Elektromobilität

Bidirektionales Laden von E-Autos: Vorteile und Fakten

08.05.2024 | Die neue Technologie des bidirektionalen Ladens macht überschüssige Energie aus der Batterie eines E-Autos nutzbar und kann helfen, das Stromnetz zu stabilisieren. Bis zur Marktreife sind aber noch einige technische Hürden zu überwinden.

Was ist bidirektionales Laden?

Unter dem Begriff „bidirektionales Laden“ können sich viele heutzutage noch nichts vorstellen. Das liegt vor allem daran, dass man sich beim Laden eines Elektroautos in erster Linie einen Stromfluss in eine Richtung vorstellt – von der Wallbox oder der Ladestation ins Auto. Doch was geschieht mit der ungenutzten Energie im Akku des Elektroautos?

Das Prinzip des bidirektionalen Ladens bietet hier einen vielversprechenden Lösungsansatz. Bidirektionales Laden bedeutet „Laden in zwei Richtungen“. Mit dieser Technologie kann man überschüssige und ungenutzte Energie aus der Batterie des Autos in das Haus- bzw. allgemeine Stromnetz einspeisen und so unter anderem Energie wirkungsvoller nutzen.

Vehicle-to-Load (V2L) / Vehicle-to-Device (V2D)

Bei dieser Variante befindet sich im Auto eine herkömmliche Steckdose, die für das Laden oder die Nutzung von verschiedenen Geräten wie zum Beispiel Smartphones oder Staubsaugern verwendet werden kann. Sie können also zum Beispiel die Energie aus Ihrem Auto nutzen, um Ihr Auto zu saugen oder auf einer längeren Fahrt Ihr Handy zu laden.

Vehicle-to-Home (V2H)

Hierbei wird die ungenutzte Energie aus dem Elektroauto in das Stromnetz des Hauses eingespeist und kann unter anderem für Haushaltsgeräte genutzt werden. Dazu muss das E-Auto an die hauseigene Wallbox angeschlossen sein. Mit diesem Prinzip kann beispielsweise die über den Tag angesammelte Solarenergie der hauseigenen Photovoltaik-Anlage auch abends genutzt werden, wenn die Sonne nicht mehr scheint.

Vehicle-to-Grid (V2G)

Dieser Begriff wird oft sogar als Synonym für bidirektionales Laden verwendet. Bei dieser Variante wird der Strom aus dem Elektroauto nicht nur in das Hausnetz eingespeist, sondern ins gesamte Stromnetz. Sie birgt großes Potenzial, da eine Vielzahl von Elektroautos, die gleichzeitig in das Stromnetz einer Stadt einspeisen, zur Stabilisierung des Netzes beitragen können.

V2H und V2G sind aktuell noch nicht marktfähig, da noch einige technische Schwierigkeiten überwunden werden müssen:

Technische Hürden bei der Umsetzung des bidirektionalen Ladens

Die Herausforderung des bidirektionalen Lades liegt vor allem darin, dass Elektroautos mit Gleichstrom fahren, wohingegen für den Hausstrom Wechselstrom genutzt wird. Der Strom kann also nicht ohne Umwandlung ins Hausnetz eingespeist werden.

Der Strom, der vom Hausanschluss in das Auto fließt, wird über einen Gleichrichter, der im Fahrzeug oder der Wallbox verbaut ist, umgewandelt.

Für die Umwandlung des Stroms, der vom Auto zum Hausanschluss fließt, muss wiederum ein Wechselrichter im Auto oder der Ladestation verbaut sein. Aktuell unterstützen nur wenige Elektroautos und Ladestationen diesen Prozess. Eine Nachrüstung kann teuer sein.
Die Kommunikation zwischen E-Auto und Ladeeinrichtung, also z. B. die Übermittlung des Strombedarfs der E-Auto-Batterie, muss dabei ebenfalls geregelt sein. Der gängige Kommunikationsstandard ist ISO 15118-20.
Des Weiteren müssen die Nutzer*innen ggf. ihr Verhalten beim Anstecken des Autos anpassen: Denn für das bidirektionale Laden sollte das Auto im Optimalfall sowohl tagsüber als auch nachts angesteckt bleiben.

Vorteile des bidirektionalen Ladens

Eine große Chance, die sich durch die neue Technologie ergibt, ist die Stabilisierung des allgemeinen Stromnetzes. Wenn viele Nutzer*innen durch das bidirektionale Laden – idealerweise mit Strom aus der hauseigenen Photovoltaik-Anlage – gleichzeitig Energie aus der E-Auto-Batterie in das Stromnetz einspeisen, wird dieses entlastet und kann auch abends bzw. zu windstillen Zeiten auf erneuerbare Energie zurückgreifen.
Nutzer*innen von Elektrofahrzeugen können die gespeicherte Energie jedoch auch ausschließlich für ihr eigenes Hausnetz verwenden und im Bedarfsfall auf diese zurückgreifen, um Geld zu sparen.

Fazit

Das Prinzip des bidirektionalen Ladens ist eine äußerst vielversprechende technologische Innovation und bietet sowohl finanzielle als auch ökologische Vorteile. Gegenwärtig ist die Technologie aber noch nicht vollständig ausgereift. Um sie marktfähig zu machen, sind noch einige technische Hürden zu überwinden.

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