DC-Schnelllader trotz begrenztem Netzanschluss: Lastmanagement und Batteriespeicher

Ein DC-Schnelllader benötigt hohe elektrische Leistung. Genau das wird bei der Planung häufig unterschätzt. Während eine AC-Wallbox meist mit 11 kW oder 22 kW arbeitet, liegen DC-Schnellladestationen schnell bei 50 kW, 100 kW, 200 kW oder mehr.

An vielen Standorten ist der vorhandene Netzanschluss dafür nicht ohne Weiteres ausgelegt. Das bedeutet aber nicht automatisch, dass ein DC-Schnelllader nicht möglich ist.

Mit intelligentem Lastmanagement und einem Batteriepufferspeicher kann Ladeinfrastruktur auch dann realisiert werden, wenn der Netzanschluss begrenzt ist. Der Netzanschluss liefert dabei dauerhaft eine begrenzte Leistung. Der Batteriespeicher stellt bei Bedarf zusätzliche Leistung für den Schnellladevorgang bereit.

Warum reicht der Netzanschluss oft nicht aus?

Viele Gewerbeobjekte, Autohäuser, Hotels, Supermärkte oder Betriebshöfe verfügen über einen Netzanschluss, der für den bisherigen Gebäudebetrieb ausgelegt wurde. Für Beleuchtung, IT, Kühlung, Maschinen, Büroverbraucher oder kleinere Ladepunkte reicht dieser Anschluss häufig aus.

Ein DC-Schnelllader verändert die Situation deutlich. Bereits ein 50-kW-Lader kann einen großen Teil der verfügbaren Anschlussleistung beanspruchen. Bei 150 kW, 200 kW oder mehreren Ladepunkten ist der vorhandene Anschluss oft nicht mehr ausreichend.

Hinzu kommt: Das Gebäude benötigt weiterhin Strom. Wenn gleichzeitig produziert, gekühlt, geheizt oder geladen wird, kann die maximale Bezugsleistung schnell überschritten werden.

Was macht ein Lastmanagement?

Ein Lastmanagement überwacht die verfügbare Anschlussleistung und verteilt sie intelligent auf die angeschlossenen Verbraucher. Bei Ladeinfrastruktur bedeutet das: Die Ladeleistung wird so geregelt, dass der Netzanschluss nicht überlastet wird.

Wenn im Gebäude gerade viel Strom benötigt wird, reduziert das Lastmanagement die Ladeleistung der DC-Ladestation. Sinkt der Gebäudeverbrauch, kann wieder mehr Leistung für das Laden freigegeben werden.

Das schützt den Netzanschluss, verhindert Leistungsspitzen und kann helfen, teure Netzausbaukosten oder hohe Leistungspreise zu reduzieren.

Dynamisches Lastmanagement bei mehreren Ladepunkten

Besonders wichtig wird Lastmanagement, wenn mehrere Ladepunkte vorhanden sind. Ohne Steuerung könnte theoretisch jeder Ladepunkt gleichzeitig seine maximale Leistung abrufen. In der Praxis ist das oft weder notwendig noch netzseitig möglich.

Ein dynamisches Lastmanagement verteilt die verfügbare Leistung abhängig von der aktuellen Situation. Fahrzeuge mit höherem Bedarf können priorisiert werden. Andere Ladepunkte erhalten vorübergehend weniger Leistung.

So kann ein Standort mehrere Ladepunkte betreiben, ohne dass der Netzanschluss auf die theoretische Maximalleistung aller Ladepunkte ausgelegt werden muss.

Batteriespeicher als Pufferspeicher für Schnelllader

Ein Batteriepufferspeicher geht noch einen Schritt weiter. Er wird genutzt, um die Leistung des Netzanschlusses zeitlich zu entkoppeln.

Der Speicher wird mit der verfügbaren Netzleistung geladen, zum Beispiel mit 30 kW oder 50 kW. Wenn ein Fahrzeug an den DC-Schnelllader angeschlossen wird, kann der Speicher zusätzliche Leistung bereitstellen. So sind kurzfristig Ladeleistungen möglich, die über der Netzanschlussleistung liegen.

