Polykristalline Solarmodule
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Immer mehr Leute schaffen sich Elektroautos an, was mit einem höheren Stromverbrauch für die Ladung von Fahrzeugen einhergeht. Das stellt einerseits eine Herausforderung für das Stromnetz dar, andererseits aber auch eine Möglichkeit, die E-Autos teil des Stromnetzes werden zu lassen. Autos stehen 23 Stunden am Tag ungenutzt herum. Jetzt stell Dir vor in diesen 23 Stunden, kannst Du nicht nur Dein Auto laden, sondern auch Dein Haushalt mithilfe von ungenutzter Energie im Fahrzeug mit Strom versorgen. Oder stell Dir vor, dass Du in dieser Zeit auch Geld verdienen kannst, indem Dein Fahrzeug überschüssige Energie zwischenspeichert und später wieder in das öffentliche Stromnetz einspeist. So kann das E-Auto als Photovoltaik Stromspeicher dienen.
Das ermöglicht die Methode des Vehicle-to-Grid und Vehicle-to-Home. Wie diese Technologie funktioniert und was die Voraussetzungen sind, erfährst du in diesem Artikel.
Vehicle to Grid – Mit bidirektionalem Laden Strom einspeisen?
Warum brauchen wir in Zukunft die Vehicle-to-Grid Methode?
Um weiterhin in der Lage zu sein, das 1,5 Grad Ziel und die Klimaneutralität bis 2035 zu erreichen, müssen alle Mittel genutzt werden, die zur Eindämmung des Klimawandels beitragen. Die von der Bundesregierung initiierte Energiewende, Solarziele und Maßnahmen sollen zum großen Teil dazu beitragen. Um diese aber optimal durchzuführen, stehen wir vor der Herausforderung, dass erneuerbare Energien nicht dauerhaft Strom produzieren können.
So kann Solarstrom zum Beispiel nur produziert werden, wenn die Sonne scheint. Das bedeutet, dass der Strom nicht dauerhaft und gleichmäßig zur Verfügung steht. Durch die neue Technologie des Vehicle-to-Grid kann durch Zwischenspeicherung die Speicherkapazität von erneuerbaren Energien und der Anteil an erneuerbaren Energien am Strommix erhöht werden. So wird auch die Stromverteilung effizienter, da überschüssiger Strom zwischengespeichert wird und Solaranlagen und Windkraftwerke nicht abgeschaltet werden müssen. Langfristig kann die Technologie auch die Energiekosten und Preisschwankungen mindern.
Wofür steht Vehicle-to-Grid und Vehicle-to-Home
Vehicle-to-Grid
Vehicle-to-Grid, was auch gerne als V2G abgekürzt wird, bedeutet soviel wie „Fahrzeug-zu-Netz“. Das beschreibt letztlich die Technologie, dass ein Elektroauto nicht nur in der Lage ist Strom aus dem Netz zu beziehen, sondern auch die Fähigkeit besitzt Strom in das Netz einzuspeisen. Bei der Vehicle-to-Grid Methode ist das E-Auto mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden und speichert überschüssigen Strom zwischen und speist diesen später zurück ins Netz ein. So dient die Vehicle-to-Grid Technologie als Lastmanagement des öffentlichen Stromnetzes. Diese Methode bezieht sich generell auf das gesamte Stromnetz und somit auch die gesamte Stromproduktion. Es existieren jedoch noch Alternativmethoden, um Solarenergie speichern zu können.
Vehicle-to-Home
Die Vehicle-to-Home Technologie basiert auf dem gleichen Prinzip wie die Vehicle-to-Grid Methode. Nur in dem Falle speist das Elektrofahrzeug den Strom nicht direkt ins öffentliche Stromnetz ein, sondern in das private Stromnetz. Dadurch hat der Verbraucher die Möglichkeit, zuerst seinen eigenen Haushalt mit Strom vom eigenen E-Auto zu versorgen.
Der Vorteil hierbei ist, dass das Auto als Solarspeicher genutzt werden kann, um überschüssigen Strom zwischenzeitlich zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt, zum Beispiel wenn die Sonne nicht mehr scheint, zu nutzen. Im Extremfall kann dann auch Photovoltaik beim Stromausfall genutzt werden. Durch diese Methode ist es sogar möglich, sich die Anschaffung eines externen Energiespeichers für Photovoltaik zu sparen und nur mithilfe der Vehicle-to-Home Technologie Strom zu speichern. So können sogar Einnahmen mit Photovoltaik generiert werden.
