Elektromobilität – Integration der Ladeinfrastruktur in das Stromversorgungsnetz

Aus zahlreichen Installationen und Pilotprojekten im öffentlichen und privaten Raum hat sich die Ladeinfrastruktur als kritischer Erfolgsfaktor zur flächendeckenden Verbreitung der Elektromobilität herausgestellt. Derzeit wird mit einem Gleichzeitigkeitsfaktor von 1 geplant, was das Verteilnetz an seine Grenzen bringt.

Die Ladeinfrastruktur für die Elektromobilität muss dabei in das bestehende Stromversorgungsnetz verträglich integriert werden. Dies stellt neue Anforderungen an Planer, Errichter, Betreiber und Stromversorger (VNB) sowie an das Stromversorgungsnetz. Die Herangehensweise unterliegt dabei grundsätzlich anderen Kriterien als die klassische Stromversorgung. Dabei besteht reichlich Optimierungspotenzial bei der Technik und den Kosten.

Ziel der Weiterbildung

Das Seminar verbindet die allgemeine Elektroinstallation und Stromversorgung der ortsfesten Installation mit den Anforderungen durch die Ladesysteme. Es vermittelt Ihnen praxisgerechte Planungen und Realisierungen für eine Ladeinfrastruktur, die sicher und dauerhaft in ein vorhandenes Starkstromnetz (400/230V 50 Hz) integriert und betrieben werden können. Nach einem Überblick der auf dem Markt befindlichen Ladesysteme (AC und DC) und deren Anforderungen an das Starkstromnetz werden die Schwerpunkte zur elektrotechnischen Umsetzung, allgemein anerkannte elektrotechnische Regeln und die praktische Integration in die Gegebenheiten vor Ort vorgestellt. Elektrotechnische Vorschriften und Normen in diesem Umfeld werden ausführlich erläutert sowie die vorgeschriebenen Anmelde- und Genehmigungsverfahren vorgestellt.
Weiter werden die datentechnischen Systeme für das Lastmanagement und die Erfassung des Energieverbrauchs sowie die Möglichkeiten zur Abrechnung beleuchtet.

HINWEIS
Grundkenntnisse der Elektrotechnik und der allgemeinen Stromversorgung werden vorausgesetzt.

Montag, 2. bis Mittwoch, 4. Dezember 2024
1. Tag: 10.15 bis 17.30 Uhr, inkl. Pausen
2. Tag: 08.00 bis 15.30 Uhr, inkl. Pausen
3. Tag: 09.00 bis 15.00 Uhr, inkl. Pausen

Teil A: Grundlagen 

• elektrotechnische Grundlagen, komplexe Zusammenhänge einfach erläutert, Gleich-, Einphasenwechsel-Drehstrom, Oberschwingungen, Effekte bei Spannungsabsenkung: Einflüsse und Auswirkungen auf Ladesysteme 
• Übersicht in der Praxis eingesetzter Ladesäulen und Systeme, technische Eckdaten 
• Wechselstrom-Ladesysteme AC bis 50 kW, Gleichstrom-Ladesystem DC bis 350 kW 
• Anforderungen von modernen Ladesystemen an das speisende Stromversorgungsnetz 
• Leistungsfähigkeit speisender Stromversorgungsnetze und Netzaufbau 
• Anzahl Ladesysteme an einem Verknüpfungspunkt 
• Planung des Anschlusses: Versorgung aus dem öffentlichen Stromversorgungsnetz oder aus einem kundeneigenen Netz 
• Netzbelastung, Berechnungsbeispiele 
• Ausnutzung der vorhandenen Netzinfrastruktur, Managementsystem zur Ladung, maximale Ladeleistung 
• Kriterien der Netzqualität (EN 50160), elektromagnetische Verträglichkeit 
• mit stationären und nichtstationären Energiespeichern (z.B. Batteriepuffern)

