BIDIREKTIONALES LADEN

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Elektroauto als Stromspeicher - durch bidirektionales Laden

Erzeugen Sie Strom mit einer Solaranlage auf dem Dach und wollen ihn nicht nur zur Einspeisevergütung nutzen, sondern selbst verbrauchen?

Oft ist die Grundlast eines Hauses so gering, dass ein kleines Balkonkraftwerk mit 600 W schon ausreicht. 

Doch was macht man bei größeren PV-Anlagen? Hier bieten sich Solar-Stromspeicher an, um den überschüssigen Strom zu speichern. 

Allerdings sind diese Speicher oft sehr teuer. Kann es evtl. auch einfacher gehen?

 

Es stellt sich die Frage: Kann man ein Elektroauto als Stromspeicher nutzen? In diesem Artikel erklären wir Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie bidirektionales Laden in Ihrem Zuhause nutzen können und welche technischen Anforderungen dafür erfüllt sein müssen. 

Wir zeigen Ihnen außerdem, wie Sie Ihre Solaranlage vielseitiger nutzen und den überzähligen Strom kosteneffizient speichern können. 

 

Bidirektionales Laden funktioniert folgendermaßen: Da E-Autos mit Gleichstrom fahren, muss der Wechselstrom zunächst in Gleichstrom umgewandelt werden (durch den Wechselrichter). 

Anschließend wird der Strom in der Autobatterie gespeichert und – dank der bidirektional ladefähigen Batterien – auch wieder abgegeben. 

Für den Ladeprozess benötigt man Kabel, die rasche große Strommengen transportieren können sowie Ladegeräte oder Wallboxen, die die Smart Grid Technologie unterstützen. 

Möglich ist das durch den sogenannten CHAdeMO-Anschluss, welcher vielleicht von TESLA Fahrzeugen bekannt ist und über 50 kW Leistung beim Laden ermöglichen. Nur so ist eine schnelle und effiziente Stromspeicherung möglich. 

 

Elektroautos als Stromspeicher, ist nichts Neues

hyundai-ioniq-5-bidirektionales laden_laden Elektrofahrrad mit E Auto
Hyundai IONIQ 5 lädt ein E-Bike (V2L), Quelle: Hyundai

Elektroautos sind eine Zukunftsinvestition. Dank ihrer geringeren CO2-Bilanz im Vergleich zu Verbrennungsmotoren, können sie zu einer grüneren Zukunft beitragen. Allerdings hängt die Ökologie von Elektroautos stark vom Strommix ab. Eine Möglichkeit, um Elektroautos zu grüneren Fahrzeugen zu machen, ist das bidirektionale Laden.

In Japan versorgen Elektroautos bereits erfolgreich Haushalte mit Strom für Waschmaschinen und Co. Mitsubishi arbeitet außerdem an der Entwicklung einer extern Batterie als zusätzliche Ladeeinheit zwischen dem Akku des Elektroautos und dem Hausanschluss. Dadurch lassen sich genau steuern, welcher Anteil des Akkus ladbar bleibt und welcher Teil an den Verbraucher abgegeben wird. 

 

Elektroautos können also nicht nur grün fahren – sondern auch grünen Strom bereitstellen! Mit bidirektionalem Laden tragen E-Autos dazu bei, unsere CO2-Bilanz im Verkehr weiter zu verbessern und gleichzeitig noch kosteneffektiv Energie speichern! Doch was ist bidirektionales Laden?

Was ist bidirektionales Laden

Die Kombination von Elektroauto und Photovoltaikanlage ist eine attraktive Option für alle, die ihre Energiekosten senken wollen. 

Die Idee liegt auf der Hand: Statt den selbst erzeugten Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen, kann man ihn in einem Elektroauto speichern und für elektrische Fahrten nutzen.

Beim bidirektionalen Laden können Elektroautos als mobile Stromspeicher verwendet werden. Sie können Strom aus dem Netz aufnehmen und in Zeiten erhöhter Nachfrage wieder ins Netz einspeisen. Dies wird auch als Vehicle-to-Grid (V2G). Wenn mit dem E-Auto nur das eigene Hausstromnetz versorgt wird, nennt man das Vehicle-to-Home (V2H).

