Elektromobilität ist für die Klimawende enorm wichtig und wird deshalb stark ausgebaut. Die Zahl der Neuzulassungen von reinen Elektroautos hat sich 2019 gegenüber dem Vorjahr nahezu verdoppelt. Die EU-Gebäuderichtlinien (EPBD – European- Performance of Buildings Directive) sieht vor, dass europäische Gebäude bis 2050 CO2-neutral sind. In der alten Version von 2010 kam das Wort „Elektromobilität“ überhaupt nicht vor. In der aktuellen Fassung gibt es eine ganze Reihe von Anforderungen in Bezug auf intelligentes Laden von E-Autos und die notwendige Ladeinfrastruktur.
Der Ausbau der Elektromobilität stellt das Elektrohandwerk vor große Herausforderungen.
Bild: www.pixabay.com / akrebs60 Mit einer modernen Ladeeinrichtung erhalten die Anwender nicht nur Strom. Durch die Einbindung in bestehende Datennetze, wie das Smarthome beispielsweise, lässt sich das Ladesystem an eine zentrale Ladesteuerung anschließen.
Bild: www.pixabay.com / reinhardthrainer Am sichersten ist das Laden mit einer Wallbox.
www.pixabay.com / falco Jedes Gebäude soll mit Ladepunkten ausgestattet sein, die Ladestationen in ein Datennetz eingebunden werden und auch das Lastmanagement soll steuerbar sein. Diese EU-Gebäuderichtlinie bildet die Grundlage für die deutsche Gesetzgebung, sodass die deutschen Gesetze auch diese Anforderungen enthalten.
Im März 2021 ist des Gebäude-Elektromobilitätsinfrastruktur-Gesetz (GEIG) in Kraft getreten. Das Gesetz heißt eigentlich „Gesetz zum Aufbau einer gebäudeintegrierten Lade- und Leitungsinfrastruktur für Elektromobilität“. Demzufolge ist für Neubauten und für sanierte Wohn- und Nichtwohngebäude eine Mindestanzahl an Stellplätzen vorzusehen, die als Ladestation eingerichtet sind oder zumindest die technische Infrastruktur haben, um leicht Ladestationen zu installieren, beispielsweise durch entsprechende Leerrohre.
Was ist bei der Gebäudeplanung sinnvoll?
Am sinnvollsten ist es, die Ladeinfrastruktur dort vorzuhalten, wo das E-Auto länger steht. Das ist bei den meisten zuhause oder der Parkplatz an der Arbeitsstelle. Ein Einfamilienhaus lässt sich relativ einfach mit einer Ladestation ausstatten. Auch wenn die Ladeleistung im heimischen Stromnetz auf 2,3 kW begrenzt ist, lassen sich die Ladekabel an normale Schuko-Steckdosen im Haushalt anschließen. Als Alternative bieten sich eine Wallbox oder eine Starkstromsteckdose an. Sie bringen eine wesentliche höhere Ladeleistung. Auf TECWORLD.com, dem Informationsportal für das Elektrohandwerk und Entscheider aus Industrieunternehmen, kann das Fachhandwerk viele nützliche Informationen rund um das Thema Wallboxen, Starkstromsteckdosen, Ladeleistungen und weitere Punkte rund um das Thema Elektroindustrie und Elektromobilität finden.
Wozu ist Lastmanagement notwendig?
Wenn es in einem Gebäude mehrere Ladepunkte gibt, beispielweise auf dem Unternehmensparkplatz oder in der Parkanlage eines Mehrfamilienhauses kann die Summe der benötigten Energie sehr hoch sein, wenn mehrere Fahrzeuge gleichzeitig zum Laden angeschlossen sind. Das kann schnell die Kapazitäten des Energieversorgers übersteigen. Aus diesem Grund ist ein Lastmanagement notwendig. Dabei handelt es sich um eine übergeordnete Steuerung. Sie stimmt die Ladeleistung der verschiedenen Ladepunkte aufeinander ab. Die Anwender können dabei festlegen, ob alle Ladepunkte dann gleichmäßig mit einer reduzierten Ladeleistung versorgt werden oder ob es eine Priorisierung einzelner Ladepunkte geben soll.
