Bi-direktionales Laden von Elektrofahrzeugen – Alles, was Sie wissen müssen

Mit dem Siegeszug der Elektrofahrzeuge kommen auch immer mehr aufregende Technologien auf den Markt. Eine dieser Technologien ist das bidirektionale Laden, das viele Möglichkeiten eröffnet.

In diesem Artikel erfahren Sie alles, was Sie über bidirektionales Laden wissen müssen.

Was ist bi-direktionales Laden?

Unter bidirektionalem Laden, auch bekannt als Vehicle-to-Grid (V2G) oder Vehicle-to-Home (V2H), versteht man die Fähigkeit eines Elektrofahrzeugs, den Prozess der Stromentnahme aus dem Netz umzukehren, d. h. das Fahrzeug kann Energie in das Netz zurückspeisen.

Das Netz ist jedoch nicht die einzige Quelle, die Strom aus der Batterie eines Elektrofahrzeugs beziehen kann; die Energie kann ein Haus, ein anderes Elektroauto, Elektrowerkzeuge usw. versorgen.

Im Grunde genommen wird Ihr Fahrzeug zu einer mobilen Energiebank, die Sie jederzeit anzapfen können.

Wie funktioniert das bidirektionale Laden?

Um zu verstehen, wie bidirektionales Laden funktioniert, sollten Sie sich vor Augen führen, wie das Aufladen eines Elektrofahrzeugs funktioniert. Wenn Sie Ihr Auto an die Steckdose anschließen, nimmt es Wechselstrom aus dem Netz auf, der dann vom internen Ladegerät oder Konverter in Gleichstrom umgewandelt wird, bevor er in der Batterie gespeichert wird.

Um Energie aus der Batterie zu gewinnen, benötigen Sie ein bidirektionales Ladegerät, das den Gleichstrom aus der Batterie in Wechselstrom umwandelt, bevor es ihn z. B. an ein Haus oder ein Elektrowerkzeug weiterleitet.

Lohnt sich das bidirektionale Laden tatsächlich?

Ja, bidirektionales Laden ist praktisch. Elektrofahrzeuge bewegen mit ihren Batterien im Wesentlichen Energiebänke. Eine 70-kWh-Batterie kann zum Beispiel einen durchschnittlichen Haushalt mehr als zwei Tage lang mit Strom versorgen. Ein durchschnittlicher Autofahrer legt weniger als 40 Kilometer pro Tag zurück, was weniger als ein Achtel der Kapazität vieler moderner Elektroauto-Batterien ausmacht. Das bedeutet, dass sich Arbeiter auf ihre bidirektionalen Fahrzeuge verlassen können, um zu Baustellen in der Stadt zu gelangen, ihre Werkzeuge zu betreiben und immer noch genug Batterie zu haben, um nach der Arbeit nach Hause zu fahren.

Das bidirektionale Laden hat noch andere praktische Anwendungen. So können beispielsweise Geräte bei Picknicks oder Campingausflügen in abgelegenen Gegenden mit Strom versorgt werden.

Finanziell gesehen können Sie durch bidirektionales Laden Geld sparen. Wenn Sie z. B. an Ihrem Arbeitsplatz eine günstige Ladestation haben, weil diese mit Solarstrom betrieben wird, können Sie sich zu Hause vom Stromnetz abkoppeln, indem Sie Ihre Batterie anschließen und so Ihre Stromrechnung senken. Vielleicht können Sie sogar einen Teil der Energie in Ihrer Autobatterie verkaufen, je nachdem, wie die Elektrizitätsvorschriften an Ihrem Wohnort aussehen.

Kann jedes Elektrofahrzeug in beide Richtungen aufgeladen werden?

Die Antwort lautet nein, aber immer mehr Fahrzeuge sind dazu in der Lage.

Fahrzeuge, die den CHAdeMO-Ladestandard verwenden, können bidirektional geladen werden. Die CCS-Normen werden jedoch bald auch diese Technologie einschließen.

Tesla, eine der beliebtesten Elektrofahrzeugmarken, hat versprochen, dass seine künftigen Modelle mit dieser Technologie ausgestattet sein werden. Volkswagen hat die für die Technologie benötigte Hardware getestet, da es plant, sie in sein Heim-Energiesystem zu integrieren. Auch Hyundai hat das bidirektionale Laden in die Plattform integriert, die es für den Bau des Ioniq 5 und des Kia EV6 verwendet hat.

Welche Auswirkungen hat das bidirektionale Laden auf die Batterie?

