ist eine Technologie, mit der sich die Energieverteilung – zum Beispiel in Unternehmen – intelligent steuern lässt. Diese Technologie kommt insbesondere bei der Nutzung von Ladestationen für Elektrofahrzeuge zum Tragen. Das dynamische Lastmanagement passt die vorhandene Ladeleistung flexibel an den tatsächlichen Energiebedarf und die verfügbaren Kapazitäten an. Das sorgt nicht nur für eine stabile Stromversorgung, sondern hilft auch, Kosten zu senken und Ressourcen optimal zu nutzen. Dynamisches Lastmanagement in Unternehmen leistet daher einen wichtigen Beitrag zur Bilanz – sowohl was das Budget als auch die Nachhaltigkeit angeht.
Was hat dynamisches Lastmanagement mit Wallboxen zu tun?
Die Elektromobilität gewinnt an Bedeutung. Auch immer mehr Unternehmen setzen auf E-Autos, sei es als Teil der eigenen Fahrzeugflotte oder als Serviceangebot für Mitarbeitende oder für Kundinnen und Kunden. Doch mit der steigenden Zahl an Elektrofahrzeugen wächst auch die Herausforderung, eine passende Ladeinfrastruktur bereitzustellen – besonders in Unternehmen, die mehrere Ladepunkte betreiben. Hier kommt das dynamische Lastmanagement ins Spiel:
Die Menge an elektrischem Strom, die zu einem gegebenen Zeitpunkt aus einem Anschlusspunkt im Stromnetz entnommen werden kann, ist begrenzt. Wenn mehrere Elektrofahrzeuge gleichzeitig an den Ladepunkten (also Wallboxen) eines Gebäudes laden, können sie das lokale Stromnetz mit ihrem großen Energiebedarf überlasten. Das führt nicht nur zu technischen Problemen, sondern kann auch hohe Kosten verursachen, etwa weil während Lastspitzen teurer Strom bezogen wird oder durch notwendige Netzaufrüstungen.
Das dynamische Lastmanagement regelt sich automatisch über ein smartes Energiemanagementsystem. Dieses verteilt die verfügbare Energie effizient und stellt sicher, dass alle Fahrzeuge zuverlässig laden – die vorhandene Netzkapazität wird optimal genutzt. Besonders wichtig ist das in Unternehmen, die mehrere Ladepunkte betreiben und gleichzeitig viele weitere elektrische Großverbraucher im Gebäude haben.
Dynamisches Lastmanagement unterscheidet sich von statischem Lastmanagement:
Statisches vs. dynamisches Lastmanagement
Das dynamische Lastmanagement macht den Strombezug an der Wallbox flexibel und effizient. Es berücksichtigt den aktuellen Energiebedarf aller angeschlossenen Ladepunkte sowie den Gesamtverbrauch im Gebäude. Eine solche dynamische Nachfragesteuerung – auch Demand-Side-Management genannt – passt die Ladeleistung in Echtzeit an. So kommt die verfügbare Energie immer dort zum Einsatz, wo sie gerade benötigt wird. Das vermeidet Lastspitzen, verkürzt die Ladezeiten und gewährleistet eine optimale Ausschöpfung der Gesamtkapazität eines Stromanschlusses.
Ein Beispiel:
Wenn in einem Logistik- und Lagergebäude die Stromnachfrage tagsüber aufgrund von Beleuchtung, Maschinen und Klimaanlagen hoch ist, reduziert das dynamische Lastmanagement über ein intelligentes Energiemanagementsystem automatisch die Ladeleistung der Wallboxen. Nach Feierabend, wenn der Energieverbrauch sinkt, erhöht sich die Ladeleistung wieder, sodass der Fuhrpark aufladen kann.
Im Gegensatz dazu stellt sich statisches Lastmanagement als eine einfachere Form der Steuerung dar. Es verteilt die verfügbare Energie gleichmäßig auf alle Ladepunkte, unabhängig davon, wie hoch der tatsächliche Bedarf an den einzelnen Ladepunkten in einem beliebigen Moment ist. Das bedeutet, dass jeder Ladepunkt immer nur eine feste maximale Leistung erhält – auch dann, wenn einige Fahrzeuge gar nicht laden oder bereits vollgeladen sind. Diese starre Verteilung schützt zwar vor Überlastungen des Stromnetzes, kann aber die vorhandenen Kapazitäten nur suboptimal ausnutzen und Ladezeiten unnötig verlängern.
