Um die DSO-Netzsignalisierung (oder einfach: DSO-Signalisierung) zu verstehen, definieren wir zunächst den Begriff DSO: Distribution System Operator (Verteilnetzbetreiber). So wie Ampeln Staus auf den Straßen vermeiden und den Verkehrsfluss während der Stoßzeiten automatisch regeln, koordinieren DSOs den Stromfluss durch das Netz. Und genau wie eine Ampel den Verkehr zum Anhalten, Verlangsamen oder Weiterfahren auffordert, verwenden DSOs Signale, um in Echtzeit zu steuern, wie viel Strom eine EV-Ladestation aus dem Netz bezieht oder in das Netz einspeist.

DSO-Signalisierung und Energieflexibilität sind weit mehr als nur eine regulatorische Anforderung, die es zu erfüllen gilt. Für Ladestationsbetreiber (CPOs) eröffnen sie die Möglichkeit, schneller zu skalieren, effizienter zu arbeiten und die Einhaltung von Vorschriften in einen Wettbewerbsvorteil zu verwandeln. Wir bei gridX glauben, dass diese Tools der Schlüssel zur nächsten Phase des Wachstums der Elektromobilität sind.

Was ist DSO-Signalisierung und warum sollte sie für CPOs von Bedeutung sein?

Stell dir den DSO als Verkehrsleiter für Strom vor, der den Stromfluss vom Übertragungsnetz zu Haushalten, Unternehmen und zunehmend auch zu EV-Ladestationen verwaltet. Seine Aufgabe: sicherzustellen, dass der Elektronenfluss reibungslos und kontrolliert verläuft, Überlastungen zu verhindern und eine konstante und zuverlässige Stromversorgung zu gewährleisten.

DSO-Signalisierung ist der Kommunikationskanal, der das ermöglicht. DSOs senden Echtzeit-Anweisungen wie „Verbrauch aus dem Netz reduzieren“ (gelb) oder „PV-/Batterieeinspeisung stoppen“ (rot) – basierend auf aktuellen Überlastungsmustern. Für das Laden von Elektrofahrzeugen bedeutet dies, dass der DSO bei Nachfragespitzen in einem bestimmten Gebiet die Ladegeräte anweist, ihre Entnahme vorübergehend zu reduzieren, um Stromausfälle zu vermeiden. Wenn diese Signale intelligent in das System einer EV-Ladestation integriert werden und der Verbrauch oder die Produktion jeder einzelnen Energieanlage ganzheitlich in Echtzeit gesteuert wird, kann ein gutes EV-Ladeerlebnis aufrechterhalten werden.

Durch die Integration in den Ladevorgang verwandelt die DSO-Signalisierung die EV-Ladeinfrastruktur von passiven Stromverbrauchern in aktive Anlagen, die das Netz unterstützen.

Die implizite Flexibilität der DSO-Signalisierung

Die dynamische Interaktion zwischen DSO-Signalisierung und Netzstabilität ist eine Form impliziter Flexibilität (d. h., die energieverbrauchende Anlage reagiert auf Preissignale, entweder manuell oder über ein intelligentes Energiemanagementsystem (EMS), wodurch eine optimierte Energienutzung und Kostensenkungen ermöglicht werden). Es handelt sich um eine subtile, aber wirkungsvolle Methode zur Laststeuerung durch dynamische Verschiebung oder Drosselung der Leistung (d. h. Die Anlage wird netzunterstützend). Und mit einem intelligenten EMS hat dies keine negativen Auswirkungen auf das Ladeerlebnis für Fahrer:innen von Elektrofahrzeugen.

