Die sonnige Zukunft des Ladens von Elektrofahrzeugen
CPOs im Bereich Heimladen setzen zunehmend auf die Integration von Solarenergie, um den Erwartungen der Verbraucher gerecht zu werden. In diesem Beitrag beleuchten wir die betrieblichen Abläufe und stellen AMPECOs Lösung für das solare Laden von Elektrofahrzeugen vor – entwickelt, um CPOs dabei zu unterstützen, ihr Angebot zu erweitern, Bestandskunden zusätzliche Mehrwerte zu bieten und sich strategisch in einem wachsenden Marktsegment zu positionieren.
Solarenergie befindet sich seit fast zwei Jahrzehnten auf Wachstumskurs und ist zur am schnellsten wachsenden Stromquelle geworden. Länder wie Australien, die Niederlande und Deutschland setzen in großem Umfang auf Photovoltaik im Wohnbereich. Dank sinkender Kosten, technologischer Fortschritte und eines weltweiten Engagements für Nachhaltigkeit hat sich Solarenergie fest im Energiemix etabliert.
Was ist solares Laden?
Solares Laden optimiert den Ladevorgang, indem verfügbare Solarenergie zum Laden von Elektrofahrzeugen genutzt wird. Nachdem der Energiebedarf des Haushalts gedeckt ist, kann überschüssige Solarenergie – auch als PV-Überschuss bezeichnet – für das Laden von E-Fahrzeugen verwendet werden. Dies ist kostengünstiger, als die überschüssige Energie ins Netz einzuspeisen. Im Idealfall erfolgt das Laden vollständig mit überschüssiger Solarenergie, wodurch die Abhängigkeit vom Stromnetz verringert wird. Eine Win-win-Situation für Verbraucher und Umwelt.
Ein typisches solares Ladesetup im Wohnbereich
Im Zentrum jedes solaren Ladesetups für Elektrofahrzeuge stehen die Solarpaneele, die Sonnenlicht einfangen und in Strom umwandeln. Wechselrichter spielen dabei eine entscheidende Rolle, indem sie den von den Paneelen erzeugten Gleichstrom in für den Haushalt nutzbaren Wechselstrom umwandeln. Solar-Laderegler steuern und regulieren Schwankungen bei der Energieerzeugung der Solaranlage. Schließlich erfasst die CT-Klemme (Stromwandlerklemme), wie viel Energie von den Solarpaneelen ins Netz zurückgespeist wird. Diese überschüssige Solarenergie kann dann zum Laden des Elektrofahrzeugs genutzt werden.
Beim solaren Laden erkennt in der Regel entweder das Ladegerät oder die CT-Klemme, wie viel Energie ins Netz zurückgespeist wird, und kann – falls erforderlich – den vom CPMS angewendeten Ladezeitplan überschreiben. Das Ladegerät „lauscht“ gewissermaßen auf Zeitpunkte, in denen überschüssige Solarenergie zur Verfügung steht, die andernfalls ins Netz eingespeist würde. Dieser dynamische Prozess, bekannt als „Export Matching“, ermöglicht es dem Ladegerät, die gesamte verfügbare überschüssige Energie in Echtzeit zu nutzen, wodurch Netzrückspeisungen reduziert oder ganz vermieden werden.
Herausforderungen für CPOs beim solaren Laden
Für das solare Laden von Elektrofahrzeugen gibt es keine Universallösung. In der Regel ist eine Koordination zwischen dem Ladegerät und zusätzlicher Hardware erforderlich – etwa der CT-Klemme auf der einen Seite und dem CPMS (der Software) auf der anderen.
Das CPMS steuert den Ladevorgang über OCPP, doch dieses Protokoll ist nicht für solarbezogene Funktionen ausgelegt. Daher ist zusätzlicher Entwicklungsaufwand seitens des Ladegeräteherstellers und des CPMS-Anbieters erforderlich, um die OCPP-Funktionalitäten durch benutzerdefinierte Konfigurationsschlüssel und Datenübertragungsnachrichten – vergleichbar mit Befehlen – zu erweitern.
Kundinnen und Kunden haben häufig Schwierigkeiten, eine transparente Übersicht über ihren Energieverbrauch zu erhalten. In der Regel sehen sie lediglich eine Zusammenfassung der Ladesitzung mit Angaben zum insgesamt verbrauchten Strom – ohne Aufschlüsselung nach Solar- und Netzstrom. Dieses Problem ergibt sich daraus, dass das System mehrere Hardwarekomponenten neben dem Ladegerät erfordert, die oft nicht effektiv miteinander kommunizieren. Dadurch wird eine präzise Nachverfolgung und Berichterstattung der Energiequellen erschwert.
Bei bewölktem Himmel oder schlechtem Wetter liefert Solarenergie möglicherweise nicht genug Leistung, um ein Ladegerät der Stufe 2 vollständig zu versorgen. EV-Ladegeräte begegnen diesem Problem mithilfe einer CT-Klemme, die den Energiefluss zwischen dem Haushalt und dem Stromnetz überwacht. Wird überschüssige Solarenergie erkannt, passt das Ladegerät die Ladeleistung entsprechend an. Da jedoch sowohl der Stromverbrauch als auch die Solarerzeugung schwanken, passt sich der Energieverbrauch der Ladestation laufend an, um das solare Überangebot optimal zu nutzen.
Erweiterte Funktionen für solares Laden mit AMPECO
Damit solares Laden von Elektrofahrzeugen effektiv funktioniert, sind zwei Hauptvoraussetzungen erforderlich:
- Das Ladegerät muss Konfigurationsschlüssel für solares Laden unterstützen. Da nicht alle Ladegeräte über die gleichen Schlüssel zur Steuerung der Solarfunktion verfügen, kann auf beiden Seiten zusätzlicher Entwicklungsaufwand erforderlich sein.
