Netzdienliches Laden durch Rundsteuerempfänger

München, 31.01.2020

Der anstehende Hochlauf der Elektromobilität erfordert es, das Stromnetz zu optimieren. Für den erhöhten Energie- und Leistungsbedarf durch Elektroautos ist es allerdings – entgegen oft geäußerter Befürchtungen – meist nicht notwendig, das Stromnetz zu hohen Kosten auszubauen. Bei einem Großteil der Netzanschlüsse reicht es vollkommen, den Energiebezug der Stromfahrzeuge netzdienlich zu steuern. 

The Mobility House hat zu diesem Zweck eine Produkterweiterung für das Lade- und Energiemanagementsystem ChargePilot entwickelt, das auf einer seit Jahrzehnten bewährten Technologie beruht: Per Rundsteuerempfänger betätigte Schaltrelais, mit denen Verbraucher im Versorgungsnetz über die Stromleitungen hinweg gesteuert werden können – eine Art Fernbedienung also. Die klassischen Anwendungsfälle sind aus dem Alltag bekannt, z.B. die Steuerung von Wärmepumpen, Warmwasserspeichern und Nachtspeicherheizungen zur Netzentlastung oder die Straßenbeleuchtung. Die Einspeisung von erneuerbaren Energien aus Wind und Sonne ins Stromnetz wird ebenfalls über Rundsteuerempfänger geregelt.

Damit die Energieversorgungsunternehmen zu Zeiten hoher Auslastung auch Elektroauto-Ladestationen fernbedienen können, ermöglicht The Mobility House die netzdienliche Steuerung von Ladepunkten durch das Auslesen von Rundsteuerempfänger-Schaltrelais über eine neue Schnittstelle am lokalen Smart Charging Controller von ChargePilot. So kann direkt vor Ort die Ladeleistung aller am Controller angeschlossenen Ladepunkte entsprechend verringert werden. Das Auslesen von zwei Relais ermöglicht ein stufenweises Regeln, z.B. 100%, 60%, 30%, 0%.

Rundsteuerempfänger Setup Schemaskizze

Der Smart Charging Controller von The Mobility House arbeitet bei dieser Lösung wie eine Art Übersetzer: Er wandelt das analoge Signal des Netzbetreibers in ein digitales um, und kann so einzelne Ladepunkte gezielt ansteuern.

Mit dieser Technologie setzt The Mobility House die in den Technischen Anschlussregeln (TAR) Niederspannung vorgeschriebene Steuerung von Ladestationen für netzstabilisierende Maßnahmen um, welche angesichts des bevorstehenden Hochlaufs der Elektromobilität immer mehr an Bedeutung gewinnen wird. Um die unterschiedlichen Anforderungen der Netzbetreiber erfüllen zu können, ist die Schnittstelle flexibel ausgelegt. Es können etwa die Steuerwerte je nach Standort unterschiedlich konfiguriert oder auch nur ein Relais ausgelesen werden.

Die Integration einer Rundsteuerung ist insbesondere bei einem Anschluss mit mehreren Ladepunkten relevant, wie etwa bei Flottenbetreibern. Denn die Verringerung der Ladeleistung betrifft nicht einzelne Ladepunkte, sondern das ganze Depot. ChargePilot stellt sicher, dass die restliche verfügbare Leistung (sofern nicht auf 0% geregelt) optimal genutzt und wenn erforderlich per VIP-Steuerung auf die dringlichsten Fahrzeuge verteilt wird, wie folgende Grafik veranschaulicht.

Rundsteuerempfänger Steuerbefehle

Hier laden drei Elektroautos an einem Standort mit vier Ladepunkten, zwei mit jeweils 22 kW, eines mit 11 kW. Die benötigte Leistung entspricht etwas mehr als der Hälfte der 100 kW, die der Standort als Maximum hergibt. Regelt der Netzbetreiber in der ersten Stufe auf 70% herunter, wird das Ladeverhalten der Autos noch nicht beeinträchtigt. Erst in Stufe zwei bei 40% passt ChargePilot die Ladevorgänge an: CP1 bekommt, weil als VIP-Fahrzeug priorisiert, weiterhin die vollen 22 kW, CP2 und CP3 laden noch mit 9 kW. Selbst bei einer Reduktion der Leistung wird also maximal effizient geladen und auf individuelle Mobilitätsbedürfnisse eingegangen. Erst wenn der Netzbetreiber auf 0% regelt, erhalten die E-Autos für bis zu 2 Stunden keinen Strom mehr.

Die Lösung kann auch Befehle aus der FNN Steuerbox verarbeiten und ist somit bereits gerüstet für den bevorstehenden Rollout von Systemen aus den Bereichen Smart Metering, Smart Grid und Smart Market. Um die Anreize für die Nutzer zu erhöhen, ihre Lasten steuerbar zu machen, und um The Mobility House sowie allen anderen Beteiligten Planungssicherheit zu geben, sollte nun der EnWG§14a durch die Bundesregierung ausgestaltet werden.

Rundsteuerempfänger UI

Die Ladekurve zeigt, wie ChargePilot bei Eingriffen der Netzbetreiber innerhalb weniger Sekunden die Leistung der Ladestationen anpasst.

The Mobility House arbeitet bereits an einigen weiteren Projekten zum netzdienlichen Laden. Für das Projekt ELBE in Hamburg kann ChargePilot beispielsweise ein Signal verarbeiten, das direkt von der Leitwarte von Stromnetz Hamburg via OpenADR für einzelne Netzanschlusspunkte an die Cloud von The Mobility House gesendet wird. ChargePilot kümmert sich entsprechend der Vorgaben der Netzbetreiber um Verteilung der Energie auf einzelne Ladepunkte.