Drei Ladestationen an einem Anschluss: was jede kostet und wie nah am Limit

Ein kleiner Parkplatz hinter einem Bürogebäude, mit drei Ladestationen mit 7.4 kW für Mitarbeiter und Besucher. Der Standort hat einen einphasigen Anschluss mit 100 A (etwa 23 kW), vertraglich auf 22 kW festgelegt, und das Gebäude sowie die Parkplatzbeleuchtung teilen sich diesen Anschluss mit den Ladestationen. Autos kommen im Lauf des Tages an, und manchmal laden zwei oder drei gleichzeitig. Die Fragen: Wie nah bringen die Ladestationen den Standort an seine 22 kW, welche Station ist am meisten ausgelastet und wie viel Energie fließt jeden Tag in die Autos?

Diese Anleitung baut diesen Parkplatz auf einem echten RBgrid-Hub nach. Ein rbAmp STD-UI1, ein präziser Energiezähler, misst den Anschluss; ein Basic-Modul misst das Gebäude, die Beleuchtung und die drei Ladestationen. Die App zeigt alles in der Ansicht Charging stations: was die Stationen ziehen, gegenüber der Kapazität des Eingangs. Es ist derselbe Standort wie Car park in der Live-Demo. So können Sie das fertige Ergebnis ansehen, bevor Sie etwas aufbauen. Die Screenshots in dieser Anleitung stammen aus der Demo und zeigen Demo-Daten.

Was Sie am Ende haben

• Wie viele Stationen gerade laden und wie viele frei sind.
• Die Last des Standorts gegenüber der Nennleistung des Eingangs, aufgeteilt in die Stationen und den Rest, mit der verbleibenden Reserve.
• Leistung und Energie jeder Station heute.
• Die Ladeenergie des Tages und, wenn Sie dafür Geld verlangen, die Ladegebühren zu Ihrem Preis pro kWh.
• Verlauf für jede Leitung, auf dem Hub gespeichert: stündlich für 60 Tage, täglich für etwa 13 Monate, monatlich für 3 Jahre. Jeden davon können Sie als CSV herunterladen.

Es gibt kein Protokoll pro Ladevorgang (Beginn, Ende, kWh je Vorgang). Sessions today ist eine Schätzung aus dem stündlichen Verlauf, und der Status jeder Station kommt aus ihrer Leitungsleistung.

Überwachen Sie schon mit Home Assistant? Der Hub kann die Leistung und Energie jeder Leitung zusätzlich über MQTT an Home Assistant senden; Ihr bestehendes Setup kann so bleiben, wie es ist. Die Stationsansicht, die Kapazitätsleiste, die Verlaufsansichten und die Hinweise gibt es in der RBgrid-App. → Ein Stromzähler für Home Assistant

Was Sie brauchen

Der STD-UI1 ist ein präziser Energiezähler: Am Anschluss liefert er eine genaue Messung des gesamten Standorts. Er gibt es als 60-A- oder 100-A-Kit; für den Hauptschalter von 100 A dieses Standorts das 100-A-Kit. Sein Sensor ist mit dem Modul gepaart und nicht austauschbar. Deshalb gibt es für den Anschluss keine Stromzange zu kaufen und in der App keinen Stromsensor auszuwählen.

Der Demo-Standort ist einphasig, daher liegen alle fünf Leitungen auf L1, der Phase des Spannungseingangs des Basic-Moduls. Ein Basic-Modul berechnet die Leistung jedes Kanals aus seinem eigenen Spannungseingang, daher gehören seine Stromzangen nur an Stromkreise dieser Phase. Bei einem Drehstromanschluss brauchen Sie ein Basic-Modul pro Phase.

Wählen Sie jede Stromzange als den kleinsten Nennwert, der mindestens dem Leitungsschutzschalter entspricht (siehe Choosing the clamp sizes).

Der Demo-Parkplatz hat denselben STD-UI1 am Anschluss; er verteilt die Stromkreise aber auf zwei Basic UI3 statt auf ein UI5. Beides funktioniert; bauen Sie Ihren nach dieser Anleitung. Wissen Sie nicht, welche Stromzange Sie haben? Siehe Welche SCT-013 haben Sie?

Die Zeichnung zeigt, wo die RBgrid-Teile in der Tafel liegen: der Anschlusssensor unter dem Hauptschalter, eine Zange an jeder Leitung, die zwei Module und der Hub auf der Schiene. Welche Schutzeinrichtungen Ihre Tafel braucht und wie sie angeordnet sind, legt Ihr Elektriker fest.