DSO-Anforderungen für CPOs: Von Regeln zu neuen Möglichkeiten 

Für CPOs ist die Einbindung von DSO-Signalen nicht mehr optional. In ganz Europa gehen die DSOs von Empfehlungen zu verbindlichen Vorschriften über. In Deutschland beispielsweise entwickelt sich die Einhaltung von Paragraph 14a (§14a) rasch zu einer wichtigen regulatorischen Anforderung, insbesondere für private und halböffentliche Ladestationen. Diese Vorschrift schreibt vor, dass die Ladeinfrastruktur in der Lage sein muss, DSO-Signale zu empfangen und darauf zu reagieren, um die Netzstabilität bei der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen zu gewährleisten. Darüber hinaus regeln technische Normen wie VDE-AR-N 4100 oder 4105 (für die Produktion, z. B. PV oder Batterie) und VDE-AR-N 4110 (für Mittelspannungsanschlüsse) die Integration der Ladeinfrastruktur in das Netz.

Im Vereinigten Königreich legen Anforderungen wie die ENA Engineering Recommendation G100 Regeln für die Einspeisung und Entnahme von Strom fest und sichern so Stabilität bei dezentraler Erzeugung und Speicherung. Die Vorschriften unterscheiden sich zwar in Umfang und technischen Details, doch der Trend ist eindeutig: : Signalisierungsfähigkeiten und Flexibilität werden zunehmend Voraussetzung für den Einsatz.

Diese Anforderungen mögen zwar wie Hürden erscheinen, aber mit dem richtigen Energiemanagementsystem (EMS) werden sie ganz einfach zu Sprungbrettern.

XENON beseitigt die Komplexität

Das EMS von gridX, XENON, fungiert als Ampel für den Verteilernetzbetreiber (DSO). Es empfängt dessen Signale – man kann sich Verbrauchsbeschränkungen wie Straßensensoren für Autos oder Einspeisebeschränkungen wie Fußgänger-Druckknöpfe vorstellen –, interpretiert sie und steuert Ladegeräte, Batterien und PV-Anlagen so, dass die Vorschriften eingehalten werden, ohne Betriebszeit, Rentabilität oder Kundenerlebnis zu beeinträchtigen. CPOs müssen sich nicht mehr mit komplexen Vorschriften herumschlagen – XENON übernimmt die Komplexität und gibt den Betreibern die Freiheit, sich auf das Wesentliche zu konzentrieren: den Ausbau ihrer Netzwerke und die Zufriedenheit der Fahrer:innen.

Batterien: Das versteckte Ass für CPOs

Batterien an EV-Ladestationen eröffnen eine Vielzahl von Möglichkeiten, insbesondere in Märkten, in denen die Netzkapazität an ihre Grenzen gestoßen ist, wie beispielsweise in den Niederlanden. Hier benötigen viele EV-Ladestationen einen großen Netzanschlusspunkt, um so viele Kund:innen wie möglich zu bedienen, Schnellladungen anzubieten und keine Sicherungen durchbrennen zu lassen. Leider ist der Ausbau eines Netzanschlusspunkts unglaublich kostspielig und zeitaufwändig, da er physische Veränderungen der Landschaft und bürokratische Prozesse mit Genehmigungen und Zulassungen erfordert.

Batterien werden daher zum überraschenden Trumpf, von dem CPOs nicht wussten, dass sie ihn brauchen.

Batterien bieten bei intelligentem Einsatz Standorten entscheidende Vorteile:

• DSO-Signale abfedern: Muss die Ladung verlangsamt werden, springen Batterien ein und halten das Laden von Elektrofahrzeugen reibungslos aufrecht.
• Spitzenlasten reduzieren: Gespeicherte Energie wird in Zeiten hoher Nachfrage genutzt, um die Netzbelastung zu senken und Nachfragegebühren zu sparen.
• Solar-PV integrieren: Überschüssige Tagesenergie wird gespeichert und später genutzet, um die Selbstversorgung zu erhöhen.
• Kosten optimieren: Laden, wenn Energie günstig ist, entladen, wenn sie teuer ist.