Wer braucht dynamisches Lastmanagement?
Dynamisches Lastmanagement ist nicht für jedes Unternehmen gleichermaßen relevant. Sinnvoll ist es jedoch für Firmen, die eine größere Anzahl von Ladepunkten betreiben oder mit spezifischen Herausforderungen in ihrer Energieversorgung konfrontiert sind, insbesondere begrenzten Netzkapazitäten. Typische Anwendungsfälle sind:
1. Unternehmen mit mehreren Ladepunkten
Wenn ein Unternehmen mehrere Wallboxen betreibt, wird die Steuerung des Energieverbrauchs schnell zu einer Herausforderung. Dynamisches Lastmanagement sorgt dafür, dass alle Ladepunkte effizient und ohne Überlastung des Stromnetzes arbeiten – selbst bei einer wachsenden Anzahl von Elektroautos.
Beispiel
Ein mittelständisches Unternehmen mit 20 Ladepunkten auf dem Firmenparkplatz stellt fest, dass die Netzkapazität während der Hauptarbeitszeit durch die gleichzeitige Nutzung der Wallboxen an ihre Grenzen stößt. Dynamisches Lastmanagement reguliert die Ladeleistung per EMS automatisch so, dass alle Fahrzeuge über den Tag hinweg ausreichend geladen werden. Dienstwagen, die als Erste einen Ladepunkt ansteuern, laden zuerst fertig, während nachkommende Autos warten, bis sie an der Reihe sind. Alternativ kann jeder Ladepunkt auch stets einen Mindeststrom bereitstellen, sodass das Laden, wenngleich langsamer, immer funktioniert.
2. Unternehmen mit begrenzter Netzanschlussleistung
In vielen Gewerbe- und Industriegebieten sind die Netzanschlusskapazitäten begrenzt. Dynamisches Lastmanagement hilft, die vorhandene Kapazität so auszunutzen, dass keine kostspieligen Netzaufrüstungen notwendig sind. Das ist besonders für kleinere und mittelständische Unternehmen von Vorteil.
Beispiel
Handwerksbetrieb in einem Gewerbegebiet verfügt über eine begrenzte Netzanschlussleistung von 50 Kilowatt. Mit dynamischem Lastmanagement kann das Unternehmen die vorhandene Kapazität flexibel zwischen den Maschinen in der Werkstatt und den Ladepunkten für die Firmenfahrzeuge aufteilen, sodass der Betrieb reibungslos weiterläuft. Benötigen alle Maschinen im Einsatz beispielsweise 40 Kilowatt, reduziert sich die verbleibende Ladeleistung der Wallboxen dementsprechend auf maximal 10 Kilowatt. Sobald weniger Maschinen laufen oder eine Arbeitspause beginnt, „wandert“ die verfügbare Anschlussleistung zu den Wallboxen hinüber, wo die angeschlossenen Fahrzeuge nun zeitweise schneller laden.
3. Betriebe mit schwankendem Energiebedarf
Unternehmen, deren Energieverbrauch im Tagesverlauf stark variiert – etwa Produktionsbetriebe, Logistikzentren oder Hotels – profitieren besonders von der Flexibilität des dynamischen Lastmanagements. Es passt die Ladeleistung an die aktuelle Netzlast an und reduziert bei Bedarf den Ladestrom, sodass das Kerngeschäft unbeeinträchtigt bleibt.
Beispiel
Ein Hotel mit angeschlossenem Restaurant erlebt zu den Hauptessenszeiten einen stark erhöhten Energiebedarf durch die Nutzung von Küchengeräten wie Öfen und Spülmaschinen. Das dynamische Lastmanagement reduziert während dieser Zeiten automatisch die Ladeleistung der Wallboxen, um eine Überlastung zu vermeiden. Nach den Stoßzeiten wird die Ladeleistung wieder erhöht, damit die Fahrzeuge der Gäste rechtzeitig geladen sind.
4. Unternehmen mit Nachhaltigkeitszielen
Für Firmen, die ihre CO₂-Bilanz verbessern und nachhaltiger wirtschaften möchten, ist dynamisches Lastmanagement im Verbund mit einem smarten EMS und Batteriespeichern eine zukunftsweisende Lösung. Das System kann erneuerbare Energiequellen wie Solarstrom aus der firmeneigenen Anlage in die Ladeinfrastruktur integrieren und auch Netzstrom vorausschauend – und sparsam – nutzen.
