1.3 Softwarelösungen
1.3.2 Wie hilft die Software bei der Vermeidung von Lastspitzen und der Dimensionierung des Netzanschlusses?
1.3.2 Wie hilft die Software bei der Vermeidung von Lastspitzen und der Dimensionierung des Netzanschlusses?
Eine mit einem Last- und Lademanagement verbundene Ladeinfrastruktur bietet die Möglichkeit, Ladevorgänge zu steuern. So kann die Last gleichmäßig verteilt und folglich Lastspitzen vermieden werden. Hierdurch können Kosten für den durch die Ladung der E-Nutzfahrzeuge gestiegenen Strombezug und ggf. für die Dimensionierung des Netzanschlusses wesentlich gesenkt werden. Ein Last- und Lademanagementsystem kann zentral oder dezentral gesteuert werden.
Gut zu wissen: Backend, Schnittstellen und Normen – die Voraussetzung für eine optimale Ladung
Voraussetzung für eine optimale Planung der Ladevorgänge in Verbindung mit dem Last- und Lademanagementsystem ist der Informationsaustausch zwischen Backend der Ladeinfrastruktur, Ladepunkten, E-Nutzfahrzeug und ggf. Fahrzeugdisposition.
Über entsprechende IT-Schnittstellen werden im Backend Daten zum aktuellen Ladestatus des E-Nutzfahrzeuges mit den vorhandenen Kapazitäten an den Ladepunkten auf dem Betriebshof ausgetauscht. Zudem können weitere Informationen aus der Einsatzplanung der E-Nutzfahrzeuge eingebunden werden, sodass diese kosten- und zeitoptimal geladen werden können. Damit das möglich ist, sollte bei der Beschaffung der Ladeinfrastruktur darauf geachtet werden, dass diese über die gängigen Kommunikationsschnittstellen verfügt. Auf herstellereigene, also sogenannte proprietäre Systeme sollte nicht zurückgegriffen werden, wenn die Ladeinfrastruktur zukunftssicher ausgerichtet sein soll. Zu den etablierten Schnittstellen zählen folgende:
- Kommunikation zwischen Ladesäule und Backend: OCPP – Open Charge Point Protocol; Funktion: Austausch von Daten zu Betriebszuständen der Ladeinfrastruktur
- Kommunikation zwischen E-Nutzfahrzeug und Ladeinfrastruktur: ISO 15118; Funktion: Austausch von Daten zum Energiebedarf, zur geplanten Dauer des Ladevorgangs, zum gewünschten Ladezustand, zur Fahrzeugidentität sowie – falls erforderlich – zum Preis und Abrechnungsmodus
- Kommunikation zwischen der Ladeinfrastruktur und dem Energiemanagement des Betriebshofs: VDE-AR-E 2122; Funktion: Steuerung der Energiebedarfe der Ladeinfrastruktur in einem Energiemanagementsystem und perspektivisch die Steuerung des bidirektionalen Ladens auf dem Betriebshof. Bidirektionales Laden bezeichnet einen intelligenten Ladevorgang, bei dem die Richtung des Stromflusses umgekehrt werden kann, sodass Strom von der Batterie zu dem Ladepunkt fließen kann, an den sie angeschlossen ist
- Kommunikation zwischen Ladeinfrastruktur und Betriebshofmanagementsystem/ Dispositionssoftware: Die derzeitige Praxislösung existiert nur für den Busbetrieb: VDV 463; perspektivische Entwicklung für andere E-Nutzfahrzeug-Anwendungen denkbar; Funktion: Vorabinformation zu dem erwarteten Ladezustand bei Erreichen des Betriebshofs und der benötigten Strommenge sowie der geplanten nächsten Abfahrt vom Betriebshof
Durch die Verknüpfung der Ladeinfrastruktur mit einem Backend (siehe Infokasten: Gut zu wissen: Backend) und einem auf Busbetriebshöfen üblichen Betriebshofmanagementsystem, was annähernd einem Yard-Management-System in der Logistik entspricht, kann das volle Potenzial eines Last- und Lademanagements ausgeschöpft werden.
Das Zusammenspiel von intelligenter Ladeinfrastruktur mit den im Backend enthaltenen Softwarekomponenten (Betriebshofmanagementsystem, Last- und Lademanagement) ist in Abbildung 6 dargestellt und wird anschließend näher erläutert:
ABBILDUNG 6: ÜBERSICHT DER VERSCHIEDENEN SOFTWARELÖSUNGEN AUF DEM BETRIEBSHOF
Gut zu wissen: Backend
Intelligente („smarte“) Ladeeinrichtungen lassen sich über ein Backend überwachen und steuern. Ein Backend ist die digitale Steuerungsoberfläche bzw. ein Softwaresystem zur Steuerung und Überwachung der Ladeeinrichtung. Über das Backend werden Informationen zum Zustand und zur Belegung der Ladeeinrichtung und der Ladepunkte dargestellt. Weiterhin werden Ladeprozesse und mögliche Störungen kommuniziert. Ein Backend bietet zudem die Möglichkeit, Auswertungen und Fehleranalysen zu erstellen.
Insbesondere bei größeren E-Fahrzeug-Flotten sind über das Backend steuerbare Ladeeinrichtungen sinnvoll. Ein Backend ist zudem Voraussetzung, ein zentrales Last- und Lademanagement zu betreiben. Des Weiteren kann ein Backend wichtige Informationen für die Betriebshofmanagementsoftware, bspw. die Verfügbarkeit von Ladepunkten, liefern.
