Mit zunehmender Ausbreitung der Smart Home Technologie und verbunden mit der Dynamik mehr Elektroautos auf die Straßen zu bekommen, stellt sich die Frage, einer einfachen Integration einer Ladestation.
Gründe für die Integration gibt es genug. Der Fahrer eines Elektroautos möchte in seinem Smart Home den Komfort genießen, den Ladestatus seines Fahrzeugs vom Wohnzimmer abzufragen. Das klingt einmal sehr faul, trotzdem hat es einen Hintergrund – eventuelle Ladefehler.
Wer ein Elektroauto sporadisch oder regelmäßig fährt, der rechnet aktuell noch, wie weit er mit seiner Ladung kommt. Damit wir als Fahrer eines Elektroautos in einem Smart Home am nächsten Tag keine böse Überraschung auf den Weg zu Arbeit erleben, bietet sich die Überwachung des Ladeprozesses an.
E-Auto ein potentieller Verbraucher
Auch wirtschaftliche und ökologische Gründe spielen eine nicht unerheblich Rolle und machen eine Integration in das Heimnetzwerk sinnvoll. Ein Elektrofahrzeug mit einer durchschnittlichen Fahrleistung von 20.000 km pro Jahr hat einen Energiebedarf von etwa 3000 kWh. Ist die Heimvernetzung so konzipiert, dass eine PV-Anlage vorhanden ist, wird jeder Eigenheimbesitzer eine Lösung suchen, um seinen Solarstrom zum Laden des E-Mobil zu nutzen.
Der Energieverbrauch des E-Fahrzeugs ist so ein potentieller Verbraucher im Haushalt und treibt die Energiekosten nach oben. Diese summieren sich logischerweise, wenn mehrere Fahrzeuge vorhanden sind. Jetzt kommt in der Regel noch der Faktor der verfügbaren Netzanschlussleistung dazu, der es notwendig macht die Ladung der Fahrzeuge zu steuern und mit anderen Stromverbrauchern zu koordinieren.
Koordination von Strom? Warum?
Versetzen wir uns kurz in die Rolle eines Hotels, wo die Gäste fordern, ihre Elektroautos über Nacht zu Laden aber parallel in der Küche am Abend Hochbetrieb herrscht.
Das Ergebnis: Für Alle steht nicht die notwendige Energie bereit. An der Stelle wird der smarte Hotelgast mit seinem E-Fahrzeug verärgert sein. Beides fördert nicht die Kundenzufriedenheit, wenn die Küche eine schlechte Arbeit abliefert oder das Auto am nächsten Morgen nicht geladen ist.
Energiemanagement wird auch mit der Elektromobilität im eigenem Haus wichtig, um eine effektive Ladung des Elektroautos zu gewährleisten – ohne Fehler oder nicht endlos erscheinende Ladezyklen.
Die Lösung: Eine intelligente Integration
Egal ob im Eigenheim oder Hotel – durch eine intelligente Integration lässt sich der Umbau auf einen größeren Netzanschluss (vielleicht) erübrigen. Je nach Ausstattung des Gebäudes ist unter Umständen ein Blockheizkraftwerk, in Form eines Dachs, vorhanden, welches genutzt werden kann.
Das Blockheizkraftwerk erzeugt neben Wärme auch Energie, die nicht in das Stromnetz eingespeist wird, sondern zum Laden des Elektrofahrzeugs dient. Eine weitere Energiequelle kann eine auf dem Dach des Hauses verbaute Photovoltaik-Anlage sein, die Energiekosten senkt.
Die Ladung des E-Autos steuern
In der Gebäudeautomation gibt es auf dem Markt zahlreiche – proprietäre und offene – Lösungen. Die Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Ladestation ist genormt (IEC 61851-Annex A). In dieser Norm ist definiert, wie der Lademodus gestartet und beendet wird und wie der Ladestrom aus dem Netz kommen muss. In der Ladestation ist eine Mode-3-Ladesteuerung verbaut und mittels Mode-3-Ladekabel am Fahrzeug angeschlossen wird. Die Steuerung übernimmt die Signalisierung zum E-Fahrzeug sowie das Zuschalten der Netzspannung.
Standardisierte Kommunikationsschnittstellen
Derartige Ladesteuerungen verfügen über standardisierte Kommunikationsschnittstellen mit offengelegten Kommunikationsparametern. Teilweise geschieht das über eine RS485-Schnittstelle mit dem Protokoll Modbus RTU. Dadurch wird ermöglicht, dass ein überlagertes System die Ladefreigabe erteilen kann, wenn entsprechende Register gesetzt werden. Über diesen Weg kann aber auch ein Ladestrom zum Elektroauto vorgegeben werden. Je nach Steuerung kann die verfügbare Leistung optimal verteilt werden.
