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Intelligentes und netzdienliches Laden entlastet das Stromnetz.

Bild: iStock, Tramino

Netzdienliches Laden So funktioniert intelligentes Laden von Elektroautos

04.02.2021

Wenn viele Elektroautos zur gleichen Zeit laden, gehen in der Straße die Lichter aus – das ist eine Befürchtung, die Skeptiker der Elektromobilität als Zukunftsvision malen. Bei einem Modellversuch haben Gisa und Audi eine klare Antwort darauf gefunden: intelligentes und netzdienliches Laden entlastet das Stromnetz und kann damit helfen, die Akzeptanz für die Elektromobilität weiter zu steigern.

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Das von Gisa und Audi untersuchte Szenario: In einem Straßenzug, der von einem Ortsnetz-Transformator versorgt wird, laden mehrere Elektroautos gleichzeitig mit hoher Leistung. Das sogenannte netzdienliche Laden soll einer Netzüberlastung mit einem intelligenten Management von Ladevorgängen entgegenwirken und diese vermeiden. Dabei wird eine sichere Kommunikation zwischen Elektroauto, Ladeinfrastruktur und Netzbetreiber aufgebaut. Letzterer kann im Notfall einzelne Ladevorgänge gezielt beeinflussen.

E-Auto entlastet das Stromnetz

Diese Theorie wurde durch das Projekt in die Praxis überführt. Entwickeln wird sich dies zukünftig in ein zeitversetztes Laden unter Berücksichtigung des Abfahrtswunsches, des Energiebedarfs und der tatsächlichen Last beziehungsweise Einspeisung der erneuerbaren Energien im Stromnetz. Somit gewinnen alle: Das E-Auto nutzt Standzeiten für das Vollladen mit einer dynamischen Anpassung der Ladeleistung und entlastet gleichzeitig das Stromnetz, ohne dabei die Mobilitätsbedürfnisse der Kunden einzuschränken. Möglich wird das durch neue Bausteine im Hausnetz für eine gemeinsame Sprache zwischen Haus, Elektroauto und Energienetz.

Der Stromanschluss wird digital

Die zentrale Komponente ist ein so genanntes Smart Meter Gateway (SMGW) – ein Gerät, das schon heute Pflicht ist, wenn der Stromverbrauch des Haushalts im Jahr über 6.000 kWh liegt. Das im Test von EMH Metering bereitgestellte SMGW stellt eine Datenverbindung zwischen Haus und Netzbetreiber her. Diese Kommunikationsverbindung als Grundlage einer sicheren Steuerung unterliegt strengsten regulatorischen Anforderungen, welche durch Gisa erfüllt werden. Gesteuert wurde der Ladevorgang über das Robotron-System IoTHub4Utilities, welches unter anderen mit Leitstellen von Netzbetreibern verknüpft werden kann und bei Gisa in einem hochverfügbaren, zertifizierten und sicheren Rechenzentrum in Deutschland verortet ist.

Im Versuchsaufbau leitete ein separat verbautes Steuermodul mit der Software von KEO die notwendigen Informationen und Steuersignale vom SMGW kommend, direkt an das Ladesystem Connect von Audi weiter. Mit der Implementierung der EEBUS-Schnittstelle, welche gerade in das FNN- und VDE-Vorschriftenwerk aufgenommen wird, stellen Gisa und Robotron ihren Kunden eine technische Umsetzung der gerade veröffentlichten Novellierung des §14a, Referentenentwurf Steuerbare-Verbrauchseinrichtungen-Gesetz, zur Verfügung.

Individuelles Lademanagement für jedes Auto

Mittelfristig wird es die neue Vernetzungstechnik erlauben, die Ladeleistung, den Ladezeitpunkt und die Ladedauer für jedes Auto zu beeinflussen. Zusätzlich könnten sich reizvolle Perspektiven eröffnen: Ein Kunde, der sein Auto auch am Arbeitsplatz laden kann, könnte beispielsweise beim Laden zuhause gewisse Einschränkungen akzeptieren. Im Gegenzug bekäme er den Strom von seinem Lieferanten besonders günstig oder klimafreundlich.

Das intelligente Laden von Elektroautos ist ein wichtiger Baustein für die nachhaltige Energiewirtschaft der Zukunft. Wenn die Potenziale geeignet genutzt werden, könnten Elektroautos perspektivisch auch als flexible Tagesspeicher für Sonnen- und Windstrom dienen – Ressourcen, welche nur sehr wechselhaft zur Verfügung stehen.

Zum Forschungsprojekt

Beim Pilotprojekt in Chemnitz hat Gisa mit spezialisierten Partnern kooperiert und Ihre Initiative als Treiber des Projektes und Expertise als Administrator des SMGW eingebracht. Audi hat umfassendes Know-how im Bereich der Elektromobilität sowie Ladeinfrastruktur zur Verfügung gestellt. Die Software für das Backend stellte Robotron Datenbank-Software bereit. Die Software für die Kommunikations-Schnittstelle des SMGW entwickelte KEO. Die Hardware des intelligenten Messsystems wurde von EMH metering zur Verfügung gestellt.

Uwe Klemm, Head of Energy Steering bei Gisa: „Es macht Spaß, dieses zukunftsorientierte Thema mit Audi zu bearbeiten und voranzutreiben. Das Projekt hat einen Baustein geliefert, die Elektromobilität und die Energiewirtschaft näher zusammen zu bringen.“

Gerhard Paris, Projektleiter Smart Charging bei Audi: „Mit Gisa als IT-Komplettdienstleister haben wir einen starken Projektpartner, der mit seinem Know-how einen großen Beitrag in Richtung intelligentes Stromnetz liefern konnte. In diesem Projekt haben wir die Machbarkeit der auf Normen basierenden Kommunikationsanbindung zwischen potenziellen Netzbetreibern und Elektrofahrzeugen gezeigt. Nun besteht die Möglichkeit der flächendeckenden Umsetzung für Netzbetreiber und Stromanbieter.“

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