Ein Elektroauto ist die ideale Ergänzung zu Ihrer Photovoltaikanlage. Sie können Ihr E-Auto mit Solarstrom laden.

Es geht auch andersherum – bidirektionales Laden ermöglicht es Ihnen, den Strom aus der Autobatterie für Ihren Haushalt zu nutzen oder in das Netz einzuspeisen.

Welche Möglichkeiten sich daraus ergeben und welche Voraussetzungen notwendig sind, zeigen wir mit diesem Beitrag.

So funktioniert bidirektionales Laden

Der Ladestrom für Elektroautos fließt normalerweise nur in eine Richtung: in die Batterie des E-Autos.

Da das Auto in vielen Fällen fast den ganzen Tag in der Garage oder vor der Tür steht und nur wenige Stunden fährt, könnten Sie seine Batterie auch als Stromspeicher nutzen. Sie muss ja nur bei Fahrtantritt ausreichend geladen sein.

Die Möglichkeit, die Batterie des Elektroautos be- und entladen zu können, nennt man bidirektionales Laden. Diese Technologie unterscheidet drei Anwendungen:

Bei Vehicle to Home (V2H) nutzen Sie den Strom aus der geladenen Autobatterie im eigenen Haus. Sie ist damit eine Alternative oder Ergänzung zur hauseigenen stationären Batterie.

So können Sie den tagsüber in der Autobatterie gespeicherten Strom aus Ihrer Photovoltaikanlage abends oder nachts im Haus nutzen. Das Energiemanagement sorgt dafür, dass die Batterie am nächsten Morgen noch so viel Kapazität hat, wie Sie für die Fahrten an dem Tag benötigen.

Batterien der Elektroautos haben eine deutlich größere Kapazität als stationäre Batterien, sie können ein Haus mehrere Tage mit Strom versorgen.

Eine zweite Anwendung ist die Abgabe des Stroms an das Netz, Vehicle to Grid (V2G) genannt.

Hier speist das Auto (bzw. seine Batterie) Strom in das Netz und kann helfen, den lokalen oder regionalen Energiebedarf auszugleichen.

Ein intelligentes Energiemanagement lädt das Auto bei einem Überangebot an Strom und entlädt es wieder bei einem hohen Bedarf. Auf diesem Weg leisten die E-Autos einen Beitrag zur Stabilisierung der Stromnetze.

Bereits einen Schritt weiter geht das Modell für tarifoptimiertes Laden und Entladen.

In diesem Fall nutzen Sie zeitlich variable Stromtarife, die sich entsprechend des Angebotes an Strom aus erneuerbaren Energien verändern. Zu Zeiten mit niedrigen Strompreisen laden Sie Ihr E-Auto mit Strom aus dem Netz und bei hohen Preisen versorgen Sie Ihren Haushalt mit Strom aus der Fahrzeugbatterie.

Bisher gibt es nur wenige Marken und Modelle, die für diese Technik ausgerüstet sind. Hierzu zählen Fahrzeuge der asiatischen Hersteller wie Nissan, Mitsubishi, Honda oder Hyundai und Kia. Geplant ist diese Technologie z. B. auch für VW ID-Modelle.


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Welches Speicherpotenzial steckt in dieser Technologie?

Stromspeicher haben in der Energiewende eine Schlüsselfunktion. Sie sind notwendig, um das schwankende Stromangebot aus erneuerbaren Energien an den jeweiligen Bedarf anpassen zu können. Batteriespeicher, wie die von E-Autos, sind Kurzzeitspeicher, die mehrere Ladezyklen am Tag durchlaufen und Netzdienstleistungen anbieten können.

Die Bundesregierung strebt bis 2030 eine Gesamtzahl von 15 Millionen zugelassenen vollelektrischen Autos an. Bleibt die Batteriekapazität der E-Autos unverändert, dann wären das Batteriespeicher mit einer Kapazität von 700 Millionen kWh (700 GWh). Die meisten Fahrzeuge stehen fast den ganzen Tag ungenutzt herum.

Bei 80 Prozent erneuerbarer Energien im Strommix, die die Bundesregierung bis 2030 anstrebt, liegt der geschätzte Bedarf an Kurzzeitspeichern bei 70 bis 100 GWh. Es reichen also 10 bis 15 Prozent der E-Auto-Batterien für die notwendige Kurzzeitspeicherung aus.

Auch als Heimspeicher hat die Batterie im E-Auto großes Potenzial.

Normale stationäre Batteriespeicher haben eine Kapazität zwischen 5 und 10 kWh. Die Batterie im E-Auto kann fast das Zehnfache an Energie speichern.

Normalerweise lädt das Energiemanagement Ihr E-Auto mit Strom aus der PV-Anlage, wenn der Haushalt bereits versorgt ist.

Durch bidirektionales Laden können Sie das Haus auch mit Strom aus dem Auto versorgen, zum Beispiel in der Nacht oder wenn der Himmel tagsüber bedeckt ist. So erhöht sich Ihr Eigenverbrauch, auch ohne stationären Speicher, auf über 70 Prozent.

Wirtschaftliches Potenzial von bidirektionalem Laden

Lohnt sich der Aufwand für bidirektionales Laden? Die Einsparungen hängen sehr stark von der Verwendung des Fahrzeugs, der Entwicklung der Strompreise und dem Stromverbrauch in Ihrem Haushalt ab. Aus diesem Grund geben die Untersuchungen, wie die der Forschungsstelle für Energiewirtschaft, eine sehr breite Spanne von möglichen Einsparungen an.

