Bedarfsgerechter Aufbau von Ladeinfrastruktur

Bedarfsgerechter Aufbau von Ladeinfrastruktur

Der Betriebssitz eines On-Demand-Verkehrs ist der zentrale Ort, an dem die Koordinierung und Kalibrierung des Betriebs stattfindet. Für elektrisch betriebene Verkehre ist es darüber hinaus der Ort, an dem die E-Flotten geladen werden und stellt damit die essenzielle Grundlage für den operativen Betrieb dar. Damit ein On-Demand-Verkehr also zuverlässig und kontinuierlich die entsprechende Nachfrage bedienen kann, muss der Betriebssitz des Verkehrs über einen Ladepark mit einer gut ausgestattete Ladeinfrastruktur verfügen.

Der Ladepark sollte so konzipiert sein, dass die elektrische Leistung und die Anzahl der Ladepunkte den Anforderungen des Betriebs entsprechen. Nur so kann garantiert werden, dass alle Fahrzeuge jederzeit ausreichend geladen für den Einsatz zur Verfügung stehen und schnelles Zwischenladen in den Schichtübergabephasen sowie in den Pausen der Fahrer:innen möglich ist. In der Planung von Ladeparks sind der Zeit- und der Kostenaspekt maßgeblich. Schnellladesäulen (DC-Ladepunkte) tragen zwar dazu bei, E-Flotten zeitsparend am Laufen zu halten, sind aber in der Anschaffung und Haltung kostenintensiv. Ein Ladepark, der ausschließlich aus Normalladesäulen (AC-Ladepunkten) besteht, kann hingegen nicht garantieren, dass Fahrzeuge auch nach nur kurzen Ladezeiten ihre Schichten ausreichend geladen und pünktlich antreten können. Während kurze Steh- und Ladezeiten die Anzahl der benötigten Fahrzeuge reduzieren kann, können lange Ladezeiten wiederum dazu führen, dass mehr Fahrzeuge benötigt werden, um den Betrieb aufrecht zu halten. Maßgeblich ist also eine bedarfsgerechte Mischung aus Schnell- und Normalladepunkten.

Anhand welcher Kriterien werden bedarfsgerechte Ladeparks konzipiert?

Für die ideale - also kosteneffiziente und bedarfsgerechte - Gestaltung eines Ladeparks von On-Demand-Verkehren müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden:

  1. Bedienung der Nachfrage und respektive Umsetzung der Schichtplanung
  2. Übereinstimmung mit den technischen Voraussetzungen der E-Fahrzeuge
  3. Optimale Nutzung der vorhandenen Stromkapazität der Immobilie
  4. Einhaltung des Budgets oder der maximal bereitstehenden Investitionssumme

Für eine optimierte Aufstellung des Ladeparks, sind detaillierte Prognosen notwendig

Nur durch eine detaillierte Vorhersage von Bedarf und Kosten kann ein Ladepark so geplant und aufgebaut werden, dass er die benötigte elektrische Leistung aufweist, auf die technischen Voraussetzungen der Fahrzeuge sowie der vorhandenen Stromkapazität der Immobilie abgestimmt ist und sich die Kosten in einem kontrollierbaren Rahmen halten.

Nachfrageprognosen: Der Ladepark muss so geplant werden, dass er die notwendigen Kapazitäten zur Verfügung stellt, mit denen garantiert werden kann, dass die eingesetzten Shuttles geladen in ihre Schicht starten und die jeweilige Nachfrage bedienen können. Um die dazu notwendigen Kapazitäten zu bestimmen, werden zunächst Nachfrageprognosen in Form unterschiedlicher Szenarien skizziert. Diesen liegen verschiedene Annahmen zur Nachfrageentwicklung zugrunde, mit deren Hilfe die Ladebedarfe entsprechend bestimmt werden. So können unterschiedliche Nachfragesituationen unter z.B. konservativen, moderaten und progressiven Wachstumsprognosen vorhergesagt werden.

Anschließend wird für jedes Wachstumsszenario ein Schichtplan erstellt. Anhand der nun absehbaren jeweiligen Dauer der Schichtübergabephasen und der notwendigen Ladezeit der Fahrzeuge an marktypischen Ladepunkten gemäß ihrer Batteriekapazitäten, kann bestimmt werden, ob ein Fahrzeug schnell- oder normalladen muss.

Auslastung Ladeinfrastruktur im Wochenverlauf

Abbildung 1: Auslastung Ladeinfrastruktur im Wochenverlauf

Bedarfsprognose: Aus der Menge der parallelen Schichtübergabephasen ergibt sich die Anzahl der notwendigen Ladepunkte unterteilt nach Normal- und Schnellladepunkten (Darstellung 1 und 2). Diese Übersicht stellt die Kapazitätsanforderungen an den Ladepark vollständig dar. Eine solche Analyse eignet sich sowohl als Basis für den Aufbau eines neuen Ladeparks als auch für die Erweiterung eines bereits bestehenden Betriebssitz.

