Christian Jäger
22. September 2020

Intelligentes Laden bei Elektroautos 

Intelligentes Laden Wer heute eine Ladestation für sein Elektroauto sucht, sieht sich mit einer großen und schnell wachsenden Auswahl an Möglichkeiten konfrontiert. Neben grundlegenden Kriterien wie Ladeleistung und Steckdosentyp suchen Interessierte zunehmend auch Ladestationen mit intelligenter Steuerung. Photovoltaikanlagen, Stromabrechnungsdienste und das Lastmanagement beim Laden mehrerer Elektroautos gehören zu den Anwendungen, die sich in Zukunft mit intelligenten E-Ladestationen verknüpfen lassen. Doch wie funktioniert intelligentes Laden? Wie lange dauert es, bis ein Elektroauto aufgeladen ist? Welche Vorteile bietet diese Technologie und welchen Nutzen hat sie? Die Antworten auf diese Fragen finden Sie hier.

Was ist intelligentes Laden?

Wer elektrisch fährt, benötigt in der Regel auch eine eigene E-Ladestation. 80-90 % der Ladevorgänge finden zu Hause statt. Das Auto wird zu einem Großverbraucher im privaten Energiehaushalt. So ist es nicht nur aus wirtschaftlicher, sondern auch aus ökologischer Sicht sinnvoll, den Zusatzverbrauch durch Photovoltaikanlage zu kompensieren.

Und wie wird das Laden intelligent? Die Basis dafür bildet ein Energiemanagement-System, das die lokale Photovoltaikanlage und den Batteriespeicher mit einer steuerbaren Ladestation vernetzt. Die Komponenten kommunizieren miteinander, sodass die Energieflüsse optimal aufeinander abgestimmt werden können.

Bei öffentlichen intelligenten Ladestationen besteht zusätzlich die Möglichkeit, weitere elektronische Geräte wie beispielsweise Haushaltsgroßgeräte, Entertainmentgeräte und viele mehr, anzubinden. Dies erfolgt dann über ein Smart Meter. Außerdem besitzen intelligente Ladestationen integriertes WLAN oder GSM (Global System for Mobile Communication) und können so als lokales Netzwerk fungieren.

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Durch den Ausbau von erneuerbaren Energien kommen viele Veränderungen auf Netzbetreiber und Dienstleister zu.

Wie lange dauert das Laden eines Elektroautos?

Die größte Herausforderung der Elektroautos ist ihre Reichweite. Wenn der Akku leer ist, haben Halter eines E-Autos nicht die Möglichkeit, den Tank innerhalb weniger Minuten wieder aufzufüllen, wie das bei einem Verbrennungsmotor möglich ist. Wie lange das Elektroauto an die Stromquelle angeschlossen werden muss, kann eine einfache Rechenformel zeigen:

Ladezeit = Batteriekapazität / Ladeleistung

Wobei sich die Ladeleistung wie folgt berechnen lässt:

Ladeleistung = Zahl der Phasen * Spannung (V) * Stromstärke (A)

Wie lange tatsächlich ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug laden muss, hängt von verschiedenen Faktoren wie der Kapazität der Batterie, der Ladephase, der Ladeleistung der Ladestation und der Ladetechnik des Elektroautos (einphasig oder dreiphasig) ab.

Vorteile des intelligenten Ladens

Durch die Vernetzung der Ladesäule mit dem Haushalt ist es sogar möglich, das eigene Smartphone mit der Ladesäule zu verbinden. Ein Nebeneffekt ist, dass alle Ladevorgänge digital erfasst werden. So haben Nutzer einen schnellen und detaillierten Überblick über alle Ladevorgänge, die im Haushalt geschehen. Zudem wirkt sich intelligentes Laden positiv auf die Effizienz des Energiemanagements aus. Durch Smart Meter kann dieses besser koordiniert werden.

Die neuen Ladesäulen können in Smart-City-Lösungen integriert werden und den Ausbau von 5G unterstützen. Auch die flächendeckende Netzwerkabdeckung kann durch den Einsatz von intelligenten Ladesäulen vorangetrieben werden. Bürger können zusätzlich von schnellerem WLAN sowie von weiteren Entertainment- und Infopoint-Funktionen profitieren.

Welchen Nutzen hat der Anwender?

