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Kommt bidirektionales Laden für E-Autos noch in 2022?

Wie funktioniert bidirektionales Laden?
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Elektrofahrzeuge sind die Zukunft des Autoverkehrs. Sie sind effizienter, umweltfreundlicher und eleganter als ihre benzinschluckenden Gegenstücke. Und dank der Fortschritte bei der bidirektionalen Ladetechnik können sie sogar als Stromerzeuger für den Hausgebrauch eingesetzt werden, um bei hohem Bedarf Strom ins Netz einzuspeisen. Wann wird diese Technologie also allgemein verfügbar sein? Einige Experten sagen bereits noch in diesem Jahr.

Deutschland hinkt beim Ausbau der bidirektionalen Ladeinfrastruktur derzeit noch hinter anderen, vor allem asiatischen Ländern her, aber das soll sich in den kommenden Jahren ändern. Die ersten E-Auto-Modelle, die mit einem Standard-CCS-Stecker bidirektional laden können, sind bereits in der Entwicklung und werden voraussichtlich noch im Jahr 2022 auf den Markt kommen. Damit sich das bidirektionale Laden in größerem Maßstab durchsetzen kann, müssen jedoch die erforderliche Hard- und Software entwickelt und gemeinsame Schnittstellen zwischen allen Komponenten definiert werden. Dies ist derzeit die größte Herausforderung für die V2G- und V2H-Technologie.

Es gibt allerdings schon erste Berührungspunkte von deutschen und europäischen Herstellern mit der Technologie des bidirektionalen Ladens. So hat das deutsche Projekt Bidirektionales Lademanagement (BDL) hat einen Feldversuch mit 50 für V2G umgerüsteten BMW i3 gestartet. Im Rahmen des Versuchs werden mit Partnern aus Industrie und Forschung V2H- und V2G-Szenarien getestet. Auch Porsche testet mögliche Anwendungen mit seinen Elektromodellen in Stuttgart und Nissan führt ein Projekt mit der Fraunhofer-Gesellschaft und Bosch durch.

Diese Feldversuche werden dazu beitragen, das Potenzial und die Herausforderungen bei der Umsetzung von V2G und V2H in großem Maßstab aufzuzeigen.

Dieser Beitrag im Überblick

Wie funktioniert die Energie-Zweibahnstraße?

Als technische Voraussetzung für bidirektionales Laden benötigt man eine spezielle Wallbox. Die Wallbox muss mit einem Gleichstromanschluss ausgestattet sein, um die Energie des Fahrzeugs umwandeln zu können. Derzeit erfüllen vor allem E-Autos mit einem CHAdeMO – Anschluss die Voraussetzungen für bidirektionales Laden.  Besonders asiatische Fahrzeughersteller wie Honda, Kia, MG, Mitsubishi oder Nissan stellen Elektroautos her, die mit dem Schnellladesystem CHAdeMO ausgestattet sind.

Daher sind bisher nur wenige Elektroautos in der Lage, bidirektional zu laden. Der Akku von Elektroautos fährt mit Gleichstrom, der Wechselstrom aus dem Stromnetz muss umgewandelt werden. Dafür müssen sich das Auto und die Ladeinfrastruktur verständigen können. Nur so wird Energie in beide Richtungen ausgetauscht. Das Elektroauto kann dementsprechend nicht nur Strom speichern und verbrauchen, sondern auch wieder abgeben.

Es sind aber bereits E-Autos, wie auch Wallboxen, für das Jahr 2022 geplant, die auch über den bekannten Typ-2 Anschluss bidirektionales Laden umsetzen. So hat z.B. VW seine E-Autos bereits seit Anfang 2022 mit einem neuen Softwarestandart ausgestattet. Durch ein nachträgliches Softwareupdate werden dann alle Voraussetzungen für bidirektionales Laden erfüllt sein.

In diesem Kontext muss man auch auf den internationalen Standard ISO15118 hinweisen. Die Schnittstelle ISO15118 ermöglicht die bidirektionale Kommunikation zwischen E-Auto und Wallbox und wird als Schlüsselelement für die Entwicklung von zukunftsträchtigen Technologien betrachtet. Wird diese Technologie weiter ausgebaut, kann man mit einem größeren Angebot an Wallboxen rechnen, die bidirektionales Laden ermöglichen. enomo ist hier genau informiert und kann bei Bedarf gerne Informationen zu dem Stand der Zertifizierungen weitergeben!

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Ladestation

Kombination mit Photovoltaik: Der Weg in die Energieautarkie

Bidirektionales Laden spricht vor allem Eigenheimbesitzer an. Durch die Kombination mit einer Photovoltaikanlage dient das Elektroauto als stationärer Speicher, wenn die Solarpanels nachts oder bei trübem Wetter nur wenig Energie gewinnen. Die Standzeiten eines Autos sind in der Regel nachts – genau dann, wenn die Solarpanels der PV-Anlage keinen Strom erzeugen. Das Elektroauto lädt dann den Strom der eigenen Solaranlage. Eine vollgeladene Autobatterie versorgt so den Haushalt ohne Probleme über mehrere Stunden bis sogar Tage mit Strom.