Wollen Sie Ihr Elektrofahrzeug als Speicher nutzen und damit den Eigenverbrauch der PV-Anlage optimieren, können Sie im Jahr pro Fahrzeug zwischen 150 und 500 Euro einsparen. In der Berechnung sind Einsparungen durch intelligentes Laden, zum Beispiel vorrangig mit Strom aus der eigenen Solaranlage, enthalten.

Eine Einspeisung von Strom aus der Fahrzeugbatterie ins Netz setzt die Möglichkeit zur Teilnahme am Stromhandel voraus. In diesem Fall sind mögliche finanzielle Erlöse von der Gestaltung der entsprechenden Rahmenbedingungen abhängig. Verschiedene Studien haben zusätzliche Erlöse zur Eigenverbrauchsoptimierung von 200 bis 300 Euro pro Jahr und Fahrzeug ermittelt.


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Was fehlt für den Einsatz von bidirektionalem Laden?

Bisher klingt der Einsatz des bidirektionalen Ladens sehr spannend. Aber noch ist es in Deutschland nur eine Theorie. Es gibt einige technische und rechtliche Hürden, die wir vorher überwinden müssen.

Für das Elektrofahrzeug als Ersatz eines Heimspeichers benötigen Sie eine Wallbox (Ladestation an der Wand, für den heimischen Gebrauch) und ein Elektroauto, die in beide Richtungen laden können. Hinzu kommt ein Ladestecker, der die erforderliche Datenkommunikation zwischen Auto und Ladeinfrastruktur ermöglicht.

Einen solchen Stecker gibt es bislang nur in Japan oder von japanischen Fahrzeugherstellern mit dem CHAdeMO Standard. Mit dem in Europa üblichen CCS (Combined Charging System) Stecker soll diese Kommunikation in Zukunft ebenfalls möglich sein.

Die Nutzung von Fahrzeugbatterien als Speicher für das Netz setzt auch die Klärung einiger regulatorischer Rahmenbedingungen voraus.

Hier müssen entsprechende Normen und Zertifizierungen noch abschließend geregelt werden, damit zum Beispiel alle Geräte eine “einheitliche Sprache” sprechen. Hinzu kommen noch Fragen der energiewirtschaftlichen Regulierung, der Datensicherheit und der Steuern.

Schließlich brauchen Sie noch einen intelligenten Stromzähler mit einem Smart Meter Gateway, wenn Sie Strom vom Auto ins Netz einspeisen wollen.

Es fehlt also noch eine ganze Menge für bidirektionales Laden in Deutschland. Aber wie sieht es aus mit dem Angebot an verfügbarer Technologie?

E-Autos für bidirektionales Laden

Bisher gibt es nur wenige Elektroautos mit der Möglichkeit in beide Richtungen laden zu können.

Hierzu zählen insbesondere Autos von japanischen Herstellern, die den CHAdeMO-Stecker nutzen, wie Nissan und Mitsubishi.

Aber auch andere Modelle können Sie wieder entladen. Dazu gehören der Hyundai Ioniq 5 und Kia EV6.

Diese können aktuell nur einzelne Geräte direkt mit Strom versorgen. Die Freischaltung für bidirektionales Laden kommt vermutlich, wenn die entsprechende Norm umgesetzt ist. Dieses soll auch für einige der VW ID-Modelle der Fall sein. Ferner kann auch der Honda e geladen und entladen werden.

Der Sion des deutschen Startups Sono Motors (ab 2023 lieferbar) soll für bidirektionales Laden mit Typ 2 Stecker ausgerüstet sein. Eine entsprechende Wallbox wird ebenfalls angeboten.

Wallbox für bidirektionales Laden

Eine handelsübliche Wallbox lädt Ihr Elektroauto mit Wechselstrom (AC). Im Auto wird dieser dann zu Gleichstrom umgewandelt, mit dem Akku und Motor arbeiten.

Bei einer bidirektionalen Wallbox wird Ihr Elektroauto mit Gleichstrom (DC) ge- und entladen. Damit entfällt die Wandlung im Auto, diese geschieht nun in der Wallbox. Ein zusätzlicher Vorteil: Laden mit Gleichstrom ist deutlich schneller.

Es gibt bisher nur sehr wenig Wallboxen auf dem Markt, die bidirektionales Laden ermöglichen. Diese sind auch entsprechend teurer als eine unidirektionale Wallbox. Noch muss man mit einem Preis von mehreren tausend Euro rechnen, während eine handelsübliche Wallbox für weniger als tausend Euro erhältlich ist.

Wann ist die Technologie einsatzbereit?

Die Beschreibung von bidirektionalem Laden klingt noch wie Zukunftsmusik, aber die Technologie steht bereits in den Startlöchern. Mit der Einführung des Kommunikationsstandards für den CCS-Ladestecker soll die Vehicle to Home Technologie noch im Jahr 2022 nutzbar sein.

Für Vehicle to Grid sind die Anforderungen deutlich höher. Daher wird es noch ein paar Jahre dauern, bis Ihr Elektroauto einen Beitrag zur Netzstabilität leisten kann.

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Technologie mit großer Zukunft

Bidrektionales Laden ist eine Idee mit großer Zukunft, auch wenn sie sich momentan noch im Stadium der Forschung und Entwicklung befindet.

Sie erhöhen mit dem Auto als Batteriespeicher Ihre Unabhängigkeit vom Energieversorger ohne größere zusätzliche Investitionen. Durch den Verkauf der Energie an das Netz können Sie in einigen Jahren sogar Geld verdienen. Es lohnt sich also, die Entwicklung genauer zu verfolgen.



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