Ein Energiemanagementsystem (EMS) steuert einen großen Ladepark, indem es den verfügbaren Netzanschluss in Echtzeit auf alle aktiven Ladepunkte verteilt, Lastspitzen aktiv begrenzt und den Ladevorgang jedes einzelnen Fahrzeugs dynamisch an den Gesamtbedarf anpasst. Damit geht ein EMS weit über die Funktionen eines reinen Lademanagementsystems hinaus: Es bezieht den gesamten Energieverbrauch des Standorts in die Steuerung ein. Die folgenden Abschnitte beleuchten, wie diese Steuerung im Detail funktioniert, welche Daten sie benötigt und wann sich die Integration lohnt.
Wie steuert ein Energiemanagementsystem den Ladebetrieb mehrerer Fahrzeuge gleichzeitig?
Ein Energiemanagementsystem steuert den gleichzeitigen Ladebetrieb mehrerer Fahrzeuge durch dynamische Lastverteilung: Es erfasst kontinuierlich die aktuelle Netzlast des gesamten Standorts, berechnet die verfügbare Restkapazität und weist jedem aktiven Ladepunkt in Echtzeit genau die Leistung zu, die das Netz zu diesem Zeitpunkt zulässt. So wird der vorhandene Netzanschluss maximal ausgenutzt, ohne ihn zu überlasten.
Die Steuerungslogik arbeitet dabei nach Prioritäten. Ein EMS kann Fahrzeuge nach definierten Kriterien bevorzugen, etwa nach Abfahrtszeit, Akkustand oder Fahrzeugklasse. Ein Dienstwagen, der in zwei Stunden benötigt wird, erhält mehr Ladeleistung als ein Fahrzeug, das erst am nächsten Morgen gebraucht wird. Diese priorisierte Zuteilung läuft vollautomatisch im Hintergrund, ohne dass Mitarbeitende manuell eingreifen müssen.
Gleichzeitig kommuniziert das EMS mit den einzelnen Ladestationen über standardisierte Protokolle wie OCPP. Ändert sich die Gesamtlast am Standort, beispielsweise weil eine energieintensive Maschine anläuft, reduziert das System die Ladeleistung aller Ladepunkte sofort und proportional. Fällt diese Last wieder weg, wird die freigewordene Kapazität umgehend zurück in den Ladepark geleitet.
Warum reicht ein einfaches Lademanagementsystem für große Ladeparks nicht aus?
Ein einfaches Lademanagementsystem verwaltet ausschließlich die Ladepunkte selbst, ohne den restlichen Energieverbrauch des Standorts zu berücksichtigen. Bei einem großen Ladepark mit zehn, zwanzig oder mehr Ladepunkten führt diese isolierte Betrachtung zwangsläufig zu Problemen: Leistungsspitzen entstehen ungebremst, Netzentgelte steigen, und im schlimmsten Fall löst der Überstromschutz aus.
Ein intelligentes Lademanagement allein kennt nur die Ladevorgänge. Es weiß nicht, dass parallel dazu eine Produktionsanlage, eine Klimaanlage oder ein Rechenzentrum am selben Netzanschluss betrieben wird. Ein Energiemanagementsystem hingegen sieht das vollständige Lastprofil des Standorts und kann den Ladepark als einen von vielen steuerbaren Verbrauchern behandeln.
Für kleine Ladeparks mit wenigen Fahrzeugen und überschaubarer Grundlast kann ein einfaches System ausreichend sein. Sobald jedoch mehr als fünf bis zehn Ladepunkte betrieben werden, der Netzanschluss begrenzt ist oder der Standort bereits eine hohe Grundlast aufweist, wird die Integration eines vollständigen EMS wirtschaftlich und technisch notwendig. Nur so lässt sich Netzstabilität dauerhaft gewährleisten und lassen sich Lastspitzenkosten systematisch senken.
Wie verhindert ein EMS Leistungsspitzen beim gleichzeitigen Laden vieler Fahrzeuge?
Ein Energiemanagementsystem verhindert Leistungsspitzen, indem es einen definierten Leistungsgrenzwert für den Netzanschluss festlegt und die Gesamtlast aller Verbraucher, einschließlich der Ladepunkte, permanent unter diesem Grenzwert hält. Droht der Grenzwert überschritten zu werden, drosselt das EMS die Ladeleistung einzelner oder aller Ladepunkte automatisch und in Echtzeit.
Dieser Mechanismus ist besonders wichtig, weil Netzentgelte in der Industrie häufig nach dem sogenannten Leistungspreismodell abgerechnet werden. Dabei richtet sich ein erheblicher Teil der jährlichen Netzentgeltrechnung nach dem höchsten gemessenen Viertelstundenmittelwert der Leistungsabnahme im Abrechnungszeitraum. Eine einzige unkontrollierte Spitzenlast kann die Kosten für das gesamte Jahr in die Höhe treiben.
Moderne EMS-Lösungen arbeiten dabei vorausschauend. Sie analysieren historische Lastprofile, berücksichtigen bekannte Betriebszeiten energieintensiver Anlagen und berechnen, wann Ladeleistung sicher erhöht oder reduziert werden muss. Dieses proaktive Lastmanagement für Elektromobilität schützt nicht nur vor Kostensteigerungen, sondern auch vor technischen Überlastungen des Netzanschlusses.
Welche Daten braucht ein Energiemanagementsystem, um einen Ladepark effizient zu regeln?
Ein Energiemanagementsystem benötigt für die effiziente Steuerung eines Ladeparks vor allem drei Datenkategorien: aktuelle Messwerte der Gesamtlast am Netzanschluss, Echtzeit-Statusinformationen aller Ladepunkte sowie standortspezifische Betriebsparameter wie den vereinbarten Netzanschlussgrenzwert und definierte Lastprioritäten.