Sicherheit. Für jede Arbeit im Inneren einer Elektrotafel rufen Sie eine Elektrofachkraft.

Klemmen Sie pro Stromkreis nur einen Leiter (L) ein, nie das ganze Kabel: Die Ströme in L und N heben sich auf.

1. Verkabeln, flashen, verbinden

1. Module verkabeln: den STD-UI1 und das Basic UI5, ihre Spannungseingänge und Sensoren.
   • Der STD-UI1: Sein Spannungseingang wird wie bei einem Basic-Modul angeschlossen: Draht AWG26–22 an die Klemmen L und N, eine Sicherung bis 0.1 A in der L-Leitung. Sein Sensor sitzt am Versorgungsleiter, mit dem Pfeil vom Netz zum Standort.
   • Das Basic UI5: Sein Spannungseingang an L und N über seine Sicherung; die fünf Zangen an I0–I4, jede mit dem Pfeil zur Last. Ein Basic-Modul zählt nur in eine Richtung, daher liest eine falsch herum angeschlossene Zange nichts.

Stellen Sie jedes Modul höchstens 15 cm vom Hub entfernt auf. Für längere Strecken siehe den Abschnitt zur Buslänge im wiring guide von rbAmp. Die I²C-Kabel der Module werden später, bei Add a module, mit ausgeschaltetem Hub nacheinander an den Hub angeschlossen.

2. Schließen Sie vorerst nur den STD-UI1 an den Hub an (Strom, GND, SDA, SCL), an seiner werkseitigen I²C-Adresse 0x50. → Quick start, Schritt 1
3. Flashen Sie den Hub, verbinden Sie ihn mit Ihrem Wi-Fi und öffnen Sie die App, unter webapp.rbgrid.io oder auf dem Hub installiert: Folgen Sie den Schritten 2–4 der Quick start, dann kommen Sie hierher zurück.

Ein neuer Hub macht das Modul bei 0x50 von selbst zu Ihrem Netzeingang, der Messung des gesamten Standorts, plus einem Spannungspunkt. Dafür müssen Sie nichts binden.

2. Den Einrichtungsassistenten ausführen

Die App öffnet mit einem Banner, The hub still has its factory settings. Wählen Sie Set up →. → The setup wizard

• Security: Legen Sie einen API-Token fest und notieren Sie ihn.
• Site & time: ein Standortname (die Demo verwendet „Car park (demo)“), Ihre Zeitzone; prüfen Sie, dass die Uhr synchronized anzeigt. Das Szenario wird in Schritt 6 gesetzt.
• Sensors: Der Netzeingang ist schon da. Den Rest lassen Sie für Schritt 5.
• Tariff: Das Schnellformular passt zum Tarif der Demo. Tragen Sie den Tagespreis ein, schalten Sie There is a night rate (23:00–07:00) ein und tragen Sie den Nachtpreis ein. Lassen Sie Price as on the bill — incl. VAT eingeschaltet, wenn die Preise auf Ihrer Rechnung die MwSt. enthalten, und prüfen Sie VAT, %: Ein neuer Hub startet bei 21 %. Lassen Sie den Einspeisepreis leer: Der Standort hat keine Solaranlage.

Die Demo nutzt Tag 07:00–23:00 zu 0.36 und Nacht 23:00–07:00 zu 0.18 pro kWh inklusive 20 % MwSt. (ihr Tarif speichert sie ohne MwSt., als 0.30 und 0.15, wie der Screenshot der Tarife zeigt). Verwenden Sie die Preise Ihrer eigenen Rechnung. Die Kosten in RBgrid sind energiebasiert: Monatliche Grundgebühren (standing charges) sind nicht enthalten. Lassen Sie Net metering auf der Seite Tariffs ausgeschaltet: Der Parkplatz exportiert nichts.

3. Die Kapazität des Eingangs festlegen

Öffnen Sie Points. Die Karte des STD-UI1 zeigt den Netzeingang. Öffnen Sie darauf Point setup und setzen Sie:

• Input breaker, A: Ihr Hauptschalter (hier 100 A);
• Input limit, kW: die Kapazität in Ihrem Anschlussvertrag: 22 kW in der Demo. Die Ansicht Charging stations misst den Standort gegen diesen Wert (siehe The limit is the rated power unten).

Der Sensor des STD-UI1 ist werkseitig mit dem Modul kalibriert, daher gibt es keinen Stromsensor zu wählen.