Zur Anbindung an die Gebäudesteuerung gibt es zwei Möglichkeiten.
Die direkte Verbindung zwischen der Ladesteuerung in der Ladestation und der Gebäudesteuerung oder die Anbindung über ein Feldbussystem wie KNX oder Loxone.
Integration der Ladestation in den KNX
Der KNX-Bus ist in der Gebäudeautomation weit verbreitet. Über den Bus werden Sensoren und Aktoren mit einer zentralen Steuerung oder mit einem Smart-Home-Server verbunden.
Die Dortmunder BAB Technologie bietet mit ihrem „Appmodule“ ein Gateway, mit dem unterschiedliche Geräte an den KNX-Bus angeschlossen werden. Dahinter steckt ein modulares App-Konzept wie bei einem Smart Phone. Das Appmodule wird auf der einen Seite an den KNX-Bus angeschlossen, auf der anderen Seite an die Ladesteuerung. Aus dem Hersteller-App-Store lässt sich die App „P-Charge“ herunterladen, welche die Umsetzung der Daten von der Ladesteuerung auf den KNX-Bus übernimmt.
Integration der Ladestation über Loxone
Der Automobilhersteller BMW hat für die Modelle des BMW i die „Wallbox Pro“ entwickelt, eine intelligente Schnelllade-Station mit integriertem Solarstrom-Management für elektrische und elektrifizierte Fahrzeuge. In einer Kooperation mit Loxone wurde die smarte, innovative Steuerungs-Logik entwickelt.
Die Kooperation mit Loxone schlägt die Brücke vom elektrischen Fahren zum intelligenten Laden im Smart Home. Durch die Smart Home-Integration steuert sich der Ladeprozess ideal in Abhängigkeit von Sonnen-Einstrahlung, Last-Konstellationen im Haus und variablen Stromtarifen.
Die Vorteile sind: Kostenlose Strom-Erzeugung und Strom-Laden wird intelligent in Smartes Wohnen eingebettet, ohne dass sich die vernetzte Familie Gedanken über Details der Energiesteuerung machen müsste.
Letztlich lässt sich sagen, es gibt also durchaus praktikable Möglichkeiten Elektroautos in die Hausautomation zu integrieren. Sicher ist der Kostenfaktor für eine kabelgebundene Vernetzung im Smart Home gegenüber einer Funktechnologie nicht unerheblichen, birgt es doch gerade bei dieser Lösung mit der Kompatibilität gewisse Vorteile.
Energie unterwegs: Das Elektroauto laden!
In Deutschland gibt es immer mehr Ladestationen. Von einem Trend, wie „Pilze aus dem Boden schießen“ kann man dennoch nicht sprechen. Hat man eine Ladestation gefunden durch Apps oder andere Hilfsmittel, stellt sich gerade für neue Fahrer die Frage, welcher Stecker, wie lange dauert der Ladevorgang, kostet das Geld…. usw.
Die Kosten für eine Ladung
Meist sind die Ladestationen kostenfrei, dennoch gibt es regionale Anbieter, die fordern ein gewisses Abo, um an deren Ladesäulen Strom zu beziehen.
Ladestation gefunden – wie weiter?
Aller Anfang ist schwer, so auch bei mir. Bei der Begutachtung der Ladesäule kamen Fragen auf, welchen Stecker muss ich denn nun nehmen. Zu Hause ist man routiniert, wie das Fahrzeug geladen wird. Unterwegs lohnt sich immer ein genauer Blick, welche Stecker zur Verfügung stehen.
Mit der Fahrzeugauslieferung werden in der Regel die benötigen Kabel und Adapter als Serienausstattung ausgeliefert. Je nach Ladesäule können dann bis zu drei verschiedene Stecker zur Verfügung stehen. Abhängig, welcher Stecker der richtige für das E-Mobil ist, entscheidet auch die Leistung, wie lange euer E-Fahrzeug geladen werden muss, um 80 % Akkuleistung zu erreichen.
Richtwert: Die effektivste Ladung liegt zwischen 20 und 80 Prozent Akkuleistung.
Mit der hier eingebunden Grafik möchte ich euch die bekanntesten Stecker-Typen und ihre Spezifikationen möglichst einfach erklären.
Ich hoffe der Beitrag hilft euch, einen besseren Überblick zu bekommen, was eigentlich möglich ist, um ein Elektroauto erfolgreich ins Smart Home zu integrieren. 😉