Beispiel
Ein Logistikunternehmen mit einer großen Photovoltaik-Anlage auf dem Dach nutzt dynamisches Lastmanagement, um die Ladeleistung der Wallboxen an die aktuelle Eigenstromproduktion anzupassen. An sonnigen Tagen wird der Solarstrom direkt für das Laden der Lieferfahrzeuge verwendet. An bewölkten Tagen wird eventuell die Ladeleistung reduziert, um den Verbrauch von teurerem Netzstrom zu begrenzen.
Tipp: Mit einem dynamischen Stromtarif kann ein smartes Energiemanagementsystem auch auf günstigen Netzstrom direkt von der Strombörse zugreifen – so spart dein Unternehmen noch mehr Stromkosten.
Welche Vorteile bietet dynamisches Lastmanagement für Unternehmen?
Wallboxen über dynamisches Lastmanagement zu regeln, bietet Unternehmen viele Vorteile, die über die bloße Optimierung der Ladeinfrastruktur hinausgehen.
Kosteneffizienz
Die flexible Steuerung der Ladeleistung vermeidet Lastspitzen, die sonst zu hohen Stromkosten führen würden. Darüber hinaus umgehen Unternehmen teure Netzaufrüstungen, indem sie die vorhandene Netzkapazität optimal nutzen. Auf lange Sicht führt das zu einer nachhaltigen Reduktion der Betriebskosten, was sich positiv auf das Budget auswirkt.
Effiziente Energienutzung
Unternehmen, die Photovoltaik-Anlagen besitzen, können mit dynamischem Lastmanagement über ein EMS ihren Eigenstromverbrauch maximieren. Der erzeugte Solarstrom steht direkt für das Laden von Elektrofahrzeugen bereit, wodurch weniger Strom aus dem Netz nötig ist. Das System priorisiert erneuerbare Energien, was nicht nur die Umweltbilanz verbessert, sondern auch die Unabhängigkeit von fossilen Energiequellen stärkt.
Sicherheit und Zuverlässigkeit
Selbst bei einer hohen Anforderung an den Ladepunkten verhindert das dynamische Lastmanagement eine Überbeanspruchung des Stromnetzes. Zudem bleibt die Stromversorgung für andere Verbraucher im Gebäude stabil, da das System den Energiebedarf intelligent steuert und priorisiert.
Flexibilität und Skalierbarkeit
Als zukunftssichere Lösung wächst dynamisches Lastmanagement mit den Anforderungen eines Unternehmens mit. Es ist skalierbar und an eine steigende Anzahl von Ladepunkten oder veränderte Energiebedarfe anpassbar. Gleichzeitig lässt es sich problemlos in bestehende Energieinfrastrukturen integrieren, was die Implementierung erleichtert.
Verbesserte Workflows
Fahrzeuge laden im Arbeitsalltag effizient, ohne dass Mitarbeitende manuell eingreifen müssen. Gleichzeitig bietet ein Energiemanagementsystem detaillierte Einblicke in den Energieverbrauch, was die Grundlage für Prozessoptimierungen und Zeitersparnisse bildet.
Nachhaltigkeit
Unternehmen, die Nachhaltigkeitsziele verfolgen, können mit dynamischem Lastmanagement schon viel erreichen. Die effiziente Nutzung des verfügbaren Stroms und die Integration erneuerbarer Energien tragen zur Reduktion des CO₂-Ausstoßes bei. Das System ermöglicht es Unternehmen, umweltfreundlicher und verantwortungsbewusster zu wirtschaften.
E-Auto-Flotte mit Strom aus der eigenen PV-Anlage laden
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Welche Voraussetzungen braucht dynamisches Lastmanagement?
Damit dynamisches Lastmanagement erfolgreich in deinem Unternehmen umgesetzt werden kann, müssen einige technische und organisatorische Voraussetzungen erfüllt sein. Sie gliedern sich in die folgenden Bereiche:
1. Technische Komponenten
Intelligente Wallboxen: Diese müssen in der Lage sein, die Ladeleistung flexibel zu steuern und mit einem Energiemanagementsystem zu kommunizieren. Die einzelnen Wallboxen fungieren als Slave-Einheiten, die Anweisungen vom Master, also dem Energiemanagementsystem, erhalten. Sie passen ihre Ladeleistung entsprechend den Master-Vorgaben an, basierend auf dem aktuellen Energiebedarf und der Netzkapazität.