- Die elektrische Installation vor Ort muss eine CT-Klemme enthalten, um die verfügbare Solarleistung präzise messen zu können.
Optimierte Nutzung von Solarenergie
AMPECO steuert den Ladevorgang intelligent, um überschüssige Solarenergie mithilfe smarter Zeitpläne vorrangig zu nutzen. Wenn die Solarproduktion nicht ausreicht, passt die Plattform den Ladeplan automatisch an, um das Fahrzeug nachts – zu günstigeren Nebenzeiten – über das Stromnetz aufzuladen. So ermöglicht AMPECO geplante Ladesitzungen, die sich automatisch an die Verfügbarkeit von Solarenergie und Netzstromzeiten anpassen.
Kreative Ansätze zur Nutzung von OCPP für solares Laden
Die AMPECO-Plattform ermöglicht und steuert die Solarladefunktion des Ladegeräts über benutzerdefinierte OCPP-Konfigurationsschlüssel. Obwohl das OCPP-Protokoll nicht speziell für die Integration von Solarenergie ausgelegt ist, haben wir innovative Wege gefunden, um diese Funktionalität über Konfigurationsschlüssel zu realisieren.
Konfigurationsschlüssel definieren verschiedene Einstellungen und Parameter, die das Verhalten des Ladegeräts während einer Ladesitzung steuern. Das OCPP-Protokoll schreibt bestimmte Schlüssel zwingend vor, die von jedem Ladegerät unterstützt werden. Darüber hinaus kann jeder Hersteller zusätzliche Schlüssel einführen, um weitere Aspekte des Ladeverhaltens zu steuern. Für das Management von Solarenergie stützt sich AMPECO auf drei zentrale Schlüssel:
SolarMode: Aktiviert oder deaktiviert die Solarladefunktion und ermöglicht dem Ladegerät, den Zeitplan zu überschreiben, sobald überschüssige Solarenergie erkannt wird.
SolarCurrentFromGrid: Maximiert die Nutzung der verfügbaren überschüssigen Solarenergie und stellt gleichzeitig sicher, dass das Fahrzeug ausreichend Ladestrom erhält. Dies wird erreicht, indem während des Solarladens ein maximaler Stromwert aus dem Netz festgelegt wird.
SolarStableTime: Weist das Ladegerät an, nach einem Rückgang der verfügbaren Solarenergie für eine bestimmte Zeit weiterhin über das Stromnetz zu laden. Dadurch werden häufige Start-Stopp-Ladezyklen vermieden, die der Batteriegesundheit des Fahrzeugs schaden könnten.
Einfache Steuerung des Solarladens mit unserer White-Label-App
Im Modus „Solar“ legt die AMPECO-Plattform einen Ladezeitplan mit einem Grenzwert von 0 fest, was bedeutet, dass das Ladegerät standardmäßig keinen Ladevorgang startet. Stattdessen wartet es darauf, überschüssige Solarenergie zu erkennen, und lädt das Fahrzeug nur dann – und ausschließlich mit diesem Überschuss.
Bei anderen Smart-Charging-Modi wie „Zeitgesteuert“ wird bei aktivierter Option „Überschüssige Solarenergie nutzen“ der gewählte Zeitplan wie gewohnt angewendet. Erkennt das System jedoch überschüssige Solarenergie, überschreibt das Ladegerät den Zeitplan und lädt auch außerhalb der festgelegten Zeiten.
Im „Solar“-Modus erfolgt der Ladevorgang ausschließlich bei Verfügbarkeit überschüssiger Solarenergie – für eine besonders effiziente Nutzung. Bei anderen Smart-Charging-Modi zeigt die App etwaige Zeitplan-Überschreibungen grafisch in Gelb auf der Ladekurve an, sodass Nutzer stets informiert bleiben.
Wir arbeiten derzeit an einer Verbesserung der Nutzererfahrung, indem wir eine präzise Aufschlüsselung zwischen Solar- und Netzstrom innerhalb einer einzelnen Ladesitzung ermöglichen. Diese Funktion befindet sich aktuell in der Entwicklung und wird Nutzerinnen und Nutzern transparente Einblicke in ihren Energieverbrauch bieten – für ein noch besseres Ladeerlebnis.
Innovative Funktionen zur Integration von Solarenergie
AMPECO kann sich mit Solarwechselrichtern verbinden und deren APIs nutzen, um auf Daten zur Solarstromerzeugung zuzugreifen. Diese Daten werden nicht nur für den Ladevorgang verwendet – wir nutzen sie auch, um innovative Funktionen zu entwickeln, die gezielt auf diesen Anwendungsfall zugeschnitten sind.
Der Weg zu solarbetriebenen Elektrofahrzeugen
AMPECO bietet praxisnahe Solarladelösungen für zukunftsorientierte CPOs, die eine Integration von Solarenergie mit effizienter Sitzungssteuerung und aussagekräftigen Verbrauchsdaten anstreben. Unsere Plattform begegnet den Herausforderungen direkt und ermöglicht eine nahtlose Einbindung von Solarstrom in den Ladevorgang. Mit AMPECO können CPOs ihr Angebot erweitern, Bestandskunden gezielt zusätzliche Mehrwerte bieten und sich strategisch in diesem wachsenden Markt positionieren.
Bereit, das Potenzial des Solarladens zu entfalten? Vereinbaren Sie noch heute eine Demo und sprechen Sie mit einem unserer Expertinnen und Experten für das Laden von Elektrofahrzeugen.