Es ist auch möglich, wie bei dem IONIQ 5, dass ein bidirektionales Laden möglich ist, man jedoch den Strom nicht in das Hausnetz oder öffentliche Netz einspeist, sondern über einen Adapter den Strom über eine haushaltsübliche Steckdose für das Betreiben von Elektrogeräten abgreifen kann.

V2G: Vehicle-to-Grid (zu Deutsch: Vom Fahrzeug zum Netz)

Das Konzept des Vehicle-to-Grid (V2G) bezieht sich auf die Rückgabe von elektrischem Strom aus den Batterien von Elektro- und Hybridautos ins öffentliche Stromnetz. (Details hierzu auf Wikipedia)

 

 

V2H: Vehicle-to-Home (zu Deutsch: Vom Fahrzeug zum Haus)

Das Konzept des Vehicle-to-Home (V2H) bezieht sich auf die Rückgabe von elektrischer Energie aus den Batterien von Elektro- und Hybridautos ins Hausnetz oder in das Netz von anderen Gebäuden. (Details hierzu auf Wikipedia)

 

V2L: Vehicle-to-Load (zu Deutsch: Vom Fahrzeug zum Verbraucher)

Das Konzept Vehicle-to-Load (V2L), ermöglicht es Wechselstrom für Haushaltsgeräte bereitzustellen. Eine Möglichkeit wäre z.B. ein Adapter, welchen man an die Ladebuchse des E-Autos steckt und somit für 230 V Geräte eine Stromquelle schafft. Bei der V2L-Methode wird im Gegensatz zu V2G und V2H kein spezielles bidirektionales Ladegerät benötigt. Das E-Auto kann über eine herkömmliche Wallbox geladen werden. Über einen integrierten Wechselrichter oder einem Zusatzadapter kann dann die Abgabe der Energie an Elektrogeräte erfolgen.

Diese Technologie bietet eine Reihe von Vorteilen. Zum einen können Elektroautobesitzer ihren eigenen Strom speichern und in Zeiten erhöhter Nachfrage ins Hausnetz einspeisen, anstatt teuren Strom aus dem öffentlichen Stromnetz zu beziehen. Zum anderen können sie ihren selbst erzeugten Strom auch direkt für ihre Fahrten mit dem Elektroauto nutzen. Dann handelt es sich wirklich um 100 % Ökostrom.

Es gibt bereits einige Elektroautos, die bidirektional laden können. Dazu gehören zum Beispiel der Nissan Leaf, der Renault ZOE und der Mitsubishi Outlander PHEV. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass nicht alle Elektroautos für das bidirektionale Laden geeignet sind. Vor dem Kauf sollten Interessenten daher genau prüfen, ob das gewünschte Fahrzeug für das bidirektionale Laden geeignet ist.

 

Elektroauto Hyundai-Ioniq-5 Adapter für 230 V Versorgung V2L Vehicle to load feature
Der Hyundai Ioniq 5 stellt über eine Steckdose 230 V bereit, an die normale Haushaltsgeräte angeschlossen werden können. (V2L), Quelle Hyundai

E-Auto als Stromlieferant: Die Möglichkeiten des bidirektionalen Ladens

Ein Elektrofahrzeug kann mit einem vollen Akku tatsächlich den Strombedarf eines Haushalts decken. Doch wie lange kann ein E-Fahrzeug mit einer Akkuladung einen Haushalt versorgen?

Das hängt vor allem von folgenden Faktoren ab

Wie lange das möglich ist, hängt natürlich von der Akkukapazität, dem Ladestatus des E-Autos, den Verlusten beim Laden und Entladen und vor allem auch dem Strombedarf des Haushalts ab.

  • Akkukapazität des Elektroautos
  • Ladezustand des Akkus
  • Strombedarf des Haushalts
  • Weitere Faktoren wie Verluste beim Laden und Entladen, sowie Temperatur

Um einen groben Überblick dafür zu bekommen, können wir anhand eines Beispiels die theoretische Dauer berechnen, in der ein E-Auto einen Haushalt versorgen könnte.