4. Das Basic-Modul hinzufügen

Wählen Sie auf der Seite Points Add a module und folgen Sie dem Dialog. Jedes Modul aus der Box antwortet an derselben Adresse, 0x50. Deshalb verschiebt die App den STD-UI1 zuerst auf eine freie Adresse. Er behält seine Punkte, seinen Verlauf und seine Einstellungen. → Adding modules

1. Die App bietet eine freie Adresse an, zum Beispiel 0x51, und verschiebt das Modul dorthin.
2. Schalten Sie den Hub aus und stecken Sie das I²C-Kabel des Basic-Moduls an den Hub.
3. Schalten Sie den Hub ein, öffnen Sie Add a module erneut, drücken Sie Scan und dann Add.

Die fünf Kanäle des Moduls erscheinen nun unter Free sensors. Ihre Modulnummern und Adressen können von denen der Demo abweichen. Das macht nichts: Punkte werden über ihre Namen erkannt.

5. Die Leitungen einrichten

Legen Sie zuerst eine Gruppe an: Settings → Consumer groups → Add group, „Charging stations“, dann Save.

Danach binden Sie jeden freien Sensor mit Name, Rolle, Phase und Leitungsnennwert. Öffnen Sie für Schutzschalter, Stromsensor und Gruppe das Point setup jedes neuen Punkts.

• Line rating ist, was der Leitungsschutzschalter erlaubt (32 A × 230 V = 7.4 kW). Die Beleuchtungsleitung der Demo ist mit 1.5 kW angesetzt, ein eigener Wert.
• Role Charging station macht eine Leitung zur Station in der Ansicht Charging stations und hält sie aus der Standby-Schätzung der App heraus.
• Phase: L1 für alle, oder leer lassen: Der Demo-Standort ist einphasig.
• Current sensor muss zur tatsächlich angebrachten Zange passen. → Points

Dieser Parkplatz nutzt einphasige Ladestationen mit 7.4 kW. Eine dreiphasige Ladestation nimmt pro Leiter eine Zange, an einem Basic-Modul pro Phase, und wird als drei Punkte gebunden (wie die Ladestation im Wärmepumpenhaus). So wird sie gemessen. Die App liest diese drei Punkte als eine Ladestation: eine Karte, ein Segment in der Lastverteilung, eine Sitzung in Sessions today. Sie erkennt sie an ihrer Form und nicht allein an der Gruppe: zwei oder drei Punkte der Rolle Charging station, jeder an seine eigene Phase gebunden (L1, L2, L3), alle mit derselben Nennleistung, in einer benannten Gruppe. Eine Gruppe aus einzelnen einphasigen Ladestationen bleibt bei einer Station pro Punkt. Deshalb bleiben die drei Ladestationen dieses Parkplatzes drei Karten.

In App v1.1.4 und früher zählen dieselben drei Punkte als drei Stationen, sodass die Sitzungen einer Ladestation dreimal gezählt werden. Auf einem älteren Hub aktualisieren Sie entweder die App oder binden die Ladestation als einzelnen Punkt an einen Leiter.

Stationseinstellungen. Sind die Ladestationen gebunden, erscheint Settings → Charging stations. Seine Felder bestimmen, wie die App die Leitung jeder Station liest: → Charging stations

• "Charging" threshold, W: ab dieser Leistung zählt eine Station als ladend (Demo: 500 W);
• Idle wait after session, min: wie lange eine Station unter der Schwelle bleiben muss, bevor ihre Sitzung als beendet zählt (Demo: 30 min);
• Charging price for the customer, per kWh: der Preis, mit dem die App die Ladegebühren zählt (Demo: 0.56 €). Lassen Sie ihn auf 0, wenn Sie dafür kein Geld verlangen: Dann werden keine Gebühren gezählt.

Speichern Sie mit Apply. Eine Station kann eigene Schwelle und Leerlaufzeit in ihrem Point setup haben; leer oder 0 gilt der Wert aus diesen Einstellungen.

Starten Sie den Hub neu (Settings → Administration). Ein neu gebundener Punkt zeigt sofort Live-Werte und beginnt nach dem Neustart mit dem Verlauf; nichts vorher Gemessenes geht verloren. Der Hub speichert den Verlauf für bis zu 12 Punkte; der Parkplatz hat sechs.

Prüfen Sie es: Starten Sie einen Ladevorgang an einer Station. Ihr Punkt sollte auf die Ladeleistung steigen, der Anschluss etwa um denselben Betrag, und die Karte der Station sollte Charging anzeigen.

