5G & IoT: Echtzeit-Datenkommunikation für hochdynamisches Energiemanagement

Die Steuerung einer zukunftigen, dezentralen und hochdynamischen Ladeinfrastruktur erfordert eine Kommunikationstechnologie, die weit über die Möglichkeiten heutiger Mobilfunknetze (4G/LTE) oder WLAN hinausgeht. 5G in Kombination mit dem Internet der Dinge (IoT) bildet das technologische Rückgrat für diese Echtzeit-Kommunikation.

Die entscheidenden 5G-Eigenschaften für das Laden:

1. Ultra-Reliable Low Latency Communication (URLLC): Dies ist der wichtigste Aspekt. URLLC garantiert extrem zuverlässige Datenübertragung mit Latenzzeiten von unter einer Millisekunde. Das ist notwendig für sicherheitskritische Anwendungen wie die Echtzeit-Lastverteilung in einem Ladepark: Wenn ein neues Fahrzeug ansteckt, muss die Steuerung innerhalb von Millisekunden die Leistung aller anderen Säulen anpassen, um eine Netzüberlastung zu verhindern. Auch für Notabschaltungen bei erkannten Sicherheitsproblemen (z.B. Lichtbogen) ist diese Geschwindigkeit entscheidend.

2. Massive Machine-Type Communication (mMTC): 5G kann Hunderttausende von Geräten pro Quadratkilometer vernetzen. Das ist essenziell für die Anbindung aller Sensoren einer Ladestation (Strom, Temperatur, Zustand der Verriegelung) sowie für die Kommunikation mit vernetzten Fahrzeugen (V2I) und anderen städtischen IoT-Geräten.

3. Enhanced Mobile Broadband (eMBB): Ermöglicht hohe Datenraten für Firmware-Updates, die Übertragung von Diagnosedaten oder Videostreams von Überwachungskameras an Ladepunkten.

Konkrete Anwendungsszenarien im IoT-Verbund:

• Koordinierte Flottenladung: In einem Depot kommunizieren alle Fahrzeuge und Ladestationen über 5G in Echtzeit mit einer zentralen KI. Diese optimiert den Ladeplan für die gesamte Flotte unter Berücksichtigung von Fahrplänen, Stromkosten und Netzstabilität.

• Dynamisches Smart-Grid-Integration: Die Ladestation empfängt über 5G sekundengenaue Signale vom Netzbetreiber über die aktuelle Netzfrequenz und den Regelleistungsbedarf. Sie kann dann sofort reagieren, indem sie die Ladeleistung anpasst oder (bei V2G) Energie einspeist, um die Frequenz zu stabilisieren.

• Präzise Verfügbarkeits- und Zustandsmeldung: IoT-Sensoren melden den Belegungsstatus, Fehlercodes und Leistungsparameter jeder einzelnen Säule in Echtzeit an eine Cloud-Plattform. Nutzer-Apps zeigen dann garantiert freie und funktionierende Ladepunkte an.

• Predictive Maintenance: Die hochfrequent übertragenen Sensordaten (Vibration, Temperaturprofile) werden in der Cloud von KI-Algorithmen analysiert, um Wartungsbedarf vorherzusagen.

5G ist somit der Enabler für die komplexen, automatisierten und netzdienlichen Ladesysteme der Zukunft. Ohne diese zuverlässige und schnelle Datenautobahn bleiben viele fortschrittliche Konzepte wie Schwarmladen oder Vehicle-to-Grid in der Theorie stecken. Die Integration von 5G-Modulen in Ladestationen wird daher zum Standard für alle neuen, leistungsfähigen Installationen werden.