Ladeinfrastruktur: Auf die Kommunikation zwischen Hard- und Software kommt es an

Die Zulassungszahlen für E-Autos steigen rasant, während der Ausbau von Ladeinfrastruktur in Deutschland nicht hinterherkommt. Mit dem neuen Gebäude-Elektromobilitätsinfrastruktur-Gesetz GEIG ist nun die Immobilienwirtschaft auch rechtlich unter Zugzwang: Bei Neubauten und der Renovierung von Bestandsobjekten muss sichergestellt werden, dass der Anschluss einer Ladestation grundsätzlich möglich ist. Schon bei zehn oder mehr Stellplätzen in einem gewerblich genutzten Objekt muss bei der Renovierung auch mindestens ein Ladepunkt errichtet werden.

Ob privater, öffentlicher oder gewerblicher Parkraum, der Einzug der Elektromobilität in den Immobiliensektor stellt Bauherren, Architekten und insbesondere die Elektroplaner vor neue Aufgaben. Wie diese das „Projekt Ladeinfrastruktur“ kosteneffizient und ressourcensparend angehen können und wie sich Neu- und Bestandobjekte erfolgreich mit Ladepunkten ausstatten lassen, erklärt Stefan Adelsperger, Key Account Manager bei ChargeOne.

Ladeinfrastruktur an die Bedürfnisse der Nutzer anpassen

Auch wenn sich Kunden einen Ladevorgang wünschen, der im besten Fall nicht länger dauert als das Tanken an der Benzintankstelle, ist die Schnellladesäule nicht an jedem Standort der effizienteste Weg. Ausschlaggebend für die passende Ladetechnik und die Anzahl der Säulen sind vielmehr

• die Verweildauer
• die Zahl der Nutzer pro Stunde
• die Zahl der Nutzer pro Ladesäule 
• die Energieversorgung.

Beim Parkplatz vor einer Wohnanlage werden die E-Autos in der Regel erst nach mehreren Stunden Standzeit wieder bewegt. Hier sind Ladesäulen mit längerer Ladezeit völlig ausreichend.

Im Gegenteil zum Unternehmensparkplatz. Mitarbeiterfahrzeuge sind meist über den kompletten Arbeitstag abgestellt, während andere für Dienstfahrten mehrmals am Tag unterwegs sind. Bei Letzteren muss die Einsatzfähigkeit der Fahrzeuge gewährleistet sein – hier sind Schnelllader mit 50 kW Ladeleistung oder mehr besonders geeignet.

Doch nicht jede Liegenschaft lässt die Errichtung einer beliebigen Anzahl und Art von Ladepunkten zu. Anschlussleistung, Gebäudezustand oder Platzmangel machen dem Elektroplaner schnell einen Strich durch die Rechnung.

Neubau vs. Bestand: Technische und räumliche Gegebenheiten

Bei Neubauten lassen sich die richtige Dimensionierung der Ladeleistung und der nötigen Verkabelung gut einplanen. Ist das Kabel selbst nicht verlegt, muss laut GEIG zumindest das vorgeschriebene Schutzrohr für Elektrokabel vorhanden sein, das genug Platz für die Installation der Infrastruktur bietet.

Bei Bestandsobjekten kann das ganz anders aussehen. Liefern die verbauten Leitungen nicht die benötigte Energie, so wird eine Abstimmung mit dem Versorgungsunternehmen notwendig. Bis dieses mit der Kabelinfrastruktur jedoch soweit ist, können mehrere Monate vergehen. Viel Abstimmungsaufwand zwischen den Projektbeteiligten treibt die Wartezeit zusätzlich in die Höhe. Die Gebäudesubstanz im Bestand kann den Abstimmungsaufwand und die baulichen Maßnahmen zusätzlich verkomplizieren: Nicht jedes Gebäude verkraftet beispielsweise Kernbohrungen für die Erweiterung von Kanal- und Verlegesystem. Die entsprechenden baulichen Maßnahmen treiben gleichzeitig den finanziellen Aufwand für die Installation in die Höhe.

Noch komplizierter wird es, wenn Ladepunkt und -steuerung zu weit entfernt sind. Dann werden Störungseinkopplungen und Signalverschleifungen auf den für den Ladevorgang und die Kommunikation zwischen Ladestation und Fahrzeug erforderlichen Leitungen notwendig. Muss der Verteilerschrank erweitert werden, lohnt es sich, auch den zukünftigen Bedarf an Ladestationen mit einzuplanen, sodass die Ladeinfrastruktur perspektivisch hochskaliert werden kann.

Wann externe Beratung Sinn macht

Eine frühzeitige Analyse der Liegenschaft spart Kosten und Zeit. Dafür sollte der Elektroplaner schon zu Beginn der Ladestandortplanung erfahrene Elektromobilitätsexperten zu Rate ziehen. Das Münchener Unternehmen ChargeOne etwa greift auf 120 Jahre Erfahrung in der Gebäudesystemtechnik zurück. Als Spezialist für Ladeinfrastruktur setzt ChargeOne den Ladestandort auch in anspruchsvollen Umgebungen um und unterstützt den Elektroplaner umfänglich – von der Beratung zur Ladetechnik über die Absprache mit dem Versorger bis hin zur fachgerechten Installation. Fällt die Wahl auf das Charging as a Service-Mietmodell, übernimmt der Elektromobilitätsexperte auch den späteren Betrieb. Damit werden für den Auftraggeber selbst die Anfangsinvestition in bauliche Maßnahmen und Technik hinfällig.