1.3.2 Wie hilft die Software bei der Vermeidung von Lastspitzen und der Dimensionierung des Netzanschlusses?
Eine mit einem Last- und Lademanagement verbundene Ladeinfrastruktur bietet die Möglichkeit, Ladevorgänge zu steuern. So kann die Last gleichmäßig verteilt und folglich Lastspitzen vermieden werden. Hierdurch können Kosten für den durch die Ladung der E-Nutzfahrzeuge gestiegenen Strombezug und ggf. für die Dimensionierung des Netzanschlusses wesentlich gesenkt werden. Ein Last- und Lademanagementsystem kann zentral oder dezentral gesteuert werden.
Gut zu wissen: Backend, Schnittstellen und Normen – die Voraussetzung für eine optimale Ladung
Voraussetzung für eine optimale Planung der Ladevorgänge in Verbindung mit dem Last- und Lademanagementsystem ist der Informationsaustausch zwischen Backend der Ladeinfrastruktur, Ladepunkten, E-Nutzfahrzeug und ggf. Fahrzeugdisposition.
Über entsprechende IT-Schnittstellen werden im Backend Daten zum aktuellen Ladestatus des E-Nutzfahrzeuges mit den vorhandenen Kapazitäten an den Ladepunkten auf dem Betriebshof ausgetauscht. Zudem können weitere Informationen aus der Einsatzplanung der E-Nutzfahrzeuge eingebunden werden, sodass diese kosten- und zeitoptimal geladen werden können. Damit das möglich ist, sollte bei der Beschaffung der Ladeinfrastruktur darauf geachtet werden, dass diese über die gängigen Kommunikationsschnittstellen verfügt. Auf herstellereigene, also sogenannte proprietäre Systeme sollte nicht zurückgegriffen werden, wenn die Ladeinfrastruktur zukunftssicher ausgerichtet sein soll. Zu den etablierten Schnittstellen zählen folgende:
- Kommunikation zwischen Ladesäule und Backend: OCPP – Open Charge Point Protocol; Funktion: Austausch von Daten zu Betriebszuständen der Ladeinfrastruktur
- Kommunikation zwischen E-Nutzfahrzeug und Ladeinfrastruktur: ISO 15118; Funktion: Austausch von Daten zum Energiebedarf, zur geplanten Dauer des Ladevorgangs, zum gewünschten Ladezustand, zur Fahrzeugidentität sowie – falls erforderlich – zum Preis und Abrechnungsmodus
- Kommunikation zwischen der Ladeinfrastruktur und dem Energiemanagement des Betriebshofs: VDE-AR-E 2122; Funktion: Steuerung der Energiebedarfe der Ladeinfrastruktur in einem Energiemanagementsystem und perspektivisch die Steuerung des bidirektionalen Ladens auf dem Betriebshof. Bidirektionales Laden bezeichnet einen intelligenten Ladevorgang, bei dem die Richtung des Stromflusses umgekehrt werden kann, sodass Strom von der Batterie zu dem Ladepunkt fließen kann, an den sie angeschlossen ist
- Kommunikation zwischen Ladeinfrastruktur und Betriebshofmanagementsystem/ Dispositionssoftware: Die derzeitige Praxislösung existiert nur für den Busbetrieb: VDV 463; perspektivische Entwicklung für andere E-Nutzfahrzeug-Anwendungen denkbar; Funktion: Vorabinformation zu dem erwarteten Ladezustand bei Erreichen des Betriebshofs und der benötigten Strommenge sowie der geplanten nächsten Abfahrt vom Betriebshof
Durch die Verknüpfung der Ladeinfrastruktur mit einem Backend (siehe Infokasten: Gut zu wissen: Backend) und einem auf Busbetriebshöfen üblichen Betriebshofmanagementsystem, was annähernd einem Yard-Management-System in der Logistik entspricht, kann das volle Potenzial eines Last- und Lademanagements ausgeschöpft werden.
Das Zusammenspiel von intelligenter Ladeinfrastruktur mit den im Backend enthaltenen Softwarekomponenten (Betriebshofmanagementsystem, Last- und Lademanagement) ist in Abbildung 6 dargestellt und wird anschließend näher erläutert:
ABBILDUNG 6: ÜBERSICHT DER VERSCHIEDENEN SOFTWARELÖSUNGEN AUF DEM BETRIEBSHOF
Gut zu wissen: Backend
Intelligente („smarte“) Ladeeinrichtungen lassen sich über ein Backend überwachen und steuern. Ein Backend ist die digitale Steuerungsoberfläche bzw. ein Softwaresystem zur Steuerung und Überwachung der Ladeeinrichtung. Über das Backend werden Informationen zum Zustand und zur Belegung der Ladeeinrichtung und der Ladepunkte dargestellt. Weiterhin werden Ladeprozesse und mögliche Störungen kommuniziert. Ein Backend bietet zudem die Möglichkeit, Auswertungen und Fehleranalysen zu erstellen.
Insbesondere bei größeren E-Fahrzeug-Flotten sind über das Backend steuerbare Ladeeinrichtungen sinnvoll. Ein Backend ist zudem Voraussetzung, ein zentrales Last- und Lademanagement zu betreiben. Des Weiteren kann ein Backend wichtige Informationen für die Betriebshofmanagementsoftware, bspw. die Verfügbarkeit von Ladepunkten, liefern.