Privater und halböffentlicher Bereich: Lademöglichkeiten für E-Mobility

Sowohl im privaten als auch im halböffentlichen Bereich – beispielsweise im Umfeld von Hotels und Restaurants – müssen E-Mobility-Lademöglichkeiten einer Vielzahl unterschiedlichster Anforderungen genügen, etwa im Hinblick auf die Aufstellbedingungen, die Anbindung an Gebäudemanagementsysteme oder die Kommunikations- und Abrechnungsmöglichkeiten. Der Rückgriff auf ein modular aufgebautes System ermöglicht es, Ladelösungen auf alle individuellen Erfordernisse zuzuschneiden und sie auch zukünftigen Entwicklungen und veränderten Bedürfnislagen anzupassen.
Privatpersonen, die sich ein Elektrofahrzeug anschaffen wollen, müssen sich immer auch Gedanken darüber machen, wie und wo es geladen werden soll. Damit die jeweils individuell passende Ladelösung geplant werden kann, gilt es, mit fachlicher Unterstützung im Vorfeld einige Fragen zu klären – Fachleute aus der Elektrobranche haben hier die Möglichkeit, bei der Beratung ihre Kompetenz unter Beweis zu stellen: Soll das Elektrofahrzeug im Innen- oder Außenbereich geladen werden? Ist die Anbindung an eine Photovoltaikanlage oder ein Gebäudemanagementsystem geplant? Sind die vorhandenen Leitungen und Sicherheitsvorkehrungen ausreichend? Welche Verlegungsmöglichkeiten für elektrische Zuleitung, Energiezählung und Sicherung und welche Montageweisen kommen infrage? Sollen Zusatzausstattungen wie z.B. ein Zähler zur Erfassung des Verbrauchs vorgesehen werden? Ist eine eher pragmatische oder eine repräsentative Lösung gewünscht? Soll eine feste Ladeleitung oder eine Ladedose zur Aufnahme einer steckbaren Leitung eingebaut werden? Daneben spielt natürlich der Kostenaspekt eine Rolle. Sind die grundlegenden Fragen geklärt, geht es im Innenbereich vor allem um den zur Verfügung stehenden Platz, während im Außenbereich zusätzlich Aspekte wie die Witterungsbeständigkeit, Vandalismussicherheit und Zugangsbeschränkung beachtet werden müssen. Aus dem Sortiment von Walther bieten sich für den Privatbereich individuell konfigurierte Modelle der E-BoxX-Produktreihen Robust-Line, Design-Line oder Industry-Line oder die Ladesäulen der Reihe Ecolectra an.

Mode 2 oder Mode 3?

In der Praxis hat sich mittlerweile gezeigt, dass nicht jeder Hausanschluss für das Beladen von Elektrofahrzeugen geeignet ist. Nicht immer können vorhandene Schuko- oder CEE-Steckdosen dauerhaft 16A liefern. Auch ist, wenn nach Mode 2 geladen werden soll, im Vorfeld eine aufwändige und kostspielige Prüfung und ggf. Erweiterung der gesamten Elektroinstallation notwendig, um einen ausreichenden Fehlerstromschutz zu gewährleisten und zu verhindern, dass einzelne Anlagenteile überlastet werden. Aus all diesen Gründen geht der Trend aktuell mehr zum Laden im Mode 3 (Ladebetriebsart nach IEC 61851-1) – mit E-BoxXen oder Ladesäulen – und damit einer Neuinstallation und entsprechenden Fehlerstromschutzschaltern, Leitungsquerschnitten usw. Gegenüber dem Laden an herkömmlichen Haushaltssteckdosen haben professionelle, vom Fachmann installierte Ladepunkte viele Vorteile: Neben den kürzeren Ladezeiten und einem Plus bei der Sicherheit ermöglicht das Laden im Mode 3 eine Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladeeinrichtung. Das ist die Voraussetzung für ein gesteuertes Laden, das heißt, das Vorgeben eines maximalen Ladestroms zum Elektrofahrzeug, wie es etwa für ein intelligentes Energiemanagement nötig ist. Bei Neuinstallationen ist normseitig fast zwingend der Einsatz von allstromsensitiven RCDs Typ B gefordert. Hintergrund ist, dass RCDs vom Typ A unwirksam werden, wenn im Fehlerfall Gleichfehlerströme >6mA durch das Elektrofahrzeug erzeugt werden. Zudem können je nach Ladelösung auch Zähler etc. in der vorgeschalteten Installation untergebracht werden, wenn abhängig vom zur Verfügung stehenden Platz Ladegeräte mit besonders geringer Bautiefe zum Einsatz kommen.

E-Mobility und erneuerbare Energien

Wirklich sinnvoll wird E-Mobility erst im Zusammenspiel mit erneuerbaren Energien, sei es durch das Aufladen mit Ökostrom oder indem eine Solaranlage als Energiequelle verwendet wird. Die Lademöglichkeit wird dann je nach Art der Energienutzung (Einspeisung oder Eigennutzung) angebunden. Durch die intelligenten Ladesysteme von Walther lässt sich auch der vom Gesetzgeber geforderte Eigenverbrauch bei der Energieerzeugung durch PV-Anlagen anpassen. Mittels einfacher Steuerungsmodelle kann ein dynamisches Lastmanagement durchgeführt werden. Zukünftig werden diese Systeme durch externe Speicherlösungen, die eine eigenständige Stromversorgung für die Ladung von Elektrofahrzeugen ermöglichen, noch optimiert werden können.