Die Nutzung des Elektrofahrzeuges als „vehicle to home“ (V2H) hat für den Hausbesitzer zudem wirtschaftliche Vorteile. Das Elektroauto dient als Speicher, sodass man sich die kostspielige Anschaffung und Installation von Speicherbatterien und Solarmodulen sparen kann. Die Kapazität der Autobatterie übersteigt die der stationären Speicherbatterien bei weitem: die Batterie eines Elektrofahrzeuges hat eine hohe Kapazität von 40 – 100 kWh. Die Kapazität eines typischen Festspeichers ist hingegen selten höher als 12 kWh.

Manche Arbeitgeber bieten ihren Mitarbeitern an, ihr Elektroauto im Betrieb kostenlos zu laden. Wenn das Elektroauto über die Fähigkeit des bidirektionalen Ladens verfügt, kann dieser Strom nach Feierabend zu Hause verwendet werden. So gibt es bereits einige Ladestationen in Betrieben, die von elektrischen Dienstwagen benutzt werden.

Bidirektionales Laden in Kombination mit einer PV-Anlage kann für viele Eigenheimbesitzer der erste Schritt in Richtung Stromautarkie und -unabhängigkeit sein. Allerdings muss man hinzufügen, dass bidirektionales Laden die Batterie des Fahrzeuges schwächen kann. Die Nutzung der Batterie als Zwischenspeicher für Photovoltaikanlagen ist als Nutzungsszenario nicht vorgesehen. Bei manchen Herstellern verliert man sogar die Garantie, wenn man sein Fahrzeug als V2H nutzt.

Bidirektionales Laden – Technologie der Zukunft?

Bidirektionale Wallbox
Laden an einer bidirektionalen Wallbox

Viele Experten der Automobil- und Energiebranche sehen das Laden in beide Richtungen als Zukunft der Elektromobilität an. Vor allem die Nutzung als V2H zeigt großes Potenzial. Es verbindet zwei der vielversprechendsten Zukunftstechnologien: Elektromobilität und Solarenergie. Aus diesem Grund hat sich die Ampelkoalition das Ermöglichen und den Ausbau von bidirektionalen Laden auf die To-Do-Liste gesetzt.

 

Bis die Energie-Zweibahnstraße allerdings in Deutschland marktreif ist, gibt es noch einige Hürden zu überwinden. Die benötigten Technologien wie die smarten Wallboxen sind sehr teuer. Von einem mittleren vierstelligen Betrag für Betriebe ist hier die Rede. Hersteller verkünden bereits, den Preis für die Boxen in Privathaushalten drastisch zu senken. Wie schon beschrieben, benötigt man für das bidirektionale Laden zurzeit einen CHAdeMO-Anschluss an seinem E-Auto. Doch die Weiterentwicklung des sogenannten Lade-Protokolls für den CCS-Standard ist im vollen Gange.

Vorreiter für V2G-Technologie ist Japan. Aufgrund der Atom-Katastrophe in Fukushima 2011 verlor Japan fast ein Drittel seiner konventionellen Stromversorgung, sodass stark in die Technologie des bidirektionalen Ladens investiert wurde. Japanische Hersteller wie Nissan sind Pioniere in diesem Gebiet. Bereits seit 2010 unterstützt das Elektroauto Nissan LEAF die Technologie. Doch auch deutsche Hersteller stehen in den Startlöchern: Volkswagen will im Jahr 2022 hunderttausende Fahrzeuge mit der Fähigkeit zum bidirektionalen Laden ausliefern.

Aber nicht nur technische, sondern vor allem regulatorische Schwierigkeiten werden zum Hindernis. Die regulatorischen Unklarheiten beinhalten u. a. Bestimmungen zum Datenschutz und Fragen zum Strompreis und Steuerrecht. Solange diese Hindernisse nicht aus dem Weg geräumt sind, kann es noch eine Weile dauern, bis das bidirektionale Laden für Fahrzeughalter und Netzbetreiber zum Alltag gehört.

Welche Wallboxen unterstützen bidirektionales Laden?

Bidirektionale Lade-Wallboxen sind Stand Oktober 2022 in Europa noch nicht auf dem Markt erhältlich. Der Markt noch nicht so weit, dass bidirektionale Wallboxen zugelassen sind und bestellt werden können. Die bisherigen Angebote verschiedener Hersteller sind eher Marketing-Gimmicks und Ankündigungen. Es gibt jedoch Hersteller, die bei diesem Thema schon etwas weiter sind und bereits fertige Produkte zur Vorbestellung anbieten. Im Folgenden stellen wir Ihnen einige ausgewählte Hersteller und Wallboxen vor, die in Zukunft bidirektionales Laden ermöglichen sollen und bald auf dem Markt erhältlich sein sollen.

