Bei dem heute (noch) üblichen monodirektionalem Laden wird der Strom in der Regel aus einer Ladesäule bzw. Landestation oder der eigenen Wallbox in die Autobatterie gespeichert und dann ausschließlich zum Fahren verwendet. Aber das E-Auto ist ein fahrender Energiespeicher, der sich geradezu zum bidirektionalen Laden anbietet.
Der Strom, der mit einer Photovoltaik-Anlage auf dem Dach erzeugt wurde, kann bei Bedarf, wenn das E-Auto nicht gebraucht wird, den Strom aus dem vor dem Haus geparkten E-Auto in die Wohnung einspeisen. So wird wird der Strom zum Energiebedarf genutzt. Dann ersetzt die Batterie einen teuren stationären Speicherakkus. Der Nutzer wird unabhängiger von Energie aus dem Stromnetz und hilft dabei, das Netz stabiler zu halten.
Um den Strom in beide Richtungen fließen zu lassen, ist eine technische Vorrichtung notendig, um den Gleichstrom (DC, "direct current") des E-Autos in Wechselstrom (AC, "alternating current") umzuwandeln, um den Strom im Hausnetz nutzen zu können. Das übernimmt ein Gleichrichter, der entweder im Bordladegerät des Fahrzeugs oder in einer DC-Wallbox eingebaut ist. Andersherum wird ein Wechselrichter benötigt.
Die angeschlossenen Häuser müssen mit einem intelligenten Energiemanagement (Energy Management [SEM]) ausgestattet sein, um den Bedarf zu erfassen und gleichzeitig festzustellen, wie viel Strom durch eine hauseigene Photovoltaikanlage erzeugt wird. Auch das E-Auto muss hier sinnvoll eingebunden werden. Die Kommunikation zwischen E-Auto und Ladeeinrichtung zum bidirektionalen Laden regelt. Seit 2023 gibt es die Norm ISO 15118-20 (Straßenfahrzeuge - Kommunikationsschnittstelle zwischen Fahrzeug und Ladestation - Teil 20).
Bidirektionales Laden umfasst die Bereiche Vehicle to Grid (V2G - vom Fahrzeug zum Netz), Vehicle to Home (V2H - vom Fahrzeug zum Haus), und Vehicle to Load (V2L - Fahrzeug zum Beladen) oder Vehicle to Device (V2D - vom Fahrzeug zum Gerät). Jeder dieser Anwendungsfälle benötigt verschiedene Rahmenbedingungen. Dann wird das E-Auto zum Stromspeicher.
Vehicle to Grid (V2G)
Mit der bidirektionalen Ladetechnik (Vehicle-to-Grid [V2G]) wird nicht nur Energie aus dem Stromnetz in das E-Auto geladen, sondern das E-Auto kann auch Energie zurück ins öffentliche Netz speisen. Durch diese Technologie kann das E-Auto als mobiler Stromspeicher dienen und dazu beitragen, das Stromnetz zu stabilisieren. V2G bietet somit ein großes Potenzial zur Nutzung erneuerbarer Energien und zur Steigerung der Versorgungssicherheit. Allerdings fehlen hierzu noch die passenden Autos, Die einzelne Automobilhersteller sind hier gerade in der Entwicklung, die Fahrzeuge auch mit einer Stromspeisefunktion zu versehen.
Eine Voraussetzung hierfür wird bereits im Rahmen des §14a EnWG erarbeitet. Dort wird festgelegt, wie ein Kommunikationskanal über das Smart Meter Gateway aufgebaut werden kann. Erst durch diese Infrastruktur wird ein steuerbares, netzdienliche Feature (bidirektionale Laden zur Netzstützung) möglich.
Vehicle to Home (V2H)
Eigenverbrauchsoptimierung und dynamische Stromtarife
Wir haben das E-Fahrzeug günstig mit Strom aufladen können – sei es mit einem dynamischen Stromtarif oder durch die eigene PV-Anlage – und wollen jetzt zeitversetzt den günstigen Strom für unser Haus nutzen. Das wäre rein technisch schon heute mit der ghostONE-Plattform möglich, es fehlt allerdings noch an gesetzlichen Regelungen, um Missbrauch zu vermeiden. Missbrauch könnte zum Beispiel entstehen, wenn ein E-Fahrzeug in der Firma kostenlos (steuerfrei) geladen wurde und damit im Anschluss über das Privathaus gewinnbringend wieder ins Netz eingespeist oder anderweitig nicht als Fahrstrom verwendet wird.
Notstromversorgung
Wir haben einen Stromausfall und wollen das Haus mit dem Autospeicher „notversorgen“. Hier wird eine Netztrennungsvorrichtung am Hausanschluss benötigt, die verhindert, dass die Notstromversorgung nicht das externe Stromnetz rückwärts speist, während vielleicht Reparaturarbeiten an den Stromleitungen durchgeführt werden. Die notwendigen technischen Anpassungen in der Wallbox, die eine sogenannte “Schwarzstartfähigkeit” ermöglichen, werden erst in einer zukünftigen Generation der ghostONE-Plattform umgesetzt werden.
Vehicle to Load (V2L) - Vehicle to Device (V2D)
Im E-Auto befindet sich eine ganz normale Schuko-Steckdose oder Adapter, an die man unterwegs elektrische Geräte anschließen kann. Diese Funktion wird als Vehicle-to-load (V2L) oder Vehicle-to-Device (V2D) bezeichnet. Einige Fahrzeuge verfügen (schon) über diese Option. Wirklich revolutionär ist das zwar nicht, aber sehr praktisch, etwa für Camper oder alle, die unterwegs Strom benötigen, z. B. Beleuchtung, den Campingkocher oder die Musikanlage oder für Handwerker, um Werkzeuge zu betreiben oder zu laden. Für das Auto sind das minimale Energiemengen und beieinflussen die Reichweite nicht besonders stark.