Ein Energiemanagementsystem (EMS) ist eine Softwareebene, die die Energiefl\u00fcsse eines Standorts f\u00fcr das Laden von Elektrofahrzeugen in Echtzeit \u00fcberwacht und koordiniert. Es gleicht den Ladebedarf mit Solarstrom vor Ort, Batteriespeichern, Stromtarifen, weiteren Geb\u00e4udelasten und Netzsignalen ab. Es kann ein eigenst\u00e4ndiges System sein, an das ein Ladepunktmanagementsystem angebunden wird, oder eine Reihe von Energiemanagement-Funktionen, die direkt im CPMS enthalten sind. In beiden F\u00e4llen steht es \u00fcber dem dynamischen Lastmanagement, das die physische Leistungsgrenze des Standorts durchsetzt.
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Der Begriff Energiemanagementsystem ist \u00e4lter als das EV-Laden und hat bis heute drei Bedeutungen. Ein Energieversorger betreibt ein Netz-EMS, um Erzeugung und \u00dcbertragung in einem Netz zu \u00fcberwachen. Ein Geb\u00e4ude- oder Heim-EMS (BEMS oder HEMS) steuert den gesamten Energieverbrauch einer Immobilie, von der Heizung bis zur Beleuchtung. Beim EV-Laden ist ein EMS die Ebene, die die Energie eines Ladestandorts koordiniert: wie viel Leistung das Laden in jedem Moment beziehen darf, wann es sie beziehen soll und wie Erzeugung und Speicherung vor Ort in diese Entscheidung einflie\u00dfen.<\/p>\n\n\n\n
Keine einzelne Norm definiert das EMS f\u00fcr das EV-Laden so, wie das Open Charge Point Protocol (OCPP)<\/a> die Verbindung zwischen Ladestation und Backend definiert. Beschrieben wird es stattdessen \u00fcber die Schnittstellen in seinem Umfeld. Das von der Open Charge Alliance entwickelte Open Smart Charging Protocol (OSCP)<\/a> regelt die Kommunikation zwischen einem Ladepunktmanagementsystem (CPMS)<\/a> und dem Energiemanagementsystem eines Standorteigent\u00fcmers oder Verteilnetzbetreibers. IEC 63110-1:2022 regelt das Management der Lade- und Entladeinfrastruktur f\u00fcr Elektrofahrzeuge auf derselben Systemebene, eine Ebene \u00fcber der Norm ISO 15118<\/a>, die die Verbindung zwischen Fahrzeug und Ladestation definiert. Das EMS liest Tarife, Netzsignale und die Leistung von Solaranlagen und Batterien vor Ort aus und legt dann die Strategie fest, die das dynamische Lastmanagement<\/a> und Smart Charging<\/a> umsetzen.<\/p>\n\n\n\n F\u00fcr einen Ladestationsbetreiber (CPO) ist Energie meist der gr\u00f6\u00dfte variable Kostenfaktor eines Standorts, und der Netzanschluss ist die h\u00e4rteste Grenze daf\u00fcr, wie viele Ladestationen er hinzuf\u00fcgen kann. Ein EMS macht diese Einschr\u00e4nkung beherrschbar. Indem es das Laden in g\u00fcnstigere Tarifzeiten verlagert und den Leistungsbezug des Standorts bei Lastspitzen begrenzt, senkt es die Leistungspreise (Entgelte, die ein Energieversorger nach dem h\u00f6chsten Leistungsbezug eines Standorts im Abrechnungszeitraum erhebt), die viele gewerbliche Stromrechnungen dominieren. Durch die Koordination von Solaranlagen und Batteriespeichern vor Ort kann ein Standort mehr Ladevorg\u00e4nge mit lokal erzeugter Energie statt aus dem Stromnetz bedienen.<\/p>\n\n\n\n Dieselbe Logik entscheidet dar\u00fcber, ob ein Standort einen teuren Netzausbau braucht oder innerhalb seines bestehenden Anschlusses wachsen kann. F\u00fcr Flottendepots, die viele Fahrzeuge in einem festen Zeitfenster \u00fcber Nacht laden, h\u00e4lt ein EMS die Spitzenlast unter der vertraglich vereinbarten Kapazit\u00e4t und stellt trotzdem die Abfahrtszeiten sicher. Gerade f\u00fcr Betreiber mit Bezug zu Energieversorgern und f\u00fcr Flottendepots sind dynamisches Lastmanagement und Demand-Response-F\u00e4higkeit keine optionalen Extras mehr. Sie erscheinen zunehmend als Grundanforderungen in Ausschreibungen f\u00fcr Ladeinfrastruktur. F\u00fcr die meisten Betreiber lautet die Frage nicht, ob sie Energie managen, sondern ob dieses Management in einem separaten System oder in der Ladeplattform l\u00e4uft, die sie bereits nutzen.<\/p>\n\n\n\n Ein EMS koordiniert eine Reihe von Energiefunktionen. Ein eigenst\u00e4ndiges EMS f\u00fchrt sie als ein System aus; ein modernes CPMS integriert dieselben Funktionen zunehmend direkt. Der Funktionsumfang ist in beiden F\u00e4llen derselbe.<\/p>\n\n\n\n Energiemanagement funktioniert in drei Ebenen, und ihre Trennung ist der klarste Weg, ein EMS zu verstehen. Das EMS ist die Strategieebene: Es liest Tarife, Netzsignale und den Zustand von Solaranlagen und Speichern vor Ort aus und legt dann fest, wie viel Leistung das Laden wann nutzen darf. Das dynamische Lastmanagement<\/a> ist die Begrenzungsebene: Innerhalb dieses Leistungsrahmens verteilt es den Strom so auf die Ladestationen eines Stromkreises, dass der Standort seinen Anschluss nie \u00fcberschreitet. Smart Charging ist die Ausf\u00fchrungsebene: Es passt die an jedes Fahrzeug abgegebene Leistung f\u00fcr den jeweiligen Ladevorgang an.<\/p>\n\n\n\n Hier zeigt sich das doppelte Bereitstellungsmodell. Ist das EMS ein separates System, tauscht das CPMS Mess- und Netzdaten mit ihm aus, typischerweise \u00fcber OSCP f\u00fcr die netzseitige Koordination oder \u00fcber ein Industrieprotokoll wie Modbus f\u00fcr einen lokalen EMS-Controller. Ist das Energiemanagement in das CPMS integriert, l\u00e4uft dieselbe Strategie-, Begrenzungs- und Ausf\u00fchrungslogik innerhalb einer Plattform. Die Ebenen \u00e4ndern sich nicht, nur ihr Ort.<\/p>\n\n\n\n Energiemanagement wird leicht mit den Funktionen verwechselt, die es steuert. Am klarsten lassen sie sich nach ihrem Wirkungsbereich unterscheiden.<\/p>\n\n\n\nWarum ein EMS wichtig ist<\/h2>\n\n\n\n
Kernfunktionen eines EMS<\/h2>\n\n\n\n
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Ein EMS in der Praxis<\/h2>\n\n\n\n
EMS und verwandte Systeme<\/h2>\n\n\n\n