E-Ladestationen an öffentlichen Orten

Beim Kauf einer Ladestation sind im Hinblick auf die Leistung einige Punkte zu beachten.

Ladeleistung
Mit einer starken Ladeleistung von 11 kW kann das Elektroauto in sechs bis acht Stunden voll aufgeladen werden. Beträgt die Leistung nur 3 kW, dauert das Laden entsprechend länger.

Wie lange das Aufladen effektiv geht, hängt vom schwächsten Glied der Kette ab. Ein Elektrofahrzeug mit nur 3.6 kW Ladeleistung wird auch an einer 11 kW-Ladestation nicht schneller geladen. Idealerweise haben Ladestation und Elektroauto die gleiche Spitzenleistung.

Schnellladefähigkeit
Damit das Elektroauto unterwegs schnell aufgeladen werden kann, wird ein Gleichstromanschluss (CCS oder CHAdeMO) benötigt. Dieser ist in den meisten E-Autos verbaut oder nachrüstbar.

Zu Hause sollte Vollladen innert 6 bis 8 Stunden möglich sein. Um 20 kWh Elektrizität aufzuladen, welche für 100 km Reichweite benötigt werden, dauert es mit einer 10 kW Leistung zwei Stunden. Entsprechend dauert es über 6 Stunden, wenn nur mit 3 kW aufgeladen werden kann.

Ladezeiten
Neben der Batteriekapazität, Ladefähigkeit des Autos (ein- oder dreiphasig) und Ladeleistung ist die Ladezeit auch abhängig vom Akkuladestand (je voller, desto langsamer) sowie der Aussentemperatur, welche idealerweise zwischen 15 bis 20°C liegt.

Der Anteil von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen wird in Zukunft stark zunehmen. Deshalb ist bei Neubauten zu empfehlen bereits notwendige Vorbereitungen zu treffen, auch wenn Sie noch kein Elektroauto besitzen. So kann später eine Ladestation einfach und günstig installiert werden.

Platzierung, Montage und Absicherung
Die Ladestation wird fest mit dem Wechselstromnetz verbunden oder der Anschlusspunkt muss mit einer Steckdose ausgestattet sein. Die Installation sollte in jedem Fall durch ein qualifiziertes Unternehmen wie der Härz AG ausgeführt werden. Für die Abrechnung der Energie muss keine Vorrichtung erstellt werden, da die verbrauchte Energie direkt über den Hauptzähler des Eigenheims abgerechnet werden muss.

Die Zuleitung zur Ladestation soll möglichst kurz sein. Eine sinnvolle Höhe für die Ladestation ist zwischen 100cm und 150cm ab Boden. Bei Parkplätzen im Freien wird empfohlen, ein Schutzdach zu installieren, damit direkte Sonneneinstrahlung vermieden werden kann. Elektrofahrzeuge verfügen üblicherweise über Kabel von 3 bis 5 Meter Länge. Eine Halterung erleichtert die Nutzung der Ladeinfrastruktur.

Jede Ladestation/Steckdose muss einzeln abgesichert und mit einem eigenen Fehlerstromschutzschalter (FI Typ B) oder einer Kombination der beiden geschützt werden. Je nach Ladestation und Hersteller ist ein spezieller FI-Typ erforderlich. Bei manchen Ladestationen ist der FI-Schalter bereits integriert, was die Kosten erheblich senken kann.

Installationsanzeige
Die Ladeinfrastruktur muss mit einer Installationsanzeige beim Energieversoger gemeldet werden. Dabei kann der Energieversorger ein zusätzliches Anschlussgesuch einfordern. Am besten sprechen Sie sich im Voraus mit dem Energieversorger ab. Wird die Ladestation im Aussenbereich erstellt, kann zudem eine Baubewilligung nötig sein.

Photovoltaik und Stromspeicher
Bei vorhandenen oder geplanten Energieproduktionsanlagen wie z.B. Photovoltaikanlagen oder Stromspeicherlösungen ist das elektrische Lastmanagement für die Optimierung des Eigenverbrauchs zu berücksichtigen. Als Vorbereitung für die hierzu notwendige Kommunikation zwischen Ladepunkt, Stromspeicher und Elektroverteiler wird die Montage eines Installationsrohrs M25 empfohlen, sofern die Kommunikation kabelgebunden vorgesehen ist.

Lastmanagement
Ein zentrales Thema der Elektroladeinfrastruktur ist das Lastmanagement der Ladestationen. Viele Ladestationen haben hohe Anschlussleistungen und wenn mehrere Ladestationen vorhanden sind, kann nicht an jeder Ladestation gleichzeitig die volle Ladeleistung zur Verfügung gestellt werden. Dies macht in den meisten Fällen auch keinen Sinn, da diese grossen Reservationen der Leitungen und Absicherung der Elektroinstallation bedeuten würde. Daher wird auf ein Lastmanagement zurückgegriffen. Es gibt ein statisches und dynamisches Lastmanagement.

Beim statische Lastmanagement werden an alle Ladestationen einen fixen maximalen Ladestrom vorgegeben. Diese Einstellung wird an allen Ladestationen getätigt, sodass die vorgeschaltete Hauptabsicherung nicht überlastet wird. Der Nachteil ist, dass bei keiner Ladestation die volle Ladeleistung abgerufen werden kann. Eine «Reservation» der elektrischen Energie, ist immer für alle Ladestationen nötigt, auch wenn nur eine Ladestation lädt. Ein kurzes Beispiel soll dies verdeutlichen. Es werden 10 Ladestationen Betrieben, die je 16A benötigen und die vorgeschaltete Sicherung stellt 100A zur Verfügung. Damit diese Sicherung nun nicht überlastet wird, werden alle Ladestationen auf 10A parametriert, sodass alle Ladestationen gleichzeitig betrieben werden können. Wenn jedoch nur eine Ladestation in diesem Beispiel betrieben wird, kann ebenfalls nur mit einem Ladestrom von 10A geladen werden, obwohl 90A der Vorsicherung nicht benötigt werden.

Anders beim dynamischen Lastmanagement. Dieses teilt nun die nicht benötigte elektrische Energie auf alle Ladestationen auf und regelt diese je nach Bedarf hoch und runter. Der Vergleich mit dem vorherigen Beispiel zeigt, dass bei voller Auslastung von 10 Ladestationen immer nur 10A zur Verfügung stehen. Jedoch wird nun, bei gleichzeitiger Nutzung von 7 Ladestationen allen einen Strom 14.29A zur Verfügung gestellt, statt nur 10A. So werden alle Elektrofahrzeuge schneller aufgeladen und die Wartezeit verringert sich. Oft wird so ein dynamisches Lastmanagement auch direkt vom Hersteller geliefert, es ermöglicht die direkte Regelung unter den Ladestationen. Es ist jedoch auch möglich, ein Hersteller unabhängige Regelung zu realisieren. Der Aufwand für eine solche Programmierung und dass Engineering ist jedoch gross und nicht kosteneffizient.