Um diese und weitere Herausforderungen zu bewältigen, hatten das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR, Institut für Fahrzeugkonzepte) und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) das Projekt eLISA-BW (elektrische Ladeinfrastruktur intelligent steuern und anbinden in Baden-Württemberg) initiiert. Im Rahmen des Projektes wurde für die Fahrzeugflotte des Regierungspräsidiums Karlsruhe (RPK) ein intelligentes Lademanagement in der Parkgarage Waldhornstraße getestet und in Betrieb genommen.
Mehr Ladeinfrastruktur trotz begrenztem Netzanschluss
Das Ziel des Projektes war es, die Ladeinfrastruktur in der Parkgarage an den steigenden Bedarf durch die zunehmende Elektrifizierung der Fahrzeugflotte des RPK anzupassen. Die zur Verfügung stehende Netzanschlussleistung war jedoch zu gering, um die bestehende Ladeinfrastruktur „einfach“ erweitern zu können. Bestehende Lösungen konzentrieren sich auf die Erweiterung der Netzanschlussleistung oder die Installation von Batteriespeichern, wodurch hohe Bau- bzw. Anschaffungskosten entstehen.
Wie sieht die alternative Lösung für eine gleichzeitige Ladung aller Fahrzeuge aus? Das Projekt eLISA-BW folgte dem Grundsatz „Köpfchen statt Kupfer“. Hierzu wurde ein intelligentes Lademanagement entwickelt, welches mit Hilfe zusätzlicher Informationen der Liegenschaft sowie der Flotte die Ladevorgänge bedarfsgerecht steuern kann.
Digitalisierung zur Steuerung von Ladevorgängen nutzen
Kern des Projektes bildete die Entwicklung einer Hard- und Softwarelösung zur Steuerung der Ladeleistung, die über geeignete Schnittstellen an verfügbare Informationsquellen angebunden wurde. Dazu wurde eine intelligente Verknüpfung des Flottenbuchungssystems, der Identifikationsschnittstelle an der Ladesäule sowie der kontinuierlichen Messung der Netzanschlussleistung genutzt. Der Ladealgorithmus hat dabei die Aufgabe, die Flottenfahrzeuge vor Fahrtantritt mit ausreichend Energie zu versorgen und gleichzeitig den Netzanschluss nicht zu überlasten. Dadurch wird ein bedarfsgerechtes und netzdienliches Laden sichergestellt.
Der Algorithmus konnte erfolgreich in die Ladesteuerung implementiert und im Realbetrieb in der Parkgarage getestet werden. Es zeigte sich, dass ein Lademanagement großes Potential für einen weiteren Ausbau der Ladeinfrastruktur in der Tiefgarage bietet, ohne dabei Investitionen in den Netzausbau tätigen zu müssen. Aus einer Arbeit aus dem Kontext des Projekts ging hervor, dass man bei der Verwendung eines solchen Algorithmus gegenüber den marktverfügbaren Lösungen Energie, die andernfalls unterwegs (bspw. auf Dienstreisen) nachgeladen werden müsste, um bis zu 87 Prozent reduzieren könnte. Auch bei einem höheren Anteil an reinen Elektrofahrzeugen könnte der Fuhrpark so betrieben werden, dass die Dienstwagen mit hoher Sicherheit bei Bedarf geladen sind. Weiterhin wurde noch einmal bestätigt, welchen großen Mehrwert zusätzliche Informationsquellen wie z.B. Flottenbuchungsdaten bei der Steuerung von Ladevorgängen bieten.
Viele Erkenntnisse konnten aus dem Realbetrieb übernommen werden
Zusätzlich konnten viele Erfahrungen zur E-Mobilität in der Praxis gesammelt und mehrere Hemmnisse identifiziert werden. Dazu gehören zum Beispiel die schwierige Schnittstellenabstimmung bzw. die fehlende Normung. Ebenfalls zeigte sich, dass schlüsselfertige Lösungen für spezifische Anwendungsfälle zurzeit noch kaum verfügbar sind.
Leitfaden für Ladeinfrastruktur erstellt
Die Erfahrungen sowie das Best-Practice-Beispiel eLISA-BW wurden in einen Leitfaden für Ladeinfrastruktur mit dem Fokus auf Flottenfahrzeuge zusammengefasst und für potentielle Anwender:innen aufbereitet. Der Leitfaden kann kostenlos heruntergeladen werden: DLR_Leitfaden-Ladeinfrastruktur.pdf
Das Projekt eLISA-BW wurde im Rahmen des Förderaufrufs INPUT (Intelligente Netzanbindung von Parkhäusern und Tiefgaragen) des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg gefördert. Die assoziierten Partner, die Parkraumgesellschaft Baden-Württemberg, das Regierungspräsidium Karlsruhe sowie der Landesbetrieb Vermögen und Bau Baden-Württemberg, unterstützten das Projekt.