Abhängig von der Anzahl der im Haushalt lebenden Personen geht man von folgenden jährlichen Durchschnittsverbräuchen aus.

 

EinfamilienhausMehrfamilienhaus
1-Personen-Haushalt2400 kWh1550 kWh
2-Personen-Haushalt3250 kWh2400 kWh
3-Personen-Haushalt4000 kWh3050 kWh
4-Personen-Haushalt4500 kWh3350 kWh

Das ergibt in etwa folgenden durchschnittlichen Stromverbrauch pro Tag

EinfamilienhausMehrfamilienhaus
1-Personen-Haushalt6,6 kWh4,2 kWh
2-Personen-Haushalt8,9 kWh6,6 kWh
3-Personen-Haushalt11 kWh8,4 kWh
4-Personen-Haushalt12,3 kWh9,2 kWh

Wenn man davon ausgeht, dass eine Batteriekapazität von 50 kWh des E-Autos verfügbar wären, könnte man die Haushalte mit dem Elektroauto für folgende Dauer mit Strom versorgen.

EinfamilienhausMehrfamilienhaus
1-Personen-Haushaltca. 7 1/2 Tageca. 12 Tage
2-Personen-Haushaltca. 5 1/2 Tageca. 7 1/2 Tage
3-Personen-Haushaltca. 4 1/2 Tageca. 6 Tage
4-Personen-Haushaltca. 4 Tageca. 5 1/2 Tage

Was wird für das bidirektionale Laden benötigt (V2L,V2H)?

Bidirektionales Laden was wird benötigt für die Umsetzung

Wie lässt sich das bidirektionale Laden umsetzen? Kann jedes Elektroauto und jede Wallbox dafür genutzt werden?

Das ist leider nicht der Fall. Hierfür sind spezielle „bidirektionales Laden Wallboxen“ erforderlich. Ebenso unterstützen aktuell nur die wenigsten E-Fahrzeuge das bidirektionale Laden. 

Folgende drei Punkte sind somit zwingend erforderlich, damit ein bidirektionales Laden möglich ist. 

  • Ein Elektrofahrzeug mit bidirektionaler Ladetechnologie, das Strom sowohl verbrauchen als auch ins Stromnetz zurückgeben kann.

  • Eine Wallbox oder eine andere Ladestation, die für bidirektionales Laden geeignet ist und das Elektrofahrzeug mit Strom versorgen kann.

  • Eine Verbindung zum Stromnetz / Hausnetz, um den Strom vom Fahrzeug ins Netz zu leiten und umgekehrt.

Lohnt sich es in das bidirektionale Laden zu investieren?

Doch bevor man sich für diese Lösung entscheidet, sollte man sich unbedingt die Vor- und Nachteile genauer ansehen. Zum Beispiel bedarf es natürlich einer gewissen Investition in das Elektroauto – je nachdem was man plant. 

Aber auf lange Sicht könnte sich die Anschaffung doch rechnen: Speichersysteme sind zwar immer noch nicht günstig, aber im Vergleich zu den steigenden Netzstrompreisen könnte es sich evtl. langfristig auszahlen.

 

Zudem können Sie durch Ihr Fahrverhalten noch mehr Geld sparen: Wenn Sie planmäßig häufiger zuhause laden als unterwegs an öffentlichen Ladesäulen, reduzieren sich die Energiekosten und Sie profitieren gleichzeitig vom selbst erzeugten 100% PV-Öko-Strom.

Und wie oben zu sehen, kann das Elektroauto als fahrende Powerbank genutzt werden. So ist es möglich auch in nicht bewohntem Gebiet gut mit Strom versorgt zu sein.

 

Alles in Allem bietet die Kombination von Photovoltaikanlage und Elektroauto also viele Vorteile: Man hat jederzeit Zugang zu preiswertem Strom aus der PV-Anlage und vermeidet teure Stromkosten aus dem öffentlichen Netz. Es lohnt sich also definitiv mal genauer hinzusehen!