Smart Meter: Diese intelligenten Stromzähler erfassen den gesamten Energieverbrauch im Unternehmen in Echtzeit und liefern die Daten, die das EMS für die Steuerung benötigt. Sie bieten zusätzliche Funktionen wie die Möglichkeit, den Stromverbrauch zeitlich aufgeschlüsselt darzustellen oder Daten direkt an Energieversorger oder andere Systeme zu übermitteln.
Energiemanagementsystem: Ein smartes EMS übernimmt die zentrale Steuerung des Energieverbrauchs und das dynamische Lastmanagement. Es überwacht in Echtzeit den Strombedarf im gesamten Gebäude und verteilt die verfügbare Energie effizient auf die Ladepunkte. Das EMS kann Ladepunkte priorisieren, etwa Fahrzeuge, die schneller laden müssen, oder solche, die für den nächsten Einsatz dringend benötigt werden. Gleichzeitig verteilt es die Last gleichmäßig und gewährleistet die Netzstabilität. Als „Gehirn“ des Gesamtsystems erfüllt es außerdem zahlreiche zusätzliche Funktionen: So leitet es beispielsweise den von einer Photovoltaik-Anlage erzeugten Strom gezielt an jene Verbraucher, die gerade den entsprechenden Bedarf haben. Zudem berücksichtigt es Wetter-, Preis- und Nutzungsdaten, um Solar- und Netzstrom so effizient wie möglich und mit der größtmöglichen Ersparnis einzusetzen.
2. Netzwerkinfrastruktur
Kommunikation zwischen den Geräten: Die Wallboxen und das EMS müssen miteinander vernetzt sein. Die Kommunikation erfolgt über standardisierte Protokolle wie das Open Charge Point Protocol (OCPP), LAN, WLAN oder proprietäre Lösungen. Diese ermöglichen den Austausch von Daten wie Ladezustand, Energiebedarf und verfügbaren Kapazitäten in Echtzeit.
Stabile Internetverbindung: Für die Steuerung und Überwachung ist eine stabile Internetverbindung erforderlich, insbesondere wenn cloudbasierte Lösungen zum Einsatz kommen.
3. Integration in bestehende Systeme
Energieinfrastruktur: Demand-Side-Management muss sich in die bestehende Energieversorgung des Unternehmens integrieren. Gegebenenfalls sind dafür Anpassungen an der Infrastruktur (kompatible Wallboxen, Smart Meter, Netzwerk, Elektrik) notwendig.
Erneuerbare Energien: Wenn das Unternehmen erneuerbare Energien wie Photovoltaik-Anlagen nutzt, sollte das System in der Lage sein, diese Energiequellen einzubinden und zu priorisieren.
4. Organisatorische Voraussetzungen
Planung und Beratung: Vor der Implementierung ist eine sorgfältige Planung notwendig. Unternehmen sollten sich umfassend beraten lassen, um die optimale Lösung für ihre Bedürfnisse zu finden. Sowohl die Gebäudeinfrastruktur als auch dessen Lage und das Tagesgeschäft vor Ort sind entscheidende Faktoren für die Frage, welche Maßnahmen umgesetzt werden können, um maximale Effizienz und Kostenersparnis zu erreichen.
Schulung der Mitarbeitenden: Eine Belegschaft, die das System bedient oder überwacht, sollte entsprechend geschult sein, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.
Dynamisches Lastmanagement ist Teil eines zukunftssicheren Gesamtsystems
Das dynamische Lastmanagement gewährleistet Effizienz und Sicherheit – und das nicht nur an der Wallbox. Es ist eine Lösung für alle Unternehmen, die sich den wachsenden Herausforderungen unserer Energieversorgung stellen. Im Verbund mit einem Energiemanagementsystem, PV-Anlagen, dynamischen Stromtarifen und Batteriespeichern optimiert es die Nutzung vorhandener Ressourcen, senkt Kosten und trägt dank der optimalen Integration der Erneuerbaren maßgeblich zu einer nachhaltigen Energiezukunft bei.