Technische Voraussetzungen der Vehicle-to-Grid Methode
Damit die Vehicle-to-Grid Methode funktionieren kann, muss die Ladetechnik bidirektional ausgelegt sein. Was bedeutet bidirektional? Damit ein E-Auto fahren kann, benötigt es elektrische Energie. Die kommt für gewöhnlich aus dem öffentlichen Stromnetz oder aus der eigenen PV-Anlage, entweder über öffentliche Ladestationen oder eine eigene Wallbox zu Hause. Bei allen Möglichkeit fließt der Strom aber immer in eine Richtung: In das Fahrzeug. Damit das Konzept von Vehicle to Grid umgesetzt werden kann, muss dieser Prozess aber auch umkehrbar sein. Also, dass der Strom auch aus dem Auto ins Stromnetz fließen kann. Man spricht dabei von bidirektionalem Laden.
In dem Fall muss dann aber auch der Rest der Ladetechnik die Fähigkeit der Bidirektionalität besitzen. Das bedeutet, dass die Wallbox, also die Ladestation, und der Ladestecker in der Lage sein müssen bidirektional zu laden.
Was ist bidirektionales Laden?
Bidirektionales Laden von E-Autos beschreibt die Fähigkeit in beide Richtung ladefähig zu sein. Bedeutet, dass die Batterie einerseits geladen werden kann, aber andererseits auch Strom eingespeist werden kann aus der Batterie.
Die Ladeanschlüsse
Damit bidirektionale E-Autos geladen werden können, ist der Ladestecker entscheidend. Dieser muss extra dafür konzipiert sein, dass der Strom in beide Richtungen durch den Stecker fließen kann. Hier gibt es vor allem zwei mögliche Typen.
Der CHAdeMO-Stecker
Der CHAdeMO-Stecker ist eine markenübergreifende Steckervariante. 2010 haben sich verschiedene Hersteller zusammengeschlossen und sich auf diese Art von Steckertyp geeinigt. Das soll in Zukunft die Ladeinfrastruktur vereinfachen. Der CHAdeMO-Stecker bietet die Möglichkeit der Kommunikation zwischen Auto und Ladestation und dadurch auch die Fähigkeit zu bidirektionalem Laden. Bisher sind die CHAdeMO-Ladestecker vor allem im asiatischen Raum verbreitet.
Der CCS Stecker
CCS steht für „Combined Charging Sytsem“. Gemeint ist damit ein Schnellladesystem, das die Kommunikation zwischen Auto und Ladesäule mit dem eigentlichen Ladevorgang kombiniert. Der CCS-Stecker kann sowohl als Gleichstrom, als auch als Wechselstrom-Stecker genutzt werden. Zurzeit sind die CCS-Stecker aber noch nicht für das bidirektionale Laden zugelassen. Allerdings wird an einer neuen Verordnung dahingehend gearbeitet, sodass auch das bidirektionale Laden über CCS-Stecker in Deutschland bald möglich sein könnte.
Bidirektionale E-Autos
Momentan ist die Entwicklung von bidirektionalen und damit V2G fähigen Autos noch jung. Das hat zur Folge, dass der Markt klein ist und die Technologie teils noch nicht zugelassen ist. In Zukunft soll sich das aber ändern und die Modelle sollen auch für die V2G-Nutzung eingesetzt werden.
Der Nissan Leaf
Der Nissan Leaf ist das bekannteste Modell mit bidirektionaler Lademöglichkeit. Er verfügt bereits über den CHAdeMO-Ladestandard. Darüber kann er schon jetzt für V2G genutzt werden und eigenen Strom aus der Autobatterie in das öffentliche Netz einspeisen. Preislich liegt das Auto bei 29.990 €*.
Hyundai Ioniq 5
Der Hyundai Ioniq 5 der bereits mit einem Solardach ausgestattet wurde, soll ebenfalls für bidirektionales Laden genutzt werden können. Dieser fällt vor allem durch sein futuristisches Design auf und durch die Fähigkeit innerhalb 18 Minuten auf 80 % zu laden (richtige Ausstattung vorausgesetzt). Die Kosten betragen sich auf 31.292 €*.
Kia EV 6
Das Auto von Kia, soll ebenfalls eine bidirektionale Ladefunktion haben. Kia bietet eine Vehicle-to-Load Ladefunktion von 3,6 kW. Zudem verfügt es über eine Schnelladoption, mit der die Bordbatterie von 10 Prozent auf 80 Prozent in nur 18 Minuten geladen werden kann. In der Grundausstattung ist das Auto bereits ab 46.990* Euro erhältlich. Kia bietet zudem verschiedene Finanzierungsmöglichkeiten.
| Produkt | Funktion | Preis |
|---|---|---|
| Nissan Leaf | integriertes CHAdeMo-System | 29.990 €* Grundausstattung |
| Hyundai Ioniq 5 | futuristisch, schnelles Laden | 31.292 €* |
| Kia EV 6 | schnelles Laden | 46.990 €* |
Bidirektionale Wallboxen
Die größte Herausforderung bei der Anschaffung des bidirektionalem Ladeequipment stellt die Wallbox dar. Der Markt für bidirektionale Wallboxen ist sehr klein und kaum ausgeprägt. Außerdem sind die Kosten von bidirektionalen Wallboxen hoch, da viele Unternehmen noch mit der Entwicklung der Technologie beschäftigt sind. Trotzdem haben wir für euch bidirektionale Wallbox Modelle gefunden.