Teil B: Gesetze, Vorschriften, Normen 

• Landesbauordnung, Baugenehmigung, Leitungsanlagenrichtlinie LAR, rechtliche Einordnung von Ladesystemen auf öffentlichem und privatem Gelände 
• GEIG, AVV Ladesäulen, Ladesäulenverordnung, Quartierslösungen
• Technische Anschlussbedingungen TAB der Verteilernetzbetreiber VNB und Anwendungsregel AR 4100 
• Anmelde- und Genehmigungsverfahren 
• Installationsvorschriften VDE 0100-722 Stromversorgung von Elektrofahrzeugen 
• Beherrschung von DC-Fehlerströmen, RCD/FI-Auswahl, Integration in die Ladeschaltung 
• Anwendungsregel AR 4110 bei Anschluss an das Mittelspannungsnetz (bisher TAB Mittelspannung) über eine Trafostation 
• Besonderheiten bei Anschlussleistung über 4,6 kW, über 12 kW, über 100 kW und über 1000 kVA

Teil C: AC-Ladesäulen bis 22 kW 

• einzelne Walbox ohne Lademanagementsystem 
• mehrere Walboxen hinter einem Hausanschluss mit einfachem Lademanagementsystem 
• viele Walboxen mit Last- und Lademanagement, Möglichkeiten der Realisierung ohne und mit zusätzlichem weiterem Netzausbau

Teil D: DC-Ladesäule bis 350 kW 

• Aufbau von DC-Ladesäulen, Ausblick auf Produktnorm 
• Besonderheiten der DC-Ladung 
• Netzsystem auf der DC-Seite, Schutzmaßnahmen 
• Lösungsmöglichkeiten beim Anschluss am Niederspannungsnetz 
• Lösungsmöglichkeiten beim Anschluss über das Mittelspannungsnetz

Teil E: AC- und DC-Ladeparks 

• Planung, Berechnung und Auslegung eines Stromversorgungsnetzes mit Ladestationen 
• Lademanagement, Intelligenz, was muss dieses System leisten? 
• Energiemanagement mit Energiespeicher am Netzverknüpfungspunkt

Teil F: Gefahren und Schutz 

• Gefahren durch Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) 
• Schutzmaßnahmen AC und DC: Anlagenschutz, Personenschutz, Sachschutz, Vandalismus 
• Überspannungsschutz (Blitz- und Schaltüberspannungen) 
• Erdung, Schutzpotentialausgleich, Haupterdungsschiene, Potentialausgleich, zusätzlicher Potentialausgleich, Potentialsteuerung 
• Vermeidung der Gefahren durch Potentialdifferenz bei großen Entfernungen 
• Wechsel- und Gleichfehlerströme erfassen und abschalten

Teil G: Datentechnische Systeme, IT, Cloud 

• Kommunikation mit dem Fahrzeug 
• Steuerung und Regelung der Ladeleistung 
• Verbindung der Anforderungen des Stromversorgungsnetzes und der Batterieladung 
• Eingriffsmöglichkeiten durch offene IT-Lösungen 
• Abrechnungssysteme 
• Cloud-Lösungen und Systeme 
• Intelligenz, Berücksichtigung kundenspezifischer Anforderungen (VNB, netzdienliche Dienste, Leistungsreduzierung durch VNB)

Teil H: Lösungsmöglichkeiten und Beispiele 

• Leistungsermittlung, Leistungsbilanz, Gleichzeitigkeitsfaktor, neue Festlegungen in den Normen 
• Ausführung der Endstromkreise, Grundsätze 
• Aufbau einer Unterverteilung zum Anschluss mehrerer Ladepunkte von zentraler Stelle 
• Kabelauslegung für Dauerstrom, Kurzschluss, Personenschutz, Spannungsfall 
• zusätzliche Ladestationen in einem bestehenden Kabelnetz (öffentliches Stromversorgungsnetz mit Hausanschlusskasten) 
• Neuplanung von Ladestationen über ein Kabel direkt an einer Trafostation mit ausreichender Leistungsreserve angeschlossen 
• Auslegung des speisenden Trafos, Leistungserhöhung durch Fremdbelüftung 
• mehr Ladepunkte durch Lademanagementsystem 
• Einsatz von einem gemanagten Energiespeicher und Managementsystem für die Ladung

Teil I: Auslegungsbeispiel als Zusammenfassung und Diskussion 

• Auslegung eines Ladesystems/Ladeparks an einem Beispiel zusammen mit den Seminarteilnehmern unter Zusammenfassung und Anwendung des gesamten Seminarinhaltes