Wallbox Quasar 2

Die Wallbox Quasar 2 ist eine bidirektionale DC-Ladestation, die mit einem CCS-Stecker ausgestattet ist. Sie kann in Privathaushalten, Unternehmen und auf Parkplätzen eingesetzt werden. Im Falle eines Stromausfalls schaltet der Blackout-Modus automatisch die Energieversorgung des Gebäudes auf die Fahrzeugbatterie um. So kann die Wallbox Quasar 2 möglichweise den Einsatz eines Notstromaggregats ersparen. Sie ist mit Wi-Fi, Ethernet, Bluetooth und 3G/4G-Konnektivität ausgestattet und kann über die Wallbox-App oder RFID gesteuert werden.

Mit einer Leistung von 11,5 kW ist die Quasar 2 eines der leistungsstärksten bidirektionalen Wallboxen auf dem Markt, und dank ihrer CCS-Steckertyps ist sie mit allen großen Elektrofahrzeugmarken kompatibel. Das Schwestermodell Quasar 1 ist für ca. € 3.000 – 5.000 erhältlich. Eine ähnliche Preisspanne wird für die Quasar 2 ebenfalls erwartet. Wann die neue Variante Quasar 2 auf den Markt kommt, ist derzeit noch unklar. Im Moment werden vom Hersteller für die Quasar 2 nur Anfragen, aber keine Vorbestellungen, entgegengenommen.

Die bidirektionale Sono Wallbox

Die Sono Wallbox ist eine bidirektionale Ladestation der nächsten Generation, die es Ihnen ermöglicht, überschüssige Energie aus Ihrer PV-Anlage in Ihrem Fahrzeug zu speichern und später zur Stromversorgung Ihres Hauses zu nutzen. So wird Ihr Auto zu einem dezentralen Energiespeicher, auf den Sie nach Belieben zugreifen können (V2H). Auch das Einspeisen von überschüssigem Strom in das allgemeine Netz (V2G) ist mit der Sono Wallbox möglich. Die Sono Wallbox ist deutlich preiswerter als vergleichbare DC-Wandladestationen. Die Wallbox kann über eine App gesteuert werden und ist mit Ethernet- und WLAN-Konnektivität ausgestattet. Produktionsstart und Auslieferung sind für Anfang 2023 geplant.

Kostal BDL Wallbox

KOSTAL hat ehrgeizige Pläne im Bereich der Elektromobilität und arbeitet daher gemeinsam mit namhaften Partnern an der Entwicklung neuer Produkte und Technologien. Ein Beispiel ist die in Kooperation mit BMW
entwickelte bidirektionale Ladebox KOSTAL BDL Wallbox. Die Wallbox verfügt über einen DC-Ausgang im Spannungsbereich von 250 bis maximal 475 Volt mit einem DC-Strom von bis zu 33 Ampere.

Darüber hinaus ist die BDL Wallbox mit verschiedenen Schnittstellen wie SPS, Ethernet, GSM, RS485 und
RFID-Authentifizierung ausgestattet. Über das geräteintegrierte Energiemanagementsystem findet eine kontinuierliche Optimierung der Stromerzeugung und -nutzung in Echtzeit statt.

Die BDL-Wallbox wurde im Jahr 2021 getestet und ist mit einem CCS-Anschluss ausgestattet. Das Erscheinungsdatum und der Preis sind derzeit noch unklar.

Evtec sospeso&charge

Die sospeso&charge Wallbox vom Schweizer Hersteller Evtec AG ist ein bidirektionales Ladegerät für Elektrofahrzeuge, das sowohl für den Einsatz in privaten Haushalten als auch in gewerblichen Gebäuden konzipiert ist. Die Wallbox verfügt über einen CHadeMO- oder CCS2-Stecker für die Kompatibilität mit Fahrzeugen von Herstellern wie z. B. Nissan und Honda und bietet eine Ausgangsleistung von 10 kW.

Ein Modbus-Zähler am Netzübergabepunkt ermöglicht die Überwachung und Steuerung der Daten in Echtzeit über den Stromanschluss des Gebäudes. Die Evtec sospeso&charge Wallbox ist noch nicht auf dem Markt erhältlich. Wenn Sie Interesse an dem Produkt haben, wenden Sie sich bitte direkt an den Hersteller.

ambiCHARGE Wallbox

Die ambiCHARGE Wallbox ist eine bidirektionale Plug-and-Play-Ladestation, die einfach und kostengünstig installiert werden kann. Sie ist mit einem CCS-Stecker („Combo 2“) oder auf Wunsch auch mit einem CHAdeMO-Anschluss ausgestattet und verfügt über 11 kW oder 22 kW Ladeleistung. Die Wallbox kann auch nach Kundenwunsch angepasst werden oder es können auch einzelne Leistungsmodule separat erworben werden (DC-Wallbox-Kit).

Zu den Anschlussmöglichkeiten gehören Ethernet (LAN) und RS485/RS232. Sie verfügt über eine OCPP-Schnittstelle, MQTT und Smart-Home-Protokolle. Die ambiCHARGE 11 kW Wallbox wird vom deutschen Hersteller Ambibox aus Mainz hergestellt. Wer sich für den Kauf dieser Wallbox interessiert, kann diese auf der Herstellerseite unverbindlich vorbestellen bzw. reservieren. Wann genau die Wallbox zum Kauf verfügbar ist, ist noch nicht bekannt.

 

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