Einige Leute mögen sich Sorgen über die Auswirkungen des bidirektionalen Ladens auf die Batterie machen. Es gibt jedoch keine negativen Auswirkungen, die auf das bidirektionale Laden zurückzuführen wären. Das liegt daran, dass die Entladungsrate weniger intensiv ist als beim Autofahren, was bedeutet, dass Ihre Batterie beim Entladen durch bidirektionales Laden sogar sicherer ist.

Außerdem besteht bei einem bidirektionalen Elektrofahrzeug nicht die Gefahr einer Überladung. Denn genau wie bei Solarwechselrichtern gibt es Sensoren, die zum Beispiel die Belastung des Hauses überwachen. Wird zu viel Strom verbraucht, schalten sie die Versorgung ab oder der Batteriestand sinkt unter einen bestimmten Prozentsatz.

Was sind die Vorteile des bidirektionalen Ladens?

Wir wissen, wie das bidirektionale Laden funktioniert. Aber was ist der praktische Nutzen für Sie als Nutzer?

Sparen Sie Geld – Profitieren Sie von flexiblen Energiepreisen

Wenn die Ladezeit des Fahrzeugs an die Energiepreise gekoppelt ist, können wir die Batterie kostengünstig aufladen und wenn die Energiepreise wieder steigen, können wir die Energie aus der Fahrzeugbatterie nutzen, um die Energiekosten zu senken.

Dadurch wird der Besitzer eines bidirektional ladenden Fahrzeugs und einer bidirektionalen Ladestation unabhängig von Energieversorgern.

Entlastung des Stromnetzes

Bei einer Vielzahl von bidirektional ladenden Fahrzeugen kann das Netz von einem Masseneffekt profitieren. Die Belastung des Stromnetzes kann in den Spitzenzeiten, z. B. zwischen 16.00 und 20.00 Uhr, reduziert werden, wenn Arbeitnehmer und Studenten in der Regel nach Hause kommen und anfangen zu kochen oder andere elektrische Geräte benutzen. Wenn viele bidirektional ladende Fahrzeuge an das Netz angeschlossen sind, kann diese Spitzenlast für das Netz reduziert werden. Folglich kann das Risiko von Netzausfällen für alle verringert werden. Einige Forscher schlagen vor das Laden der Fahrzeuge zu zentral zu regulieren um so das Netz ideal zu nutzen. (Quelle: IEEE)

Nutzung von Windkraft und Solarenergie

Bei Wind- und Solarenergie ist die Stromerzeugung stark von den Tagesbedingungen abhängig. Wenn viele bidirektional ladende Fahrzeuge an das Netz angeschlossen sind, können die Fahrzeuge geladen werden, wenn die Wetterbedingungen eine hohe Stromerzeugung zulassen. Wenn sich die Wetterbedingungen ändern und der Strom für das Netz durch andere Technologien erzeugt werden muss, können die Fahrzeuge das Netz unterstützen, während sie die anderen Kraftwerke in Betrieb nehmen.

Stromversorgung für Haushalte bei extremen Wetterbedingungen

Im Zuge des Klimawandels treten in vielen Regionen immer häufiger extreme Wetterbedingungen auf. Starke Schneefälle oder extreme Winde können zum Zusammenbruch von Stromleitungen führen. Ein Beispiel dafür waren die extremen Wetterbedingungen in Texas im Jahr 2021. Als das Stromnetz zusammenbrach, mussten viele Kunden mit den in die Höhe geschossenen Preisen für flexible Energie auskommen. 

How long could a household run on the car battery?

Ein durchschnittlicher Haushalt verbraucht etwa 877 kWh pro Monat. Das entspricht etwa 30 kWh pro Tag. Hier finden Sie eine Übersicht, die zeigt, wie viele Tage ein Haushalt mit der in der Batterie gespeicherten Energie betrieben werden könnte.

Je weniger Energie verbraucht wird und je größer die Batterie ist, desto länger kann ein Haushalt mit der Fahrzeugbatterie versorgt werden.

Batteriegröße	Täglicher Energieverbrauch von 35 kWh	Täglicher Energieverbrauch von 30 kWh	Täglicher Energieverbrauch von 25 kWh
70 kWh	2 Tage	2.33 Tage	2.8 Tage
85 kWh	2.43 Tage	2.83 Tage	3.4 Tage
100 kWh	2.86 Tage	3.33 Tage	4 Tage

Fazit

Das bidirektionale Laden ist eine hervorragende Technologie, die es den Besitzern von Elektrofahrzeugen ermöglicht, den Strom aus ihrer Autobatterie für die Stromversorgung ihrer Häuser und anderer Anwendungen zu nutzen. Zwar verfügen nicht alle bestehenden Fahrzeuge über diese Möglichkeit, aber neuere und zukünftige Modelle werden zunehmend mit bidirektionalem Laden ausgestattet.