Zeit, Gewerke aufzubrechen

Elektromobilität integrieren statt separieren

Zeit, Gewerke aufzubrechen

Das Elektroauto ist präsenter denn je – ob in politischen Diskursen, in Gesprächen am Frühstückstisch, über die Fernsehbildschirme flimmernd und nicht zuletzt in Städten und auf Straßen. Eine aktuelle Statistik des Kraftfahrtbundesamts (KBA) bestätigt den Trend. So konnten batterieelektrische Fahrzeuge mit 17,1 Prozent der Neuzulassungen im September 2021 einen Rekordanteil für sich verbuchen. Dennoch: Erfolg oder Misserfolg der Elektromobilität entscheidet sich nicht alleine an den Verkaufstheken, sondern vor allem zu Hause und am Arbeitsplatz – genau dort, wo Elektroautos überwiegend geladen werden.

Bild: Schneider Electric GmbH


Auf dem Weg zur Erreichung der Klimaziele und zu mehr Nachhaltigkeit nimmt die Kombination aus smarter Energieerzeugung und Elektromobilität eine Schlüsselrolle ein. Besonders in Städten gibt es allerdings kaum Platz für öffentliche Ladestationen und die zum Teil veralteten Netze sind der steigenden Zahl an Elektrofahrzeugen nicht gewachsen. Daher gilt es, sich auf die lokale Infrastruktur zu konzentrieren und insbesondere Gebäude in das Lademanagement einzubeziehen. Von rechtlicher Seite hat das Gebäude-Elektromobilitätsinfrastruktur-Gesetz (GEIG) Anfang 2021 die Weichen hierfür gestellt. So müssen in Neu- oder umfassend renovierten Wohnbauten – sofern sie über mehr als zehn Stellplätze verfügen – alle Parkplätze für die Elektromobilität vorgerüstet werden. Für Nichtwohngebäude ist die Vorrüstung für jeden fünften Stellplatz vorgeschrieben und die Installation von mindestens einem Ladepunkt ist Pflicht. Eine gebäudeintegrierte Lade- und Leitungsinfrastruktur, die sich für neu errichtete Gebäude meist unproblematisch realisieren lässt, kann im Bestand derweil eine echte Herausforderung darstellen. So gilt es zunächst einmal zu klären, ob überhaupt ausreichend Energie zur Versorgung der E-Fahrzeuge verfügbar ist und wie viele Ladesäulen dementsprechend installiert werden können. Im Sinne einer grünen und nachhaltigen Elektromobilität steht zudem die Frage im Raum, wie sich erneuerbare Energien intelligent einbeziehen und effizient regeln lassen und welchen Einfluss sowohl die neuen Stromproduzenten als auch die neuen Verbraucher elektrischer Energie auf Netzqualität, Lastspitzen und Energieverfügbarkeit haben. Insbesondere bei größeren Liegenschaften führt darüber hinaus an einer Integration der Ladeinfrastruktur sowie von Photovoltaikanlage, Blockkraftheizwerk, Energiespeicher und Co. in ein zentrales Gebäudeleitsystem meist kein Weg vorbei. Nur so lassen sich Nachhaltigkeit und Effizienz im Gebäude erreichen, Versorgung und Verbrauch intelligent miteinander verknüpfen, Lasten flexibel ausbalancieren und Komforteinbußen auf Seiten der Nutzer vermeiden.

Für die fachgerechte Implementierung von Ladeinfrastruktur im Gebäude steht mit dem EcoXpert-Partnerprogramm von Schneider Electric ein großes Netzwerk zertifizierter Partner bereit. (Bild: Schneider Electric GmbH)
Für die fachgerechte Implementierung von Ladeinfrastruktur im Gebäude steht mit dem EcoXpert-Partnerprogramm von Schneider Electric ein großes Netzwerk zertifizierter Partner bereit. (Bild: Schneider Electric GmbH)

