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Phoenix Contact: Von der Ladestation zum  ausgefeilten Managementsystem

Von der Ladestation zum ausgefeilten Managementsystem

Installationsbetriebe scheuen oft den Einstieg in die Elektromobilität, da es ihnen an einschlägiger Erfahrung mangelt. Dabei ist der Einstieg in das Thema auch ohne spezielle Vorkenntnisse möglich – mit einem Minimum an Investitionen. Von der kleinen Gebäude- bis zur umfassenden Parkplatz-Applikation stellt Phoenix Contact individuell zugeschnittene Lade ­lösungen bereit.

Bequeme Legitimation und einfache Benutzerführung spielen für die Akzeptanz einer Ladestation eine wichtige Rolle

Bequeme Legitimation und einfache Benutzerführung spielen für die Akzeptanz einer Ladestation eine wichtige Rolle

Am Anfang einer Ladelösung steht meist die Frage, wo die Ladestation aufgebaut werden soll und ob dort auf eine bereits vorhandene Infrastruktur zurückgegriffen werden kann und keine Zuleitung verlegt werden muss. Denn bei vorhandener Infrastruktur kann auf Tiefbau- und Kabelverlegungsarbeiten gänzlich verzichtet werden.
Als nächstes muss der Stromanschluss an der nun definierten Stelle betrachtet werden. Zum Aufbau einer Lade ­station kann – bei vorhandener Infrastruktur – die aktuell zur Verfügung stehende Anschlussleistung genutzt werden. Selbst ein 230-V/16-A-Anschluss mit einer Leistung von 3,7 kW reicht für den Einstieg. Zudem sind einige gängige Elektrofahrzeuge nur für eine maximale Wechselstrom-Ladeleistung von 3,7 kW ausgelegt. Zum anderen hat der Fahrer oft gar nicht die Absicht, an jedem beliebigen Ladepunkt das Fahrzeug vollständig aufzuladen. Ladestationen werden von Fahrern häufig nur dazu genutzt, die Reichweite des E-Mobils zu erhöhen – beispielsweise beim Einkauf im Supermarkt.

Ladevorgang kostenfrei oder gegen Berechnung

Vom einfachen Ladepunkt bis zum komplexen Lademanagement können Projekte mit den Lösungen von Phoenix Contact umgesetzt werden

Vom einfachen Ladepunkt bis zum komplexen Lademanagement können Projekte mit den Lösungen von Phoenix Contact umgesetzt werden

Beim Einstieg in das Thema Elektromobilität sollte auch in Betracht gezogen werden, ob das Laden für den Kunden kostenfrei ist oder diesem in Rechnung gestellt werden soll. Häufig soll das Laden als Kundenservice – etwa auf dem Parkplatz eines Shopping Centers – kostenfrei sein. In diesem Fall kann auf die Funktion des Abrechnungssystems (billing) bei der Ladesteuerung verzichtet werden. Auf der anderen Seite ist zu bedenken, dass der Ladepunkt künftig vielleicht um genau diese Funktion erweitert werden soll. Denn mit der zunehmenden Dichte an Elektrofahrzeugen geht der Trend hin zu kostenpflichtigen und kostendeckenden Lademöglichkeiten.
Stehen Standort der Ladestation, Ladeart und Anzahl der Ladepunkte fest, erfolgt die Auswahl der Hardware. Eine einfache Variante einer Ladestation – die Wallbox – kann auf einem Ständerwerk installiert werden. Die Wallbox wird von manchen Anbietern genau auf den Kunden zugeschnitten und installationsbereit geliefert. Alternativ kann der künftige E-Mobilist auch Einsteiger-Sets von Phoenix Contact nutzen.

Vorteil der AC-Ladetechnik-Sets

Vollständige Ladetechnik-Sets erleichtern den Einstieg in die Elektromobilität und bieten viele Möglichkeiten für eine Erweiterung

Vollständige Ladetechnik-Sets erleichtern den Einstieg in die Elektromobilität und bieten viele Möglichkeiten für eine Erweiterung

Die AC-Ladetechnik-Sets von Phoenix Contact umfassen jeweils aufeinander abgestimmte Komponenten zum einfachen Aufbau privater oder gewerblicher AC-Ladestationen. So bieten die Sets zahlreiche Möglichkeiten, eigene Ladeinfrastruktur-Projekte umzusetzen – mit einem oder zwei Ladepunkten, mit angeschlossener Ladeleitung oder auch nur mit einer Ladeinfrastruktur-Steckdose. Auch zwischen unterschiedlichen Ladeleistungen kann der Installateur sich entscheiden – zwischen 3,7, 11 oder 22 kW. Ein geprüfter Verdrahtungsplan sowie die dazu gehörige Montageanleitung stehen zum Download bereit, sodass bei den Entwicklungskosten gespart werden kann.
So erhalten Ladestationen ein individuelles und neuartiges Design, erste Ladepunkte können bequem errichtet werden. Langfristig sowie für höhere Stückzahlen können die benötigten Komponenten auf der Basis des vorhandenen Schaltplans bestellt werden.

