von Amna Mumtaz, Analystin I – bei PTR Inc.

• Der Sektor der Elektrofahrzeuge (EV) befindet sich derzeit in einem tiefgreifenden Wandel, der durch die Einführung zweier innovativer Technologien vorangetrieben wird: dezentrale Architektur und dynamisches Lastmanagement.
• Im Gegensatz zu herkömmlichen zentralisierten Systemen nutzt die verteilte Architektur ein Netzwerk miteinander verbundener Ladestationen, das Skalierbarkeit, Flexibilität, Redundanz und eine kostengünstige Erweiterung ermöglicht.
• Das dynamische Lastmanagement konzentriert sich auf die Optimierung der Stromverteilung während des Ladevorgangs und bietet Vorteile wie Netzstabilität, ein verbessertes Nutzererlebnis und eine ausgewogene Stromverteilung.

Das Sektor der Elektrofahrzeuge (EV) befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel, wobei Fortschritte in der Ladeinfrastruktur eine zentrale Rolle spielen. Zwei Spitzentechnologien, die verteilte Architektur und das dynamische Lastmanagement, stehen an der Spitze dieser Revolution und machen das intelligente Laden von Elektrofahrzeugen zur praktischen Realität. Dieser Artikel befasst sich eingehend mit diesen Technologien und ihren Auswirkungen auf die EV-Landschaft.

Verteilte Architektur

Die verteilte Architektur, auch bekannt als dezentrales Laden, stellt eine grundlegende Veränderung in der EV-Ladeindustrie. Im Gegensatz zu herkömmlichen zentralisierten Systemen nutzt dieser Ansatz ein Netzwerk miteinander verbundener Ladepunkte, das Skalierbarkeit, Flexibilität, Redundanz und eine kostengünstige Erweiterung ermöglicht.

Skalierbarkeit

Der größte Vorteil der verteilten Architektur ist ihre außergewöhnliche Skalierbarkeit. Da die Zahl der Elektrofahrzeuge auf den Straßen weiter zunimmt, steigt auch die Nachfrage nach Ladeinfrastruktur. Mit verteilten Systemen lassen sich zusätzliche Ladepunkte mühelos in das Netzwerk integrieren, sodass die wachsende Zahl von Elektrofahrzeugen ohne kostspielige und zeitaufwändige Infrastruktur-Upgrades bewältigt werden kann.

Flexibilität

Ein weiterer wichtiger Vorteil der dezentralen Architektur ist ihre Flexibilität. Ladestationen können strategisch an verschiedenen Orten aufgestellt werden, von Privathäusern und Arbeitsplätzen bis hin zu öffentlichen Parkplätzen und Autobahnen. Diese Flexibilität gewährleistet, dass Nutzer von Elektrofahrzeugen ihre Fahrzeuge jederzeit und überall aufladen können, was den Besitz eines Elektrofahrzeugs praktischer und bequemer macht.

Redundanz

Zuverlässigkeit ist ein Grundpfeiler des Ladens von Elektrofahrzeugen, und die dezentrale Architektur zeichnet sich in dieser Hinsicht aus. Durch die Vernetzung des Ladenetzes können andere Ladestationen oder Ladepunkte innerhalb des Netzwerks nahtlos einspringen, wenn eine Ladestation technische Probleme hat oder gewartet werden muss, sodass die Unterbrechungen für die Nutzer von Elektrofahrzeugen auf ein Minimum reduziert werden. Diese integrierte Redundanz erhöht die allgemeine Zuverlässigkeit der Ladeinfrastruktur.

Kosteneffiziente Erweiterung

Die Erweiterung herkömmlicher zentraler Ladesysteme kann kostspielig sein, insbesondere bei steigender Nachfrage. Die dezentrale Architektur begegnet diesem Problem, indem sie den Bedarf an umfangreicher Verkabelung und Infrastruktur minimiert. Diese Kosteneffizienz ist für den raschen Ausbau des Ladenetzes von entscheidender Bedeutung und macht es zu einer praktischen Lösung für eine breite Einführung.