Virtuelle Netzerweiterung

gridX geht mit seiner Funktion zur virtuellen Netzerweiterung noch einen Schritt weiter in Sachen Batterieintegration. Diese innovative Funktion ermöglicht es Batterien, sich zu entladen und Spitzenlasten beim Laden von Elektrofahrzeugen zu bewältigen, die andernfalls die vom Verteilernetzbetreiber genehmigten Anschlussgrenzen für einen Standort überschreiten würden. Dies ist besonders in Gebieten mit begrenzter Netzkapazität von entscheidender Bedeutung, da es CPOs folgende Möglichkeiten bietet:

• Eröffnung neuer Ladeparks auch bei begrenzter physischer Netzkapazität, wodurch die Einführung der notwendigen Ladeinfrastruktur beschleunigt wird.
• Kund:innen schnellere Ladegeschwindigkeiten bieten, indem zusätzliche Leistung bereitgestellt wird, die über die Kapazität des Netzes hinausgeht – so entsteht ein erstklassiges Ladeerlebnis, das mehr Fahrer:innen begeistert.

Solche zukunftssicheren Anwendungsfälle sind nur mit einem EMS möglich, das EV-Ladegeräte sowie Batterien und Photovoltaikanlagen in einem intelligenten System bündelt. XENON integriert nahtlos mehrere OEMs und Gerätetypen, um die Ladekapazität zu erweitern, gleichzeitig die Kosten zu minimieren und neue Wertströme zu erschließen. Ein Flottenmanagementsystem, das sich ausschließlich auf das Laden von Elektrofahrzeugen konzentriert, reicht für CPOs nicht mehr aus, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

Flexibilität in Aktion: Energiemanagement und intelligente Ladepriorisierung

Ähnlich wie der DSO die Ampel für den Strom ist, ist XENON im Wesentlichen die Ampel für das Energiemanagement, die DSO-Signale navigiert, um den Ladevorgang zu optimieren. Es bietet eine Reihe flexibler Ladestrategien – wie priorisiertes oder zeitgesteuertes Laden –, die sicherstellen, dass die Netzsignale eingehalten werden, ohne die Nutzung zu beeinträchtigen.

Diese Strategien ermöglichen es CPOs, das Ladeverhalten an die spezifischen Anforderungen des Standorts und die Geschäftsmodelle anzupassen:

• Benutzerbasierte Priorisierung: Die neueste Funktion von XENON, die Premium-Nutzer:innen oder utzer:innen mit dringendem Abfahrtsbedarf bevorzugt.
• Ausgewogenes Laden: Gleichmäßige Verteilung der Leistung auf alle Fahrzeuge.
• Wiederkehrendes planmäßiges Laden: Basierend auf Zeiträumen während des Tages oder der Woche.
• Proportionales Laden: Jedes Elektrofahrzeug erhält mindestens eine Mindestladeleistung.
• Serienmäßiges Laden: Folgt der Logik „Wer zuerst kommt, mahlt zuerst“.

Durch die intelligente Vermittlung zwischen Verteilernetzbetreibern und EV-Ladegeräten stellt XENON sicher, dass die Netzregeln eingehalten werden, ohne dass das Fahrerlebnis beeinträchtigt wird.

Skalierbarkeit angehen: Standardisierung, Schnittstellen und Marktfragmentierung 

Eine der größten Herausforderungen in Europa ist die Marktfragmentierung. Nehmen wir Deutschland als Beispiel, wo dies ein besonderes Problem darstellt, da das Land fast 900 Verteilnetzbetreiber (VNB) hat. Während die Grundlage der VNB-Netzvorschriften in Deutschland auf VDE-Normen basiert, unterliegt jeder VNB zusätzlichen Anforderungen, die für ihn spezifisch sind und in seinen Technischen Anschlussbedingungen (TAB) definiert sind. Daher ist es schwierig, eine Lösung zu finden, die alle regulatorischen Anforderungen der VNB allein innerhalb eines Marktes wie Deutschland erfüllt.