Zeit, Gewerke aufzubrechen

Wichtige Voraussetzungen zur Implementierung einer effizienten und nachhaltigen gebäudeintegrierten Ladeinfrastruktur sind eine umfassende digitale Vernetzung, ein durchgängiger Daten- und Informationsaustausch sowie nicht zuletzt offene Standards und Protokolle – wie Modbus TCP und RTU, Bacnet oder auch OCPP. Denn weder Ladesäulen und Elektrofahrzeuge noch das Gebäude an sich – mit der Nutzung erneuerbarer Energieträger, Energiespeicher und Automatisierungslösungen – dürfen isoliert betrachtet werden. Ganz nach dem Motto ‚integrieren statt separieren‘ gilt es vielmehr, die Silos der einzelnen Gewerke und Bereiche aufzubrechen. Ein ganzheitlicher Ansatz, der sowohl für die Implementierung von Ladeinfrastruktur in Ein- und Mehrfamilienhäusern als auch in größeren und kritischen Gewerbeimmobilien zunehmend an Bedeutung gewinnt. Tech-Konzern Schneider Electric liefert mit seiner EcoStruxure-Architektur alle hierfür notwendigen Bausteine – von der Einspeisung über die Energieverteilung und Gebäudeautomation bis hin zur Ladesäule und Steckdose.

Eine kompakte Wandladestation, die sogenannte Wallbox, lässt sich ganz einfach an einer Wand im Innen- oder Außenbereich befestigen. (Bild: Schneider Electric GmbH)
Eine kompakte Wandladestation, die sogenannte Wallbox, lässt sich ganz einfach an einer Wand im Innen- oder Außenbereich befestigen. (Bild: Schneider Electric GmbH)

Vom Ein- bis zum Mehrfamilienhaus

Bild: Schneider Electric GmbH

Zukunftssicherheit bieten skalierbare Systeme, die eine stetige Erweiterung um zusätzliche Ladestationen, Anwendungen und Funktionen zulassen. So kann z.B. die Nutzung einer einzelnen Wallbox sinnvoll um einen Energiesensor ergänzt werden. Der kompakte und drahtlose PowerTag von Schneider Electric ermöglicht es etwa, den Verbrauch der Ladestation zu messen und mithilfe eines Gateways direkt auf das Smartphone zu übertragen. Über die reine Verbrauchskontrolle und das Energiemonitoring hinausgehend, erlaubt ein zusätzliches Lastmanagementsystem (LMS) intelligent gesteuerte Ladevorgänge, sodass diese nach Parametrierung über ein Web-Interface netzdienlich – sprich unter Berücksichtigung der am Hausanschluss gemessenen Energie sowie entsprechend freier Kapazitäten – erfolgen. Mit Blick auf den Nachhaltigkeitsgedanken ist zugleich eine Verknüpfung der Ladeinfrastruktur mit der Photovoltaikanlage auf dem Dach sowie einer Integration in eine Smart-Home-Architektur sinnvoll. Angelehnt an ein Prosumer-Gebäude, das elektrische Energie lokal erzeugt und gleichermaßen lokal verbraucht, ermöglicht es etwa die Prosumer-Home-Lösung von Schneider Electric, Anwendungen der Elektromobilität über eine EEBus-Schnittstelle in die Hausautomationslösung zu integrieren und z.B. die Ladung von E-Autos nur bei Stromüberschuss einzuleiten. Vergleichbar gestaltet sich der Aufbau gebäudeintegrierter Ladeinfrastruktur in Mehrfamilienhäusern und einfachen Gewerbeimmobilien: Dank eines dynamischen Lastmanagements wie EVlink LMS können bei größeren Architekturen bis zu 200 Ladepunkte bedarfsgerecht geregelt werden. Wenn bei unterschiedlichen Nutzergruppen der Ladeinfrastruktur zudem eine separate Abrechnung der einzelnen Ladevorgänge erforderlich ist, sind lediglich ein vernetztes Energiemessgerät und ein 3G/4G Modem zu ergänzen. Die individuelle Abrechnung erfolgt dann über externe Dienstleister wie Inno2grid.