Hard- und Software Hand in Hand

Die Ermittlung der Anschlussleistung, die Berechnung der möglichen Anzahl an Ladestationen und die Integration von Blitz- und Überspannungsschutz sind Standardleistungen des qualifizierten Elektroinstallateurs, bei denen Fachwissen und gesetzliche Vorschriften zum Tragen kommen. Anders sieht es bei den Vorkehrungen für den effizienten und sicheren Betrieb der Ladeinfrastruktur aus: Entscheidend ist das Zusammenspiel von Hardware und Software.

Das Angebot an Wallboxen, Ladesäulen und -stationen ist in den letzten Jahren rasant angestiegen. Doch nicht jedes Produkt ist für jeden Einsatzzweck geeignet. Bei der Auswahl spielen Kriterien wie Eichrechtskonformität, herstellerseitige Garantie- und Reparaturbedingungen und die Anbindung ans Backend eine wichtige Rolle. Für eine vorausschauende Planung sollte der Elektroplaner aber unbedingt auch die softwareseitige Kompatibilität berücksichtigen: sowohl mit Bezug auf das Energie- und Lastmanagementsystem wie auch auf den Datentransfer für die Verbrauchserfassung.

Intelligentes Lastmanagement für einen reibungslosen Betrieb

Ein dynamisches Lastmanagement stellt sicher, dass auch bei der gleichzeitigen Nutzung von mehreren Ladepunkten die Gebäudefunktionalität jederzeit gewährleistet ist. Gleichzeitig federt es Lastspitzen ab, sodass unnötig hohe Ladekosten vermieden werden. Das Lastmanagementsystem legt dafür verschiedene Parameter für die Ladevorgänge fest, wie die Maximalleistung und welche Ladevorgänge wann priorisiert werden sollen.

Standardmäßig gibt das System dem Gebäude Vorrang. Die verbleibende Energie wird dann auf die einzelnen Ladepunkte verteilt. So wird verhindert, dass die E-Autos zu einem Zeitpunkt laden, wenn im Gebäude sogenannte ungesteuerte Verbrauchsvorgänge, beispielsweise der Betrieb der Kantinenküche, den Anschluss beanspruchen. Weil das Lastmanagementsystem jene Lastspitzen abfedert, kann das gesamte System kleiner dimensioniert werden. Somit bietet das Lastmanagement gerade bei Bestandsobjekten mit schwieriger Ausgangsposition eine gute Alternative zur aufwendigen Verstärkung des Netzanschlusses.

Zudem regelt das richtige Lastmanagement auch die Verteilung zwischen den einzelnen Ladepunkten. In der Standardeinstellung wird der Strom gleich verteilt. Hat man jedoch unterschiedliche Nutzergruppen, ist es sinnvoll die Stromversorgung nach den Anforderungen der Stationen zu priorisieren. Volle Power bekommt dann der Ladepunkt, an dem der Dienstwagen nach kurzer Parkzeit wieder vollgeladen sein soll.  Voraussetzung für die priorisierte Ladung ist die Kompatibilität der Ladestationen mit einer externen Lastmanagementsteuerung wie sie ChargeOne anbietet.

Zuverlässiger Datentransfer ins Backend

Insbesondere bei komplexeren Ladeinfrastruktur-Projekten mit verschiedenen Nutzergruppen sollten Erfassung und Verarbeitung des Verbrauchs bereits bei der Standortplanung berücksichtigt werden. Hier kommen eichrechtskonforme Ladestationen, ein geschützter Datentransfer und ein kompatibles Backend ins Spiel. Sie ermöglichen eine zuverlässige Kommunikation der Daten zu Authentifizierung, Nutzergruppe, Ladestatus und auch Abrechnung.

Die Zuordnung der Ladevorgänge wird zum Beispiel für die Abrechnung eines Unternehmensparkplatzes aus bilanz- und steuerrechtlicher Sicht erforderlich. Die Ladevorgänge von Dienstwägen werden dann der jeweiligen Kostenstelle zugeordnet, die Abgabe von Strom an private Mitarbeiterfahrzeuge kann angesetzt und als geldwerter Vorteil versteuert werden.

Damit der Parkplatz- oder Ladestationsbetreiber die Ladeinfrastruktur einfach verwalten kann, benötigt er Zugriff auf das Backend. Hier werden Informationen zum Betriebszustand erfasst, verarbeitet und in einem Dashboard zur Steuerung und Kontrolle der Ladestationen angezeigt. Die Backendlösung im „Charging as A Service“-Modell von ChargeOne ermöglicht das ganze sogar komplett digital. Der Fahrer schließt das E-Auto an und authentifiziert sich per RFID-Karte – fertig. Die Informationen zu Ladevolumen, Zeit und ob das gewerbliche oder private Auto geladen wird, gehen automatisch in die Buchhaltung und kommen dort sortiert und aufbereitet nach Kostenpunkt an.

Ressourcen reduzieren mit Komplettlösungen

E-Mobilität boomt, der Markt rund um Ladeinfrastruktur entwickelt sich rasant. Die Installation von Ladeinfrastruktur ist dabei weiterhin kein Usus und das Handwerk – ohnehin schon überlastet durch den Fachkräftemangel – kommt dem Bedarf kaum hinterher. Etablierte Ladelösungen wie das „Charging as A Service“-Mietmodell von ChargeOne ebnen den Zugang zur Elektromobilität für alle Projektbeteiligten. Von der Beratung zur richtigen Ladetechnik über die fachgerechte Installation in Normal- und Spezialfällen, die Integration der Stationen in die IT-Umgebung bis hin zur Wartung übernimmt der Ladeinfrastrukturspezialist alles aus einer Hand. Sichere und effiziente Ladestandorte zu errichten und zu betreiben wird so ein Leichtes, in Neu- und Bestandsobjekten gleichermaßen.

Autor Stefan Adelsperger ist Key Account Manager bei ChargeOne.