Hier kann ein intelligentes EMS von großem Nutzen sein, insbesondere eines, das an die unterschiedlichen Anforderungen und Protokolle der Verteilnetzbetreiber angepasst werden kann. Zu diesen nützlichen Protokollen gehören beispielsweise, aber nicht ausschließlich:

• OpenADR: Ein weit verbreiteter Standard für automatisierte Laststeuerung, der die Kommunikation zwischen Versorgungsunternehmen und energieverbrauchenden Anlagen erleichtert.
• Modbus: Ein serielles Kommunikationsprotokoll, das häufig für die Verbindung industrieller elektronischer Anlagen verwendet wird.
• IEC 61850: Ein Standard für Kommunikationsnetzwerke und -systeme in der Automatisierung von Energieversorgungsunternehmen.

Diese ermöglichen eine schnelle Konfiguration pro Verteilnetzbetreiber (DSO), ohne dass jedes Mal eine maßgeschneiderte Entwicklung erforderlich ist. CPOs können neue Ladestationen schnell bereitstellen und integrieren, da sie wissen, dass ihr EMS effektiv mit den spezifischen Netzsignalanforderungen des lokalen DSO kommunizieren kann. Dies reduziert die Komplexität der Integration erheblich, beschleunigt die Markteinführung neuer Standorte und bietet CPOs die nötige Flexibilität, um ihre Aktivitäten effizient über verschiedene regulatorische Umgebungen hinweg zu skalieren, wodurch ein potenzieller Engpass in einen optimierten Bereitstellungsprozess umgewandelt wird.

Erfahren Sie mehr über intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen und DSO-Signalisierung in „Watt's up with energy?“ mit Akash Roshan, Senior Product Manager E-Mobility B2B bei gridX. (Auf Englisch)

Ausblick: Die Rolle der Energieflexibilität in einer Zukunft mit begrenzten Netzkapazitäten

Die Zukunft des Ladens von Elektrofahrzeugen besteht nicht nur darin, mehr Standorte anzuschließen, sondern auch darin, eine flexible, intelligente und netzintegrierte Infrastruktur aufzubauen. Flexibilität wird sich von einer Compliance-Anforderung zu einem zentralen Geschäftsmodell entwickeln:

• CPOs werden Dienstleistungen an DSOs und TSOs zurückverkaufen.
• Batterien werden zu umsatzgenerierenden Vermögenswerten auf Flexibilitätsmärkten.
• Smart EMS ermöglicht es CPOs, günstig einzukaufen, teuer zu verkaufen und durch das Laden und Entladen von Energie neue Einnahmequellen zu erschließen.

Durch die frühzeitige Nutzung von Flexibilität können CPOs sich von reinen Stromverbrauchern zu strategischen Akteuren im Energiesystem entwickeln.

Grünes Licht für Elektromobilität

Das rasante Wachstum von Elektrofahrzeugen belastet zweifellos das Stromnetz. Mit der richtigen Perspektive sind DSO-Signale und regulatorische Vorgaben jedoch keine Hindernisse, sondern geben grünes Licht für die Skalierung.

Bei gridX unterstützen wir CPOs dabei, sich in dieser dynamischen Landschaft sicher zurechtzufinden. Unsere modularen und anpassungsfähigen Lösungen vereinfachen den Umgang mit unterschiedlichen DSO-Schnittstellen, ermöglichen skalierbare Implementierungen und verringern operative Herausforderungen. Vor allem integriert XENON die Stromerzeugung, Speicherung, Wechselstrom- und Gleichstromladegeräte verschiedener OEMs, Preissignale und natürlich Netzsignale, um Komplexität in Effizienz und Einsparungen zu verwandeln. Wir helfen CPOs, über reine Vorschriftenerfüllung hinauszugehen und das volle Potenzial ihrer Ladeinfrastruktur auszuschöpfen, damit sie nicht nur konform, sondern auch profitabel, zuverlässig und zukunftssicher ist. Durch den Einsatz von intelligentem Energiemanagement und Flexibilität können CPOs die Führung übernehmen – auf dem Weg zu einer widerstandsfähigeren, effizienteren und elektrisierenden Energiezukunft.