Die verteilte Architektur von EV-Ladegeräten stellt einen Paradigmenwechsel in der Elektromobilität dar. Ihre Skalierbarkeit, Flexibilität, Redundanz und Kosteneffizienz machen sie zu einer vielversprechenden Lösung für die Zukunft der EV-Ladeinfrastruktur. Da immer mehr Elektrofahrzeuge auf den Straßen unterwegs sind, wird die Einführung einer verteilten Architektur entscheidend dazu beitragen, ein nahtloses und nachhaltiges Ladeökosystem zu schaffen, das den Menschen den Umstieg auf sauberere und effizientere Verkehrsmittel ermöglicht.

Dynamisches Lastmanagement

Das dynamische Lastmanagement ist ein wichtiger Bestandteil des intelligenten Ladeökosystems für Elektrofahrzeuge und konzentriert sich auf die Optimierung der Stromverteilung während des Ladevorgangs.

DLM ist eine intelligente Softwarelösung, die für die effiziente Verwaltung der Energieverteilung innerhalb einer gleichzeitig betriebenen Ladeinfrastruktur für mehrere Elektrofahrzeuge (EV) entwickelt wurde. DLM überwacht und optimiert dynamisch die Verteilung der verfügbaren Leistung unter den EV-Ladegeräten und bietet die Flexibilität, die Leistungszuweisung an spezifische Betriebsanforderungen anzupassen. DLM bietet zahlreiche Vorteile, darunter Netzstabilität Stabilität und -integration, verbesserte Benutzererfahrung und Ausgleich der Stromverteilung, um nur einige zu nennen.

Netzstabilität und Integration

DLM trägt aktiv zur Netzstabilität bei, indem es den Strom intelligent auf Ladestationen verteilt und Netzüberlastungen während Spitzenlastzeiten verhindert. Dies erhöht die Netzzuverlässigkeit und minimiert das Risiko von Stromausfällen.

Darüber hinaus erleichtert DLM die nahtlose Integration der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in das allgemeine Stromnetz. Diese Integration fördert einen reibungsloseren Übergang zu nachhaltigen Energiequellen, sodass Elektrofahrzeuge Netzdienstleistungen erbringen, den Energiebedarf ausgleichen, Treibhausgasemissionen reduzieren und die Gesamteffizienz des Netzes verbessern können.

Ausgleich der Stromverteilung

DLM verteilt die elektrische Energie dynamisch auf mehrere Ladepunkte innerhalb eines Netzwerks. Diese intelligente Verteilung optimiert die Ladezeiten und stellt sicher, dass jedes Elektrofahrzeug die erforderliche Energie erhält.

Kosteneinsparungen

Einer der wichtigsten Vorteile von DLM ist das Potenzial für Kosteneinsparungen. Durch die Optimierung der Stromverteilung lassen sich die hohen Nachfragegebühren für Besitzer von Elektrofahrzeugen und Betreiber von Ladestationen senken, was zu günstigeren Ladekosten für die Nutzer und einem kosteneffizienten Betrieb der Ladenetzwerke führt.

Verbesserte Benutzererfahrung

DLM sorgt dafür, dass Nutzer von Elektrofahrzeugen ein verbessertes Ladeerlebnis genießen, egal ob zu Hause, am Arbeitsplatz oder an einer öffentlichen Ladestation. Das bedeutet, dass Nutzer sich auf einen zuverlässigen und reibungslosen Ladevorgang verlassen können, ohne dass es zu Spannungsunterbrechungen oder unerwarteten Stromschwankungen kommt.

Anpassungsfähig und zukunftssicher

DLM ist anpassungsfähig und zukunftssicher und kann sich mit den Veränderungen im Bereich des Ladens von Elektrofahrzeugen weiterentwickeln. Da es Fortschritte in der EV-Technologie gibt und sich der Strombedarf weiterentwickelt, kann sich DLM an neue Anforderungen anpassen und so seinen Wert in der intelligenten Ladeinfrastruktur dauerhaft sichern.