Vorgaben, wie viele Ladestationen frühzeitig einzuplanen sind, gibt es keine, auch keine allgemeingültigen Empfehlungen. Die VDI hat dazu ein Merkblatt herausgegeben, das auch Hinweise für Ladestationen und Elektromobilität enthält. Das ist eine gute Orientierung. Für Arbeitsstätten, Verkaufsstätten oder Parkhäuser ist ein Anteil von fünf Prozent der Stellplätze, mindestens jedoch einer, als Ladestation empfohlen.
Darüber hinaus sollten weitere 30 Prozent zumindest vorbereitet sein, um sie später als Ladestation auszubauen. Da sich die Elektromobilität rasant entwickelt, ist davon auszugehen, dass diese Zahlen bald obsolet sind. Bei der Ladeleistung sind derzeit die Ladestationen mit 11 kW zu bevorzugen.
Die Wallbox im Smarthome
Moderne Ladesäulen, die sogenannten Wallboxen, liefern mehr als nur die notwendige Ladeleistung. Mit ihrem erweiterten Funktionsumfang lassen sie sich in eine bestehende Smarthome-Technologie eingliedern. Das geht entweder über eine direkte Verbindung der Ladesteuerung mit der Gebäudesteuerung oder über ein kabelgebundenes System. Über Smartphone oder Tablet können sich die Nutzer über Ladestand, Ladefehler oder den Stromverbrauch informieren. Zudem haben smarte Wallboxen einen Stromzähler integriert, der jederzeit Ladestatistiken liefert.
Die Stromstärken sind anpassbar ebenso die Ladezeiten, die sich in eine günstige Tarifzeit legen lassen. Zudem ist es möglich, das E-Auto mit Strom aus der hauseigenen PV-Anlage zu versorgen.
Sehr oft kommt noch immer die normale Haushaltssteckdose zum Einsatz, die für solche Dauerbelastungen allerdings nicht vorgesehen ist. Ein E-Auto zieht über mehrere Stunden 2,3 kW und fordert über einen längeren Zeitraum die maximale Leistung von der Haushaltssteckdose. Der Stromverbrauch beim Ladevorgang ist nicht mit anderen Geräten im Haushalt vergleichbar, wie etwa Föhn oder Staubsauger, die maximal 1,5 kW verbrauchen und auch nur über einen begrenzten Zeitraum.
Die Wallbox bietet hier maximale Sicherheit. Sie ist meistens an einen 400-Volt-Starkstromanschluss angeschlossen. Die Installation erfolgt durch einen Elektro-Fachmann, der auch gleich entsprechende Schutzeinrichtungen für Wechsel- und Gleichstromfehler einbaut. Damit wird verhindert, dass Menschen einen Stromschlag bekommen, wenn ein Defekt an der Leitung vorliegt, oder die Kontakte feucht geworden sind. Professionell installierte Ladestationen und feste Ladekabel haben den Vorteil, dass sie das E-Auto mit bis zu 22 kW aufladen können. Damit gehen die einzelnen Ladevorgänge viel schneller.
Da sich das Thema Elektromobilität sehr schnell weiterentwickelt, warten herausfordernde Aufgaben auf die Fachhandwerker und Elektromeister. Bei TECWORLD gibt es viele Informationen zur Elektromobilität auf einen Blick.
Wer braucht Ladestationen mit Authentifizierung?
An einigen Ladestationen ist eine Authentifizierung notwendig, um den Ladepunkt freizuschalten. Das geht meistens sehr einfach über eine Chipkarte oder per Smartphone. Ist diese Anforderung zu erfüllen, funktioniert das Laden über eine Haushaltssteckdose nicht. In dieser Situation sind Ladesäulen oder Wallboxen erforderlich, sogenannte übergeordnete Ladestationen. Diese brauchen neben dem Stromanschluss noch eine Datenleitung, damit sie kommunikativ sind. Das dient zum einen der Steuerung über das Lastmanagement und zum anderen der Authentifizierung. Diese Punkte müssen schon frühzeitig bei der Planung mit einfließen. Zu den elektrotechnischen kommen auch gebäudetechnische Anforderungen, die sich im Zusammenhang mit dem Standort der Ladesäule ergeben.