Verfügbarkeit geladener Fahrzeuge im Wochenverlauf

Abbildung 2: Verfügbarkeit geladener Fahrzeuge im Wochenverlauf

Die Ergebnisse der Analyse werden im nächsten Schritt so ausgewertet, dass eine Entscheidungsgrundlage für die notwendige Anzahl an benötigten AC- und DC-Ladepunkte getroffen werden kann. Gegebenenfalls kann schon zu diesem Zeitpunkt der geplante Umfang des Ladepark- Set-Ups mit der vorhandenen Stromkapazität der Immobilie, auf der er errichtet werden soll, abgeglichen werden.


Kostenprognose: Um beim Aufbau eines neuen Betriebssitz im vorgegebenen Budgetrahmen zu bleiben, sollten stets möglichst akkurate Kostenvoranschläge eingeholt und mit den entsprechenden Posten der Budgetvorgaben abgeglichen werden. Dabei sollte sichergestellt werden, dass alle notwendigen Vorarbeiten, wie beispielsweise Elektrovorarbeiten, bedacht und in die Gesamtkostenanalyse integriert werden.

Bei Auswahl und Einrichtung des Betriebssitz sind eine Vielzahl individueller Umstände entscheidend

Insofern der Ort für den Betriebssitz noch nicht feststeht, kann im Anschluss an die Umfangsplanung der Ladeinfrastruktur die Suche nach einer geeigneten Immobilie beginnen. Als Kriterien zur Entscheidung für oder gegen einen Betriebssitz sollten, neben den Ergebnissen aus den vorher durchgeführten Analysen zu den Anforderungen der geplanten Ladeinfrastruktur, auch individuelle unternehmensspezifische Aspekte berücksichtigt werden. So sollten beispielsweise operative Faktoren, wie das geplante Betriebsgebiet und die geplanten Einsatzszenarien des On-Demand-Verkehrs, aber auch strategische Aspekte, wie die Bedeutung von Elektromobilität für das Unternehmen und das verfügbare Budget einbezogen werden. Auf Basis dieser Informationen und der aus den Analysen gewonnenen Erkenntnisse kann dann ein Anforderungskatalog entwickelt werden, der als Benchmark für die Evaluierung einer Immobilie verwendet werden sollte. Außerdem setzt ein solcher Anforderungskatalog den Grundstein für die Einrichtung des Betriebssitz.

Im nächsten Schritt wird der Betriebssitz entsprechend der Vorgaben aus dem Anforderungskatalog eingerichtet. Hierbei steht der Aufbau der Ladeinfrastruktur im Fokus der Projektplanung und -umsetzung. Zuletzt erfolgt die Inbetriebnahme der Ladeinfrastruktur sowie der Betriebsstart zum festgelegten Termin.

Folgende Schritte werden in dieser Projektphase durchgeführt:

a. Finalisierung der Verträge für Stellplätze und Büroräumlichkeiten

b. Abschluss der Planung der Baumaßnahmen für das Ladeinfrastruktur Set-Up

a. Bestellung und Lieferung der Ladeinfrastruktur

a. Durchführung der Elektrovorarbeiten zur Installation der Ladeinfrastruktur

a. Installation der Ladeinfrastruktur (AC- und DC-Ladepunkte)

b. Hardware- und softwareseitige Inbetriebnahme der Ladeinfrastruktur

c. Test der Funktionsweise der Ladeinfrastruktur sowie ggf. des Lastmanagements mit Fahrzeugen aus eigener Flotte

a. Verlegung aller betrieblichen Aktivitäten zum neuen Betriebssitz (z.B. Fuhrpark, Fahrzeugpflege und -wartung, Bürotätigkeit)

b. Systemseitiger Umzug (Software bzw. RidePooling-Betriebssystem)

Basis für den optimalen Betrieb eines Ladeparks, ist ein iterativer analytischer Prozess

Um den langfristigen effizienten Betrieb von elektrisch betriebenen On-Demand-Verkehren zu garantieren, ist die zuverlässige Stromversorgung der gesamten Flotte maßgeblich. Das Lademanagement und die Schichtplanungen können erst dann optimiert umgesetzt werden, wenn die Ladeinfrastruktur den Anforderungen gerecht wird. Auch bei der weiteren Skalierung von On-Demand-Verkehren ist es entscheidend, zunächst klare Prognosen aufzustellen, um die erwartete Nachfrage, die benötigte Flottengröße und den damit einhergehenden zusätzlichen Ladebedarf zu ermitteln. Nur mittels fortlaufender Analysen und in Abstimmung mit den Faktoren Fahrzeugvoraussetzungen und -bedarf, den vorhandenen und benötigten Stromkapazitäten und unter Einhaltung der Budgetvorgaben, kann ein Ladepark dauerhaft bedarfsgerecht und kosteneffizient betrieben werden.

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Clever Shuttle Konstantin Robert Lehrmann
Autor

Konstantin Robert-Lehrmann

Senior Operations Project Manager

Konstantin ist seit Sommer 2018 verantwortlich für den Aufbau und die operative Optimierung von CleverShuttle Standorten. Ein Schwerpunkt seiner Arbeit liegt in der Errichtung bedarfsgerechter Ladeinfrastruktur und deren effizienter Nutzung im späteren Fahrbetrieb.

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