Gewerblich genutzte Gebäude

In besonders anspruchsvollen Umgebungen stehen wiederum Systeme für ein integratives Lastmanagement mit Eigenverbrauchsoptimierung, lokaler Visualisierung und Datenspeicherung sowie der möglichen Einteilung von Ladezonen bereit. Beispiel Bürogebäude: Hier lassen sich Ladeinfrastruktur, Erzeuger, Speicher und HLKS-Anlagen auf der Grundlage eines Automation Servers intelligent in der zentralen Gebäudeleittechnik zusammenführen. Nehmen Betriebsstabilität und Versorgungssicherheit eine übergeordnete Rolle ein, kann das System zusätzlich um ein hochpräzises Messgerät wie ION9000 von Schneider Electric erweitert werden. Dieses liefert neben Daten zu Oberschwingungen zugleich nützliche Trends und Analysen zur Stromqualität sowie zur Verbrauchs- und Netzoptimierung.

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Bild: Schneider Electric GmbH


Auf dem Weg zur Erreichung der Klimaziele und zu mehr Nachhaltigkeit nimmt die Kombination aus smarter Energieerzeugung und Elektromobilität eine Schlüsselrolle ein. Besonders in Städten gibt es allerdings kaum Platz für öffentliche Ladestationen und die zum Teil veralteten Netze sind der steigenden Zahl an Elektrofahrzeugen nicht gewachsen. Daher gilt es, sich auf die lokale Infrastruktur zu konzentrieren und insbesondere Gebäude in das Lademanagement einzubeziehen. Von rechtlicher Seite hat das Gebäude-Elektromobilitätsinfrastruktur-Gesetz (GEIG) Anfang 2021 die Weichen hierfür gestellt. So müssen in Neu- oder umfassend renovierten Wohnbauten – sofern sie über mehr als zehn Stellplätze verfügen – alle Parkplätze für die Elektromobilität vorgerüstet werden. Für Nichtwohngebäude ist die Vorrüstung für jeden fünften Stellplatz vorgeschrieben und die Installation von mindestens einem Ladepunkt ist Pflicht. Eine gebäudeintegrierte Lade- und Leitungsinfrastruktur, die sich für neu errichtete Gebäude meist unproblematisch realisieren lässt, kann im Bestand derweil eine echte Herausforderung darstellen. So gilt es zunächst einmal zu klären, ob überhaupt ausreichend Energie zur Versorgung der E-Fahrzeuge verfügbar ist und wie viele Ladesäulen dementsprechend installiert werden können. Im Sinne einer grünen und nachhaltigen Elektromobilität steht zudem die Frage im Raum, wie sich erneuerbare Energien intelligent einbeziehen und effizient regeln lassen und welchen Einfluss sowohl die neuen Stromproduzenten als auch die neuen Verbraucher elektrischer Energie auf Netzqualität, Lastspitzen und Energieverfügbarkeit haben. Insbesondere bei größeren Liegenschaften führt darüber hinaus an einer Integration der Ladeinfrastruktur sowie von Photovoltaikanlage, Blockkraftheizwerk, Energiespeicher und Co. in ein zentrales Gebäudeleitsystem meist kein Weg vorbei. Nur so lassen sich Nachhaltigkeit und Effizienz im Gebäude erreichen, Versorgung und Verbrauch intelligent miteinander verknüpfen, Lasten flexibel ausbalancieren und Komforteinbußen auf Seiten der Nutzer vermeiden.

Für die fachgerechte Implementierung von Ladeinfrastruktur im Gebäude steht mit dem EcoXpert-Partnerprogramm von Schneider Electric ein großes Netzwerk zertifizierter Partner bereit. (Bild: Schneider Electric GmbH)
Für die fachgerechte Implementierung von Ladeinfrastruktur im Gebäude steht mit dem EcoXpert-Partnerprogramm von Schneider Electric ein großes Netzwerk zertifizierter Partner bereit. (Bild: Schneider Electric GmbH)