Integration in vernetzte Gebäudetechnik

Die Vorteile der intelligenten, modular aufgebauten Ladesysteme lassen sich auch für die Einbindung in moderne Gebäudemanagementsysteme nutzen, um ein effizientes Energiemanagement zu erreichen und das Laden im Gefahrenfall zu beenden: Durch die Charge-Controller von Walther ist es möglich, die Ladepunkte mit einfachsten Mitteln in alle gängigen Gebäudemanagementsysteme einzubinden. Dann kann beispielsweise ein EIB/KNX-Schaltaktor oder eine vergleichbare Gebäudeleittechnik eine übergeordnete Ladefreigabe erteilen, das Laden beenden oder die Höhe der Ladeströme nach bestimmten Vorgaben anpassen. Ist ein Zähler in die Ladelösung eingebaut, ist darüber hinaus – um beim Beispiel EIB/KNX zu bleiben – die Erfassung und Speicherung des Verbrauchs möglich.

Ladelösungen im halböffentlichen Raum: Hotels und Restaurants

Bei der Kommunikation, der Einbindung in bestehende Systeme und dem Datenmanagement etc. hat sich Walther in zahlreichen realisierten Projekten besondere Kompetenzen erworben. Auch für Ladelösungen im halböffentlichen Bereich, beispielsweise im Umfeld von Hotels und Restaurants, spielen diese Aspekte eine zentrale Rolle – etwa im Hinblick auf das Energiemanagement und die Anbindung an Gebäudemanagementsysteme, auf die Identifikation oder die Abrechnungsmodalitäten. Bei Ladeeinrichtungen für den halböffentlichen Raum ist, nicht zuletzt wegen der kürzeren Ladezeiten, das Laden nach Mode 3 Standard. Dies wird auch in dem EU-Maßnahmenpaket vom 24.01.2013 in Verbindung mit Ladesteckvorrichtungen nach Typ 2 europaweit vorgegeben. Die konkrete Ausgestaltung der Ladeinfrastruktur hängt von einigen grundlegenden Parametern ab: Sind die betreffenden Parkmöglichkeiten frei zugänglich oder zugangsbeschränkt, müssen also Möglichkeiten zur Identifizierung etc. eingeplant werden? Ist für die Identifikation und Abrechnung ein bestehendes System vorhanden, in das die Ladeinfrastruktur eingebunden werden kann? Welche Anschlussleistungen stehen zur elektrischen Versorgung der Anlagen zur Verfügung? Kann bzw. soll die Lösung mit einem Gebäudemanagementsystem vernetzt werden? Wegen des in der Regel beschränkten Platzangebots kommen vor allem einfach oder doppelt bestückte Wallboxen (z.B. E-BoxXen der Slim-Line) oder mit zwei Ladepunkten ausgestattete Ladesäulen (z. B. Ecolectra 320 plus) zum Einsatz.

Stand-alone-Lösungen vs. Anbindung an bestehende Systeme

Für kleinere Szenarien kommen Stand-alone-Lösungen in Betracht. Je nach Ausgestaltung erfolgt die Freigabe der Ladesäule z.B. über Schlüsselschalter, Münzen, durch Eingabe einer PIN oder über RFID. Bei größeren Projekten ist es aus Kostengründen am sinnvollsten, die Ladevorrichtungen an die bestehenden Systeme anzukoppeln; Abrechnung und Quittungsdruck können dann über bestehende Abrechnungssysteme oder den Hotelcomputer erfolgen. In nächster Zukunft lässt sich auch die Zahlung mit dem Handy auf eTAN-Basis an Walther-Lademöglichkeiten realisieren. Was die Abrechnungsgrundlage angeht, ist es angesichts der aktuellen Gesetzeslage, unabhängig von der Größe der Anlage, am sinnvollsten, von der Ladezeit bzw. Parkdauer auszugehen.

Lokales Energiemanagement

Die zentrale Herausforderung bei der Planung von Ladeinfrastruktur für Parkplätze, Tiefgaragen oder Parkhäuser ist die sinnvolle Dimensionierung im Hinblick auf die Anschlussleistungen der elektrischen Versorgung. Die verfügbaren Energien sind selbst beim Neubau von Parkanlagen begrenzt. Mithilfe eines LEM (lokales Energiemanagement) kann dynamisch auf die Situation reagiert werden. Die Anlagen bestehen in der Regel aus einem Zentralverteiler (je nach Anforderung Walther-Ladesäule der Linie Voltanea, separate Energie- und Kommunikationsverteiler, Industrieverteilersystem etc.) und den Ladepunkten (z.B. E-BoxXen). Die in den Ladepunkten enthaltenen Walther-Charge-Controller haben die Fähigkeit, den maximalen Ladestrom über ein vorgegebenes Bitmuster zu begrenzen. Eine Steuerung im Zentralverteiler und ein intelligentes Kommunikationsnetz sorgen für eine Reduktion der Ladeströme bei steigender Benutzerzahl (SmartMode) und die Möglichkeit der Beeinflussung von außen (CentralMode).