ABB DC Wallbox
Mit der ABB DC Wallbox kannst du endlich mit Gleichstrom schnell laden und erhältst diese direkt mit einem CHAdeMO oder CSS Anschluss. Zudem, kann die Wallbox auch mit einem modernen Web Modul für Monitoring-, Konfigurations- und Reportfunktionen gekauft werden. Preislich liegt die Box bei 8.556 €*.
Quasar Wallbox
Die Wallbox von Quasar ist ideal geeignet für die V2G und V2H Technologie. Die Wallbox kann mobil gesteuert werden und es können Zeitpläne eingestellt werden, wann geladen und wann eingespeist werden soll. Aufgrund der innovativen Technologie beträgt sich der Preis bei um die 6.000 €*.
Sono Motors Wallbox
Sono Motors, die unter anderem das Sion Solar Auto entwickelt haben, sind momentan dabei auch eine bidirektionale Wallbox auf den Markt zu bringen. Das Unternehmen verspricht, dass die Wallbox bis zu 70 % preiswerter sein soll, als die bisher verfügbaren bidirektionalen Wallboxen. Ein Nachteil dieser Wallbox ist, dass diese anfänglich nur für deren Solarauto kompatibel ist.
| Produkt | Funktion | Preis |
|---|---|---|
| ABB DC Wallbox | inklusive CHAdeMO oder CSS Anschluss | 8.556 €* |
| Quasar Wallbox | innovative Technologie | ca. 6.000 €* |
| Sono Motors Wallbox | preiswerte Alternative | 4-stellig* 70 % preiswerter |
Die Vor- und Nachteile der Vehicle-to-Grid Technologie
Die Technologie wirkt aufs Erste sehr vielversprechend und nützlich. Außerdem trägt die Methode auch zur Bekämpfung des Klimawandels bei und Erhöhung der Anteile von erneuerbaren Energien am Strommix. Nichtsdestotrotz bringt auch diese Technologie Nachteile mit sich.
Die Vorteile V2G
Die Nachteile V2G
- Trägt zur Versorgungssicherheit bei → überschüssige Energie wird nicht verschwendet
- E-Autos werden effektiver genutzt → mobiler Stromspeicher
- Durch Einspeisung kann es in Zukunft auch Vergütungen geben → gleichzeitig Bekämpfung des Klimawandels und finanzieller Profit
- Anteil an Erneuerbaren Energie nimmt zu → Fortschritt der Energiewende
- Das Auto muss an einer Ladestation stehen → Infrastruktur schwierig umsetzbar
- Bidirektionales Laden benötigt das richtige Ladeequipment → kostenintensiv
- Junge Entwicklung mit kleinem Markt und keiner unbedingten Zulassungsgarantie
- Autobatterie altert schneller und verliert an Kapazität
Perspektive des Autos als Stromnehmer und -geber
Prinzipiell ist da Konzept Vehicle-to-Grid eine gute Idee, um den Anteil an Erneuerbaren Energien zu erhöhen und die eigene CO₂-Bilanz zu verbessern. Bis dieses System jedoch im Alltag regelmäßig genutzt wird, kann es noch etwas dauern, da die Technologie noch sehr jung ist und viele technische und regulatorische Hürden überwunden werden müssen.
Dennoch wird bereits von großen Automobilfirmen an der Vehicle-to-Grid Technik erforscht. Zum Beispiel erforscht BMW in Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt die Alltags-Tauglichkeit von dem Konzept Vehicle-to-Home mit 50 BMW i3. Unter anderem wird in der niederländischen Stadt Utrecht ein Pilotenprojekt mit Erfolg durchgeführt. Dort wird ein regionales und flächendeckendes bidirektionales System konzipiert, was für ein ausgewogenes Energiesystem sorgen soll.
Letztlich muss erwähnt werden, dass Vehicle-to-Grid auf jeden Fall ein hohes Durchsetzungsvermögen hat und in Zukunft eine große Rolle spielen wird. Deshalb lohnt es sich jetzt schon, sich damit auseinanderzusetzen und die innovative Entwicklung weiterzuverfolgen. Es ist nicht ausgeschlossen, dass Vehicle-to-Grid die Solarenergie in Zukunft prägen wird.