Zeit, Gewerke aufzubrechen

Wichtige Voraussetzungen zur Implementierung einer effizienten und nachhaltigen gebäudeintegrierten Ladeinfrastruktur sind eine umfassende digitale Vernetzung, ein durchgängiger Daten- und Informationsaustausch sowie nicht zuletzt offene Standards und Protokolle – wie Modbus TCP und RTU, Bacnet oder auch OCPP. Denn weder Ladesäulen und Elektrofahrzeuge noch das Gebäude an sich – mit der Nutzung erneuerbarer Energieträger, Energiespeicher und Automatisierungslösungen – dürfen isoliert betrachtet werden. Ganz nach dem Motto ‚integrieren statt separieren‘ gilt es vielmehr, die Silos der einzelnen Gewerke und Bereiche aufzubrechen. Ein ganzheitlicher Ansatz, der sowohl für die Implementierung von Ladeinfrastruktur in Ein- und Mehrfamilienhäusern als auch in größeren und kritischen Gewerbeimmobilien zunehmend an Bedeutung gewinnt. Tech-Konzern Schneider Electric liefert mit seiner EcoStruxure-Architektur alle hierfür notwendigen Bausteine – von der Einspeisung über die Energieverteilung und Gebäudeautomation bis hin zur Ladesäule und Steckdose.

Eine kompakte Wandladestation, die sogenannte Wallbox, lässt sich ganz einfach an einer Wand im Innen- oder Außenbereich befestigen. (Bild: Schneider Electric GmbH)
Eine kompakte Wandladestation, die sogenannte Wallbox, lässt sich ganz einfach an einer Wand im Innen- oder Außenbereich befestigen. (Bild: Schneider Electric GmbH)

Vom Ein- bis zum Mehrfamilienhaus

Bild: Schneider Electric GmbH

Zukunftssicherheit bieten skalierbare Systeme, die eine stetige Erweiterung um zusätzliche Ladestationen, Anwendungen und Funktionen zulassen. So kann z.B. die Nutzung einer einzelnen Wallbox sinnvoll um einen Energiesensor ergänzt werden. Der kompakte und drahtlose PowerTag von Schneider Electric ermöglicht es etwa, den Verbrauch der Ladestation zu messen und mithilfe eines Gateways direkt auf das Smartphone zu übertragen. Über die reine Verbrauchskontrolle und das Energiemonitoring hinausgehend, erlaubt ein zusätzliches Lastmanagementsystem (LMS) intelligent gesteuerte Ladevorgänge, sodass diese nach Parametrierung über ein Web-Interface netzdienlich – sprich unter Berücksichtigung der am Hausanschluss gemessenen Energie sowie entsprechend freier Kapazitäten – erfolgen. Mit Blick auf den Nachhaltigkeitsgedanken ist zugleich eine Verknüpfung der Ladeinfrastruktur mit der Photovoltaikanlage auf dem Dach sowie einer Integration in eine Smart-Home-Architektur sinnvoll. Angelehnt an ein Prosumer-Gebäude, das elektrische Energie lokal erzeugt und gleichermaßen lokal verbraucht, ermöglicht es etwa die Prosumer-Home-Lösung von Schneider Electric, Anwendungen der Elektromobilität über eine EEBus-Schnittstelle in die Hausautomationslösung zu integrieren und z.B. die Ladung von E-Autos nur bei Stromüberschuss einzuleiten. Vergleichbar gestaltet sich der Aufbau gebäudeintegrierter Ladeinfrastruktur in Mehrfamilienhäusern und einfachen Gewerbeimmobilien: Dank eines dynamischen Lastmanagements wie EVlink LMS können bei größeren Architekturen bis zu 200 Ladepunkte bedarfsgerecht geregelt werden. Wenn bei unterschiedlichen Nutzergruppen der Ladeinfrastruktur zudem eine separate Abrechnung der einzelnen Ladevorgänge erforderlich ist, sind lediglich ein vernetztes Energiemessgerät und ein 3G/4G Modem zu ergänzen. Die individuelle Abrechnung erfolgt dann über externe Dienstleister wie Inno2grid.

Gewerblich genutzte Gebäude

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Bild: Erco GmbH, Fotografie: Sebastian Mayer
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Ein neuer Ansatz für die Lichtplanung

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Bild: OBO Bettermann Vertrieb Deutschland
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Auf der sicheren Seite

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