Ladepark mit intelligentem Lastmanagement GP Joule nutzt Photovoltaik, Windkraft und Biogas zum Laden von E-Autos und hat mit Phoenix Contact eine flexible Lastmanagementlösung für seinen Firmenparkplatz entwickelt.

Photovoltaik, Windkraft und Biogas aus der Luft

Übersicht

  • GP Joule bietet Lösungen zur regenerativen Energieerzeugung aus Sonne, Wind und Biomasse sowie für die Elektromobilität.
  • Viele Unternehmen stehen vor der Frage, wie sie Elektroautos bedarfsgerecht mit Strom versorgen.
  • Die Lösung ist ein Lastmanagement, das die verfügbare Anschlussleistung regelbasiert auf alle installierten Ladepunkte verteilt.
  • Mit der Software CHARX manage von Phoenix Contact hat GP Joule eine flexible Lösung gefunden – für seinen Firmenparkplatz und für alle Kunden.

Kundenprofil

Das eigene Problem zur Lösung machen – mit diesem Anspruch stieg GP Joule 2015 in den E-Mobility-Markt ein. Bedarfsgerechte Lösungen waren rar und so wurde man selbst – quasi auf der grünen Wiese – mit kompetenten Partnern zum Anbieter von E-Mobilität und Ladeinfrastruktur. Seit 2015 arbeitet GP Joule Connect eng mit der Phoenix Contact E-Mobility GmbH zusammen.

Jonas Elbroend (links), Produktentwicklung Hardware, und Piet Gömpel, Produktentwicklung Software bei GP Joule in Reußenköge

Jonas Elbroend (links), Produktentwicklung Hardware, und Piet Gömpel, Produktentwicklung Software bei GP Joule in Reußenköge

Anwendung

Basiselement eines neuen Ladeparks ist immer die Ladestation. „Defizite, etwa in puncto Stabilität, Nutzerkomfort, Energieeffizienz und Netzanschluss, lassen sich nachträglich nur schwer beheben“, weiß Jonas Elbroend aus eigener Erfahrung als Produktentwickler Hardware bei GP Joule Connect. „Die verbaute Ladesteuerung muss während des Ladevorgangs den Strom steuern und dazu selbst von einem übergeordneten System aus steuerbar sein.“ Zudem sollte die Ladesteuerung flexibel sein, sodass verschiedene Lademodi gewählt werden können.

Weitere gewünschte Ladefunktionen waren eine 6-mA-Gleichstromfehler-Erkennung sowie ein 30-mA-Fehlerstrom-Schutzschalter zur Absicherung der Ladepunkte und zum Schalten der Last. Für Lademodus 3, Fall B mit Ladesteckdose sollte eine Spannungsüberwachungsfunktion die Ladesteuerung zum Entriegeln des Ladesteckers bei Stromausfall ergänzen.

Für das zu implementierende Lastmanagement sollten die Ladepunkte rotierend auf die drei Außenleiter aufgeteilt werden. So ist sichergestellt, dass die – vom Energieversorger vorgeschriebene – maximale Schieflast nicht überschritten wird. Auch vor diesem Hintergrund müssen Hard- und Software gut aufeinander abgestimmt sein.

Ladesteuerung in geöffneten Schaltschrank eingebaut

Die richtige Ladesteuerung (untere zwei Reihen) ist Grundlage für ein optimales Lastmanagement

Lösung

Von grundsätzlicher Bedeutung ist die Frage, wie die Energieversorgung des Ladeparks über die vorhandene Anschlussleistung sichergestellt wird. „Um den Energiefluss des Ladeparkplatzes zu steuern, ist ein Energiemanagementsystem erforderlich“, erläutert Elbroend. „Dieses kann autark – also ausschließlich für einen Ladeparkplatz zuständig – oder aber Teil eines kompletten Gebäudemanagementsystems sein.“ Für ein autarkes System ist die verfügbare Anschlussleistung der einzige Vorgabewert zur Verwaltung des Ladeparkplatzes.

„Die Ethernet-fähigen Ladesteuerungen CHARX control advanced und die Software CHARX manage von Phoenix Contact ermöglichen ein optimales Energiemanagement“, erklärt Piet Gömpel, Produktentwickler Software bei GP Joule Connect. „Die Steuerungen werden über Modbus/TCP von der Software angesprochen. Diese regelt auch die Freigabe für den Ladevorgang und reguliert den Ladestrom.“

Eine von 30 Ladestationen bei GP Joule

Wenn notwendig kann GP Joule den Ladeparkplatz sukzessive erweitern

Betreiber von Parkplätzen können Ladevorgänge entweder lokal oder über ein Abrechnungssystem abrechnen. GP Joule selbst nutzt zur Abrechnung die Exportfunktion der Software und leitet die Verbrauchsdaten weiter. Im öffentlichen Bereich dagegen werden Ladevorgänge in der Regel durch einen Backend-Anbieter abgerechnet. Dieser erhält die Verbrauchsdaten via OCPP – das Protokoll ist integraler Bestandteil von CHARX manage.

Mittlerweile betreibt das Unternehmen in Reußenköge über 30 Ladestationen, an anderen Standorten über 20 weitere. Ladepunkterweiterungen sind durch das Lizenzmodell für 10, 30 oder 50 Ladepunkte problemlos möglich. „Unsere Kunden starten oft mit einer Basisinstallation mit wenigen Ladepunkten“, so Gömpel, „und mit einer Upgrade-Lizenz kann die Anlage jederzeit flexibel um weitere Ladepunkte ausgebaut werden.“

Mitarbeitender schaut sich Visualisierungen auf zwei Monitoren an

Mit CHARX manage haben die Mitarbeitenden Zugriff auf Diagnosedetails zu Ladestatus und Belegungszeit

Mit CHARX manage werden die Parameter zum Ladeparkplatz, zu den einzelnen Ladepunkten, zum Lastmanagement und zur Anbindung an das Abrechnungssystem auf einfache Weise in einer webbasierten Oberfläche konfiguriert. Und zwar von jedem beliebigen PC via Webbrowser. Hat sich z. B. der Betreiber angemeldet, können relevante Einstellungen eingesehen oder verändert werden.

Steht den E-Auto-Fahrenden auf dem Parkplatz ein zentrales Terminal mit Touch-PC und RFID-Leser zur Anmeldung zur Verfügung, wird über eine intuitive Bedienoberfläche der Ladepunkt gewählt und der Ladevorgang gestartet. Alternativ kann ein Box-PC genutzt und jeder Ladepunkt mit einem RFID-Leser zur Anmeldung der Nutzenden versehen werden.

Fazit

GP Joule Connect hat im Jahr 2019 auf diese Weise an die 300 Ladepunkte in Betrieb genommen. Um die anspruchsvollen Kundenanforderungen hinsichtlich Betrieb, Energiemanagement und Verfügbarkeit zu erfüllen, sind in der Software CHARX manage auch Funktionen zur Nutzung von Cloud-Services implementiert.

Jonas Elbroend resümiert: „Die CHARX manage von Phoenix Contact ist auf Unternehmen zugeschnitten, die perspektivisch zwischen zehn bis zu mehreren Dutzend Ladepunkte nutzen wollen und professionelle Ansprüche an Energiemanagement, Betrieb und Ausbausicherheit haben.“

Piet Gömpel ergänzt: „Mit CHARX manage lassen sich unsere Ladelösungen flexibel in unterschiedlichen Umgebungen in Ladeparks einsetzen. Damit bieten wir unserem wachsenden Kundenstamm eine Komplettlösung von der Analyse über die Planung und Implementierung bis hin zum Betrieb.“

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