6. Zur Ansicht Charging stations wechseln

Öffnen Sie Settings → Site scenario, wählen Sie Charging stations und bestätigen Sie mit Change. Dafür brauchen Sie den API-Token, falls Sie einen gesetzt haben. Es wirkt sofort für alle, die diesen Hub öffnen. Just preview zeigt es nur in diesem Browser. → Site scenario

7. Was die App zeigt

Die Overview in der Ansicht Charging stations öffnet sich mit dem Geld. → The Overview

• Charging now: in der Demo um 19:30 „1 of 3“, mit „available 2 · offline 0“.
• Parking load balance: ein Balken des 22-kW-Limits, gefüllt mit Gebäude und Beleuchtung („Infrastructure“) und je einem Segment pro Station, mit der verbleibenden Reserve.
• KPI row: Energy today für alle Stationen, Charging fees today zu Ihrem Preis, Margin today (die Schätzung der App: Gebühren minus dieselbe Energie zu Ihrem Einkaufspreis) und Sessions today, geschätzt aus dem stündlichen Verlauf.
• Station cards: der Status jeder Station, Leistung jetzt, Energie heute und ihr Limit.
• Parking power · today: die stündliche Leistung der Parkplatzleitungen gegenüber der Limitlinie. In der Demo liegt die Tagesspitze bei etwa 11.9 kW um 09:00, mit zwei ladenden Stationen.

Der Stationsstatus wird aus der Leistung abgeleitet. RBgrid misst die Leistung auf der Leitung jeder Station, nicht am Stecker. Eine Station ist Charging, solange ihre Leitung mehr als die Schwelle zieht, Available, wenn sie antwortet und weniger zieht, und Offline, wenn ihr Sensor nicht antwortet. Ein Auto, das angesteckt ist, aber nichts zieht, zeigt Available. → Station status

Verlauf zeigt gestern stündlich die Leistung und damit die Sitzungen der drei Ladestationen über den Tag. 7 days in money zeigt die Kosten Tag für Tag. Download CSV speichert, was Sie sehen. → History

Details ergänzt die Punkttabelle und Insights. In der Demo lesen sie sich um 19:30 so:

• Expensive now: Day — 2.0× the "Night" rate, mit den Stunden der Nachtzone und wann sie beginnt;
• Charging stations yesterday: 96.2 kWh in the "Day" zone, mit dem Hinweis der App, dass dieselbe Energie zum Nachttarif would have cost ≈ €17.3 less;
• Where the money goes today und Month cost forecast;
• Standby use ≈ 1.5 kW round the clock: hier vor allem die Parkplatzbeleuchtung, die die ganze Nacht läuft. Die Ladestationen zählen dazu nicht.

Dies sind die Schätzungen der App zu Ihren aktuellen Tarifen, mit ≈ gekennzeichnet. Wann Autos laden, entscheiden die Fahrer und Sie; RBgrid misst, es startet, stoppt oder plant keine Ladestation. → Insights

Während der 7-kW-Sitzungen der Demo zeigt die Punkttabelle bei dieser Station high · 95%: 7.0 kW auf einer 7.4-kW-Leitung. Diese Markierung betrifft den Leitungsnennwert, nicht die Zange: Etwa 30 A liegen weit im Bereich einer 50-A-Zange.

Die Grenze ist die Nennleistung

Der Netzanschluss des Parkplatzes ist einphasig, mit einem Hauptschalter von 100 A. Bei 230 V lässt das etwa 23 kW durch. Die Nennleistung des Eingangs, Input limit, kW, ist der vertragliche Wert, den Sie einstellen: in der Demo 22 kW. In diesem Szenario beurteilt die App den Standort anhand der Nennleistung, die Sie eingestellt haben, nicht anhand des Schutzschalters.

Der Wert, den Sie eingeben, bestimmt also, was die App als voll bezeichnet. Der Balken Parking load balance füllt sich daran, und ab 92 % des Limits oder mehr steht dort At the limit, mit dem Anteil, den die Stationen ziehen. In der Demo bleibt der Standort deutlich darunter: Die verkehrsreichste Stunde, etwa 11.9 kW, liegt bei etwas mehr als der Hälfte von 22 kW. Drei Stationen mit voller Leistung, 22.2 kW, plus das Gebäude, würden das Limit überschreiten. Der Balken würde es zeigen, und was zu tun ist, entscheiden Sie. RBgrid hält keine Ladestation zurück.

Ist Input limit, kW leer, fordert die Karte Sie auf, es zu setzen. Tragen Sie die Kapazität aus Ihrem Anschlussvertrag ein oder, ohne Vertrag, das, was der Hauptschalter durchlässt.