Im Detail sind folgende Datenquellen relevant:
- Hauptzählermessdaten: Aktuelle Leistungsaufnahme des gesamten Standorts, idealerweise im Sekundenraster oder zumindest im Minutenraster
- Ladepunktstatus: Welche Ladepunkte sind aktiv, welche Leistung wird je Punkt abgerufen, welche Fahrzeuge sind verbunden
- Fahrzeugdaten: Aktueller Ladestand (State of Charge) und gewünschte Abfahrtszeit, sofern das Fahrzeug diese Daten über das Ladeprotokoll übermittelt
- Betriebskalender und Schichtpläne: Informationen darüber, wann energieintensive Prozesse am Standort laufen und wann Kapazität für den Ladepark verfügbar ist
- Tarifdaten: Zeitvariable Strompreise oder Netzentgeltzonen, um Ladevorgänge in günstige Zeitfenster zu verschieben
Je vollständiger und granularer diese Daten vorliegen, desto präziser kann das EMS regeln. Fehlende Datenpunkte führen zu konservativeren Regelstrategien, die zwar sicher sind, aber das Optimierungspotenzial nicht vollständig ausschöpfen.
Wann lohnt sich die Integration eines EMS in die Ladeinfrastruktur eines Unternehmens?
Die Integration eines Energiemanagementsystems in die Ladeinfrastruktur lohnt sich, wenn mindestens einer dieser Faktoren zutrifft: Der Netzanschluss ist begrenzt oder eine Erweiterung wäre mit hohen Kosten verbunden, der Standort hat bereits eine hohe Grundlast durch Produktion oder Gebäudetechnik, oder es werden mehr als fünf bis zehn Ladepunkte gleichzeitig betrieben.
Darüber hinaus ist ein EMS besonders dann sinnvoll, wenn das Unternehmen nach dem Leistungspreismodell abgerechnet wird und Lastspitzen direkt die Energiekosten erhöhen. Auch Unternehmen, die ihre Ladeinfrastruktur schrittweise ausbauen wollen, profitieren von einer EMS-Integration von Beginn an: Das System wächst mit, ohne dass die Grundarchitektur neu aufgebaut werden muss.
Für Unternehmen, die bereits ein Energiemanagementsystem für ihre Betriebsprozesse einsetzen, ist die Erweiterung um Lademanagement-Funktionalitäten oft der naheliegendste Schritt. Die vorhandene Messtechnik, die Kommunikationsinfrastruktur und die Regelungslogik können direkt genutzt werden. Der Mehraufwand für die Integration des Ladeparks ist in diesem Fall vergleichsweise gering.
Wie lässt sich ein Energiemanagementsystem in bestehende Ladeinfrastruktur integrieren?
Ein Energiemanagementsystem lässt sich in bestehende Ladeinfrastruktur integrieren, indem es über standardisierte Kommunikationsprotokolle, insbesondere OCPP (Open Charge Point Protocol), mit den vorhandenen Ladestationen verbunden wird. Voraussetzung ist, dass die installierten Ladepunkte OCPP unterstützen, was bei den meisten modernen Geräten der Fall ist.
Die Integration erfolgt typischerweise in mehreren Schritten:
- Bestandsaufnahme: Welche Ladestationen sind installiert, welche Protokollversionen unterstützen sie, und wie ist der Netzanschluss dimensioniert?
- Messtechnik prüfen oder nachrüsten: Das EMS benötigt Messdaten am Netzanschluss. Sind keine geeigneten Zähler vorhanden, müssen diese nachgerüstet werden.
- Kommunikationsanbindung herstellen: Die Ladestationen werden über das OCPP-Protokoll an die EMS-Plattform angebunden, entweder direkt oder über einen OCPP-Backend-Server.
- Regelparameter konfigurieren: Leistungsgrenzwerte, Prioritäten und Zeitpläne werden im EMS definiert und auf die spezifischen Anforderungen des Standorts abgestimmt.
- Testbetrieb und Feinabstimmung: Das System wird unter realen Bedingungen erprobt und die Regelstrategie bei Bedarf angepasst.
Ältere Ladestationen ohne OCPP-Unterstützung lassen sich in der Regel nicht direkt integrieren. In solchen Fällen ist eine Nachrüstung oder ein Austausch der betroffenen Geräte notwendig. Bei der Planung neuer Ladeinfrastruktur empfiehlt es sich daher, die EMS-Kompatibilität von Anfang an als Auswahlkriterium zu berücksichtigen.
Wie Berg GmbH Unternehmen beim Energiemanagement für Ladeparks unterstützt
Berg GmbH bietet Unternehmen eine integrierte Lösung, die Energiemanagement und Ladeinfrastruktur konsequent zusammenführt. Mit Berg.Charge und dem Energiemanagementsystem Efficio® sowie dem Lastmanagementsystem Optimo stellt Berg die technologische Basis bereit, um Ladeparks jeder Größe sicher, kosteneffizient und netzstabil zu betreiben.
Im Einzelnen unterstützt Berg dabei:
- Dynamische Lastverteilung zwischen Ladeinfrastruktur und übrigen Standortverbrauchern in Echtzeit
- Automatische Leistungsbegrenzung zur Vermeidung kostentreibender Lastspitzen
- Vollständige Transparenz über Energieverbräuche und Ladekosten über die Efficio®-Plattform
- Skalierbare Integration in bestehende oder neu aufzubauende Ladeinfrastruktur
- Beratung und Begleitung von der Bedarfsanalyse bis zur Inbetriebnahme
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