Sukzessiver Ausbau

Ladestationen, die nach diesem Prinzip erstellt wurden, können von Elektroinstallateuren sowie von der Betriebstechnik eines Unternehmens selbst modifiziert und auch gemischt betrieben werden. Sind die ersten Ladestationen in Betrieb, kann auf diese Art und Weise die Ladeinfrastruktur sukzessive nach Anforderung ausgebaut werden.
Mit einer stetig wachsenden Ladeinfrastruktur – von wenigen Ladestationen bis hin zu einem ausgedehnten Ladepark – stellt sich auch die Frage nach der stabilen Energieversorgung. Planer und Errichter von Ladeparks stehen zunehmend vor der Herausforderung, mit einem eingeschränkten Netzanschluss die optimale Ladeleistung für jeden Ladepunkt zu erzielen – bei einem sicheren und hoch verfügbaren Betrieb.
Voraussetzung dafür ist ein funktionales Lastmanagement – dabei wird unterschieden zwischen statischem und dynamischem Lastmanagement. Statisch bedeutet hier, dass die Ladepunkte je nach verfüg ­barer Energie freigegeben oder gesperrt werden – unabhängig von der Leistung, die an jedem einzelnen Ladepunkt abgenommen wird.
Beim dynamischen Lastmanagement wird zu jeder Zeit auf den aktuellen Leistungsverbrauch der Ladepunkte reagiert – abhängig von der verfügbaren Anschlussleistung. Wichtiges Kriterium hierbei ist auch, ob ein-, zwei- oder dreiphasig geladen wird. Ob nun statisch oder dynamisch – in beiden Fällen kann sich die Anschlussleistung im Betrieb ändern, und das Lastmanagement muss angemessen auf die Änderung reagieren. Der Vorgabewert der Anschlussleistung kommt von einem überlagerten Management ­system, z. B. aus dem Gebäudemanagement. In diesem Fall wird die Ladeinfrastruktur zum integralen Bestanteil eines übergeordneten Energiemanagements.

Übergeordnetes Lademanagement

Voraussetzung für ein leistungsstarkes Lastmanagement ist zudem, dass die in den Ladestationen verbauten Ladesteuerungen eine Modifikation des Ladestroms während des Ladevorgangs ermöglichen. Diese Funktion ist in den Ladesteuerungen von Phoenix Contact bereits als Standard implementiert.
Unabhängig von Standort und Energieversorgung findet die Berechnung der Ladevorgänge statt. Hier wird häufig gefordert, den Ladepunkt – je nach Vernetzungsgrad der Ladestationen – einzeln oder mit einer übergeordneten Managementsoftware in das Abrechnungssystem zu integrieren.
Für den Betrieb als Stand-alone-Ladestation muss die ­Ladesteuerung in die Abrechnungssysteme integrierbar sein. Etabliert hat sich hier das Open Charge Point Protocol (OCPP). In diesem Protokoll sind die – für den Ladevorgang notwendigen – Parameter, wie Authentifizierung, Status, Energiewerte usw. enthalten. Sobald die Ladesteuerung also eine OCPP-Schnittstelle mitbringt, hat jede Ladesta ­tion eine Verbindung zum Abrechnungssystem.
Für Ladepunkte in Parkhäusern und auf Parkplätzen kann das oben beschriebene Lastmanagement sowie die Einbindung in ein Abrechnungssystem über eine Managementsoftware vorgenommen werden. Mit der EV Charging Suite von Phoenix Contact wird der Betrieb von Ladestationen und Ladeparks erheblich optimiert. Die EV Charging Suite hat eine Anbindung an jede Ladesteuerung im lokalen Verbund von Ladestationen. Auf diese Weise kann die Suite den gesamten Verbund steuern.
Auch im Hinblick auf ein effizientes Abrechnungssystem ist die Charging Suite eine sinnvolle Investition, da sie als einzige Verbindung fungieren kann. Bei vielen gängigen ­Installationen wird jede Verbindung zu einem Abrechnungssystem über die SIM-Karte des Abrechnungs ­system-Anbieters eingerichtet. Als Konsequenz entstehen für jede Verbindung laufende monatliche Kosten. Über die Charging Suite können nun mehrere Ladepunkte zusammengefasst werden, was die laufenden Kosten erheblich reduziert.

Fazit

Die Software EV Charging Suite bildet die Schnittstelle zwischen Fahrer, Ladepark- und Netzbetreiber sowie Abrechnungsanbieter. Das integrierte Lastmanagement sorgt für die optimale Aufteilung der zur Verfügung stehenden Anschlussleistung auf die Ladepunkte. Dies vermeidet Ausfälle durch Lastüberschreitungen. Außerdem unterstützt die Software eine komfortable Verwaltung der Ladepunkte und Nutzer, verschiedene Autorisierungsmethoden sowie eine verbrauchsgerechte Abrechnung über den Backend-Anbieter.
www.phoenixcontact-emobility.com/de
www.phoenixcontact.de/ladeparkmanagement


Dirk Vogel arbeitet als Produktmanager Smart Charging bei der Phoenix Contact E-Mobility GmbH in Schieder-Schwalenberg.

Autor:
Dirk Vogel arbeitet als Produktmanager Smart Charging bei der Phoenix Contact E-Mobility GmbH in Schieder-Schwalenberg.

EV Charging Suite - auf einen Blick

  • Intelligentes Lastmanagement sorgt für optimale Verteilung der Anschlussleistung und vermeidet Lastüberschreitungen,
  • einfache Inbetriebnahme, Konfiguration und Überwachung per Weboberfläche,
  • zukunftssicher und skalierbar durch einfaches Hinzufügen und Verwalten von Ladepunkten,
  • zuverlässiges Loggen aller Ladevorgänge zur Echtzeitvisualisierung und präzisen Abrechnung über OCPP (Open Charge Point Protocol) sowie
  • komfortable Anbindung an übergeordnete Gebäude- und Energiemanagementsysteme.