Die Stromzangen richtig wählen

Eine Zange hat einen Messbereich, und beide Enden zählen:

• Zu klein: Eine SCT-013-Zange liest bis etwa 116 % ihres Nennwerts richtig; danach werden die Messwerte abgeschnitten und die Leitung wird zu niedrig gezählt. Der Hub meldet sensor limit ab etwa 104 % des Nennwerts und clipping bei etwa 116 %. Eine Zange, deren Nennwert dem Leitungsschutzschalter entspricht, bleibt in diesem Bereich.
• Zu groß: Bei einem Basic-Modul werden sehr kleine Ströme als null gelesen (unter etwa 1.5 % des Nennwerts der Zange), und Energie unter einer passenden Schwelle wird nicht gezählt.

Deshalb passt die Tabelle jede Zange zu ihrem Schutzschalter. → Points

Wenn ein Punkt warnt, dass Ihre Zange zu klein ist: Die App vergleicht den Schutzschalter mit dem Strom, bei dem die Zange zu clippen beginnt, einem Wert, den der Hub meldet. Für eine SCT-013 liegt er etwa 16 % über dem Nennwert, also rund 11.6 A bei einer 10-A-Zange. Die 10-A-Zange der Beleuchtung an ihrem 10-A-Schutzschalter liest also korrekt. Eine auf den Schutzschalter ausgelegte Zange ist in Ordnung und warnt nicht mehr. In App v1.1.4 und früher nutzte die Prüfung ein Limit 10 % unter dem Nennwert, sodass sie genau bei dieser Paarung warnte — "The line breaker 10 A is above the sensor's limit (9 A)…" — obwohl die Zange bei ihrem Nennwert korrekt las.

Demo-Daten und Ihr Parkplatz

• Die Sitzungen der Demo folgen einem festen Zeitplan, verteilt so, dass ein Besucher zu jeder Stunde eine ladende Station sieht. Echte Ankünfte tun das nicht.
• Sessions today zählt Anstiege in den stündlichen Mittelwerten; auch auf einem echten Hub ist es also eine Schätzung.
• Der Stationsstatus kommt nur aus der Leitungsleistung. Die Demo zeigt nie ein wartendes Auto, und ein echter Hub auch nicht: Er sieht den Stecker nicht.
• Der Geldverlauf der Demo lässt die MwSt. weg.
• Der Verlauf beginnt, wenn Sie den Hub einrichten; Daten aus anderen Systemen werden nicht importiert.
• Ihre Zahlen hängen von Ihren Leitungen, Ihren Fahrern und Ihren Preisen ab; dieser Leitfaden verspricht keine Zahl.

Wenn etwas nicht stimmt

• "No charging stations found among the metering points.": Geben Sie den Punkten der Ladestationen die Rolle Charging station.
• A station shows Available while a car charges: Ihre Leistung liegt unter der Schwelle. Prüfen Sie die Schwelle unter Settings → Charging stations und die Richtung der Zange (ein Basic-Modul liest eine verkehrt herum angeschlossene Zange als nichts).
• Add a module findet nichts Neues: Prüfen Sie, dass nur ein neues Modul angeschlossen ist und der Hub beim Anschließen ausgeschaltet war. → Adding modules
• Sensor limit oder clipping auf einer Leitung: Die Leitung zieht mehr als der Nennwert ihrer Zange; siehe Choosing the clamp sizes.
• Charging stations view not saved ("Admin token required."): Geben Sie den API-Token unter Settings → Security ein.

Weiter

• Weitere Stationen hinzufügen: Fügen Sie ein weiteres Basic-Modul an derselben Phase hinzu; ein Hub nimmt bis zu acht Module auf und speichert den Verlauf für bis zu 12 Punkte. → Sensors and modules
• Die Daten in Ihre eigenen Werkzeuge einlesen (für erfahrene Nutzer). Neben den CSV-Downloads im Verlauf können Ihre Werkzeuge den Verlauf jedes Punkts, der Verlauf speichert (bis zu 12 Punkte), über die REST-API des Hubs lesen: GET /api/v1/history?unit=…&period=hour|day|week|month|year&type=energy|electrical|economics, mit einem Lese-Token, falls Sie einen gesetzt haben. Oder über MQTT: der cmd history, die Antwort auf cmd/resp. Die MQTT-Befehle prüfen noch kein Lese-Token; verwenden Sie daher einen Broker mit eigenen Benutzern. → MQTT
• Die Kosten jeder Station nach Zeitraum sehen und wie viel vom Eingang Ihre Leitungen abdecken. → Economics
• Den Tarif verfeinern: mehr Zonen, Gebühren pro kWh. → Tariffs
• Die Daten an Home Assistant senden. → Ein Stromzähler für Home Assistant
• Den fertigen Parkplatz ansehen: demo.rbgrid.io, Parkplatz