Beispiel: Ein Standort hat nur 50 kW freie Netzanschlussleistung, möchte aber Fahrzeuge mit 150 kW laden. Ein Batteriespeicher kann die fehlende Leistung kurzfristig bereitstellen. Der Schnelllader erhält dann 50 kW aus dem Netz und zusätzlich 100 kW aus dem Speicher.

Nach dem Ladevorgang wird der Speicher wieder nachgeladen.

Kombination mit PV-Anlage

Viele Standorte verfügen bereits über eine PV-Anlage oder planen eine neue Photovoltaikanlage. In Kombination mit DC-Ladeinfrastruktur ist das besonders interessant.

PV-Strom kann genutzt werden, um den Batteriepufferspeicher zu laden. Fahrzeuge können dann teilweise mit selbst erzeugtem Solarstrom geladen werden. Gleichzeitig hilft der Speicher dabei, PV-Erzeugung und Ladebedarf zeitlich besser zusammenzubringen.

Das ist vor allem dann sinnvoll, wenn tagsüber Fahrzeuge geladen werden und die PV-Anlage gleichzeitig hohe Erträge liefert. Überschüssiger Solarstrom kann im Speicher zwischengespeichert und später für Schnellladevorgänge genutzt werden.

Vorteile von Lastmanagement und Batteriespeicher

Wann lohnt sich ein Batteriespeicher?

Ein Batteriespeicher ist besonders interessant, wenn der Netzanschluss begrenzt ist, ein Netzausbau teuer oder zeitlich schwierig wäre oder nur gelegentlich hohe Ladeleistungen benötigt werden.

Typische Anwendungen sind Autohäuser, Werkstätten, Hotels, Supermärkte, Betriebshöfe, Logistikstandorte oder Ladepunkte an schwachen Netzanschlüssen.

Besonders wirtschaftlich kann der Speicher sein, wenn er zusätzlich für PV-Eigenverbrauch, Lastspitzenkappung oder zur Reduzierung der Anschlussleistung genutzt wird.

Grenzen der Lösung

Ein Batteriespeicher ersetzt keinen unbegrenzt großen Netzanschluss. Wenn dauerhaft viele Fahrzeuge mit hoher Leistung laden, muss der Speicher ausreichend groß dimensioniert sein oder der Netzanschluss entsprechend ausgebaut werden.

Die passende Auslegung hängt von gewünschter Ladeleistung, Anzahl der Ladepunkte, täglichen Ladevorgängen, Standzeiten der Fahrzeuge, verfügbarer Netzanschlussleistung und vorhandener PV-Anlage ab.

Häufige Fragen

Kann ich einen DC-Schnelllader betreiben, wenn mein Netzanschluss zu klein ist?

Ja, in vielen Fällen ist das mit Lastmanagement und einem Batteriepufferspeicher möglich.

Was ist der Unterschied zwischen Lastmanagement und Batteriespeicher?

Lastmanagement verteilt die vorhandene Netzleistung intelligent. Ein Batteriespeicher stellt zusätzliche Leistung bereit, wenn der Netzanschluss allein nicht ausreicht.

Kann ich mit 50 kW Netzanschluss ein Fahrzeug mit 150 kW laden?

Ja, wenn ein ausreichend dimensionierter Batteriespeicher die zusätzliche Leistung bereitstellt.

Fazit

Ein begrenzter Netzanschluss muss kein Ausschlusskriterium für DC-Schnellladen sein. Mit dynamischem Lastmanagement lässt sich die vorhandene Anschlussleistung optimal nutzen. Mit einem Batteriepufferspeicher können kurzfristig höhere Ladeleistungen bereitgestellt werden, als der Netzanschluss allein ermöglichen würde.

So wird DC-Schnellladen auch dort möglich, wo der Netzanschluss auf den ersten Blick nicht ausreicht.