Die Ladesäule dient als komfortable Schnittstelle zwischen dem Kunden und dem komplexen Energiemanagementsystem. Im Hintergrund agiert eine dazugehörige App. Nachdem das Fahrzeug mit der Ladestation verbunden wurde, kann der Nutzer den aktuellen sowie den gewünschten Ladestatus eingeben und bestimmen, wann er das aufgeladen Auto benötigt.

Die App überträgt die Informationen des neu angemeldeten Energiebedarfs an das Energiemanagementsystem. Dieses berechnet automatisch den optimalen Ladefahrplan und steuert die Ladestation. Für den Nutzer sind dann sämtliche Informationen in der App visualisiert.

Voraussetzungen für das intelligente Laden

Um in den eigenen vier Wänden intelligent laden zu können, müssen verschiedene Faktoren erfüllt werden. Dazu zählen das Vehicle-to-Grid-System und das Smart Meter.

Vehicle-to-Grid

Unter Vehicle-to-Grid versteht man ein Konzept zur Abgabe von elektrischem Strom aus den Traktionsakkus von Elektro- und Hybridautos zurück in das öffentliche Stromnetz. Vehicle-to-Home funktioniert nach dem gleichen Prinzip, allerdings wird hier der Strom nicht in das öffentliche Netz zurückgespeist, sondern in das private Hausstromnetz.
Beide Konzepte setzen voraus, dass die Ladestation die Energie bidirektional steuern kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen E-Fahrzeugen können bidirektional ladefähige Fahrzeuge nicht nur elektrische Energie aus dem Netz aufnehmen, sondern als Teil eines intelligenten Energiesystems in Zeiten großer Netzauslastung auch in umgekehrter Richtung Strom vom Auto-Akku über spezielle Ladestationen in das Netz oder das Haus einspeisen.

Smart Meter

Ein Smart Meter ist ein intelligentes Messgerät. Es kann für das Zählen von Gas, Wasser, Wärme und Strom eingesetzt werden. Mithilfe von Smart Metering können Nutzer genau erkennen, zu welchem Zeitpunkt welches Gerät welche Menge an Strom verbraucht. Mit der Zustimmung der Verbraucher kann der Messstellenbetreiber (MSB), der den Smart Meter zur Verfügung stellt, die Messdaten auswerten und an den Stromanbieter weitergeben.

Was kostet eine intelligente Ladestation?

Im privaten Sektor ist eine intelligente Ladestation circa 100-200 € teurer als die Einstiegsversionen. Doch es ist eine Investition, die sich lohnt, um das Fahrzeug in das Stromnetz zu integrieren. Geht es allein um die Aufladefunktion, ist keine intelligente Ladestation notwendig.

Warum intelligentes Laden schon jetzt sinnvoll ist

Schon heute stehen Fahrern von Elektroautos eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten und Smart-Living-Optionen zur Verfügung. Diese können jedoch ohne eine intelligente Ladestation nicht genutzt werden. Dazu zählen beispielsweise:

  • Die Abrechnung der Ladevorgänge des Dienstwagens von zu Hause aus
  • Die Integration der eigenen Ladestation in einen Verbund von (semi-)öffentlichen Ladestationen oder eine Lade-Community und Verrechnung des geladenen Stroms
  • Die Eigenverbrauchsoptimierung der Photovoltaikanlage und Laden des selbst erzeugten Solarstroms, z.B. mit einem Energiemanager
  • Die Integration der eigenen Ladestation in ein Smart-Home-System oder Smart-Building-System
  • Das dynamische Lastmanagement, durch das mehrere Ladestationen an einem Standort gleichzeitig und effizient genutzt werden können

Ausblick in die Zukunft

Das Elektroauto wird in Zukunft als mobiler Energiespeicher helfen, lokal produzierte Energie in der Fahrzeugbatterie zwischenzuspeichern und das Stromnetz bei Bedarf zu stabilisieren. Intelligentes Laden kann also dabei helfen, die Energiewende voranzutreiben. Besitzer von E-Autos werden zukünftig die Möglichkeit haben, mit der zur Verfügung gestellten Energie an den Energiemärkten auch Einnahmen zu erzielen. Voraussetzung dafür wird eine entsprechende intelligente Ladestation sein, die die Integration in Vehicle-to-Grid-Systeme ermöglicht.

Lena Stieghorst

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Jeden Tag besser werden - daraus ziehe ich eine große Motivation. Ich brenne dafür, neue Strategien und Technologien kennen zu lernen und Projekte zum Erfolg zu führen. Das Wissen, welches ich jeden Tag erlange, gebe ich mit Begeisterung an andere Menschen weiter.

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