Skalierbarkeit und Flexibilität

DLM bietet sowohl Skalierbarkeit als auch Flexibilität für die Ladeinfrastruktur. Da die Nachfrage nach kommerziellen EV-Ladestationen steigt, kann das System die Stromressourcen effizient zuweisen und so nicht nur einen effektiven Betrieb gewährleisten, sondern auch eine nahtlose Erweiterung, um den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden.

Gerechte Verteilung

DLM bietet die Flexibilität, Energie gerecht zu verteilen oder bestimmte EV-Ladegeräte je nach Auslastung zu priorisieren. Dies gewährleistet Fairness beim Zugang zum Laden und eine effiziente Stromnutzung.

Fernüberwachung

DLM ermöglicht die Fernüberwachung in Echtzeit und liefert detaillierte Informationen zum Stromverbrauch für ein effizientes Energiemanagement.
 

Integration des Gebäudemanagementsystems (BMS)

DLM lässt sich in Gebäudemanagementsysteme (BMS) und andere Überwachungssoftware integrieren. Diese Integration verbessert das Energiemanagement, die Effizienz und die Vermeidung von Netzüberlastungen innerhalb der bestehenden Infrastruktur. Die Einbindung eines dynamischen Lastmanagements in das Laden von Elektrofahrzeugen bewältigt zentrale Herausforderungen und ebnet den Weg für ein nachhaltigeres, effizienteres und benutzerfreundlicheres Ökosystem für Elektromobilität.

DLM ist hilfreich, da es der Stromnetzinfrastruktur und den EV-Verbrauchern zahlreiche Vorteile bietet. Die Auswirkungen von DLM im Vergleich zu keinem oder statischem Lastmanagement sind in der folgenden Abbildung dargestellt.

Abbildung 1: Vergleich zwischen einem nicht verwalteten Setup mit statischem Lastmanagement und dynamischem Lastmanagement. Quelle: gridX

Abbildung 2: Laden von Elektrofahrzeugen ohne dynamische Lastmanagementtechnologie. Quelle: circontrol

Ausblick

Dynamisches Lastmanagement (DLM) kommt innerhalb eines verteilten Architekturrahmens am besten zur Geltung, weshalb in der EV-Branche eine Verlagerung hin zu diesen Spitzentechnologien zu beobachten ist, die eine Reihe von Vorteilen bieten (die zuvor ausführlich erläutert wurden). Dynamisches Lastmanagement kann in All-in-One- und EV-Ladegeräten mit verteilter Architektur effektiv implementiert werden. Während All-in-One-Ladegeräte sich durch eine optimale Effizienz für einzelne Stationen auszeichnen, bieten Ladegeräte mit verteilter Architektur umfassendere Vorteile hinsichtlich der Netzstabilität und Anpassungsfähigkeit für den Netzwerkerweiterung.

PTR ist der Ansicht, dass Technologien wie dynamisches Lastmanagement und dezentrales Laden eine entscheidende Rolle spielen werden, wenn die Wirtschaft die breite Einführung von Elektrofahrzeugen vorantreibt, da sie eine leistungsstarke Kombination aus Effizienz, Skalierbarkeit, Netzfreundlichkeit und Kosteneffizienz bieten. 

Über den Autor

Amna arbeitet als Marktanalystin im EVCI-Team von PTR. Sie hat einen Master of Science in Elektrotechnik von der NUST, wo sie mit dem höchsten CGPA-Wert der MS EE-Absolventen des Jahrgangs 2022 die beste Absolventin war. Amnas Fachgebiet ist die Marktforschung für EV-Ladegeräte in der APAC-Region, wo sie einen wichtigen Beitrag zur Abteilung für Elektromobilität leistet.