Bidirektionales Laden: Ein Überblick
Bidirektionales Laden, oft als Schlüsseltechnologie für die Zukunft der Elektromobilität bezeichnet, ermöglicht es, Elektroautos nicht nur zu laden, sondern auch Energie zurück ins Netz oder in Haushaltsgeräte zu speisen. Das Elektroauto kann dabei als Teil eines Hausspeichersystems genutzt werden, um überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Solaranlagen zu speichern und bei Bedarf ins Hausnetz zurückzuspeisen. In diesem Artikel erfährst du alles Wichtige über bidirektionales Laden und unter welchen Voraussetzungen du dein E-Auto als Stromspeicher nutzen kannst.
Was ist Bidirektionales Laden?
Bidirektionales Laden beschreibt die Fähigkeit eines Elektrofahrzeugs (EV), Energie in zwei Richtungen zu übertragen. Diese Technologie erlaubt es, Strom aus der Fahrzeugbatterie zurück ins Stromnetz oder direkt in Haushaltsgeräte zu speisen. E-Autos können somit als Stromspeicher genutzt werden, indem sie bidirektionales Laden ermöglichen. Das bedeutet, dass nicht nur das Laden des E-Autos durch die Ladesäule oder Wallbox möglich ist, sondern auch die Rückgabe von überschüssigem Strom an das Stromnetz. Auf diese Weise können E-Autos als mobile Energiespeicher genutzt werden, um Schwankungen im Stromnetz auszugleichen und die Stromversorgung zu stabilisieren.
Wie funktioniert das bidirektionale Laden und Entladen von Strom?
Im Fall des bidirektionalen Ladens erfolgt es über einen speziellen Ladepunkt, der sowohl das Laden als auch das Entladen des Stroms ermöglicht. Beim Laden des Stroms wird der überschüssige Strom aus dem öffentlichen Netz oder Haushaltsnetz in das E-Auto geladen. Beim Entladen wird der Strom aus dem E-Auto zurück ins Netz gespeist. Das Entladen kann entweder manuell gesteuert werden oder automatisch erfolgen, wenn das E-Auto angeschlossen ist und der Strombedarf im Haushalt oder im öffentlichen Netz steigt.
Wie können Privathaushalte von bidirektionalem Laden profitieren?
Privathaushalte können auf verschiedene Weise von der Nutzung von E-Autos als Stromspeicher durch bidirektionales Laden profitieren. Zum einen können sie überschüssigen Strom aus ihrer eigenen Solaranlage nutzen und so den Eigenverbrauch erhöhen. Zum anderen können sie den Strom aus dem E-Auto verwenden, um das Haus bei Stromausfällen zu versorgen und so auf einen zusätzlichen Notstromgenerator verzichten. Auch in Zeiten hoher Stromnachfrage, beispielsweise an kalten Wintertagen, können Privathaushalte den gespeicherten Strom aus dem E-Auto ins Netz einspeisen und so zu einem stabileren Stromnetz beitragen. Dies alles wird durch die weiter unten erklärte V2H-Technologie ermöglicht.
Durch die Nutzung von E-Autos als Stromspeicher können Privathaushalte also nicht nur ihre Stromkosten senken, sondern auch zu einer stabilen und nachhaltigen Stromversorgung beitragen.
Technologien für die Nutzung von E-Autos als Stromspeicher
Bidirektionale Ladetechnik
Die bidirektionale Ladetechnik ermöglicht es, das E-Auto als Stromspeicher zu nutzen. Sie ist die Grundlage für V2G-, V2H-, V2L- und V2D-Verbindungen. Hierbei kann das Auto nicht nur geladen werden, sondern auch Strom ins Netz zurückfließen lassen. Die bidirektionale Ladetechnik bietet somit die Möglichkeit, die Stromversorgung effizienter und flexibler zu gestalten.
Vehicle-to-Grid (V2G)
Eine Technologie, die die bidirektionale Ladetechnik nutzt, ist Vehicle-to-Grid (V2G). Hierbei wird nicht nur Energie aus dem Stromnetz in das E-Auto geladen, sondern das 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.
Vehicle-to-Home (V2H)
Eine für den Privatgebrauch viel interessantere Technologie ist Vehicle-to-Home (V2H). Das Prinzip ist ähnlich zu V2G, der Unterschied liegt hierbei nur am Ziel der Stromzufuhr. Wie der Name es bereits andeutet, wird hier nämlich die Energie in den eigenen Haushalt geleitet, sodass man sie bei Bedarf selbst nutzen kann.
Vehicle-to-Load (V2L)
Vehicle-to-Load (V2L) ermöglicht es, ein E-Auto als temporäre Energiequelle zu nutzen, um externe Geräte oder Lasten direkt mit Strom zu versorgen. Dies ist besonders nützlich bei Outdoor-Aktivitäten, Baustellen oder bei Stromausfällen, da das Fahrzeug als mobile Energiequelle dienen kann.
Vehicle-to-Device (V2D)
Vehicle-to-Device (V2D) ist eine weitere Anwendung der bidirektionalen Ladetechnik, bei der das E-Auto als Energiequelle für kleinere elektronische Geräte genutzt werden kann. Dies ist praktisch für das Laden von Laptops, Smartphones und anderen tragbaren Geräten, besonders in Situationen, in denen keine andere Stromquelle verfügbar ist.
Smart Grids: Intelligente Stromnetze
Schließlich können auch Smart Grids oder auf deutsch „intelligente Stromnetze“ dazu beitragen, dass E-Autos als Stromspeicher genutzt werden können. Smart Grids sind Stromnetze, die dank moderner Technologien wie Sensoren und Algorithmen flexibler und effizienter arbeiten können. So können sie zum Beispiel den Strombedarf von Haushalten und Unternehmen besser vorhersagen und Schwankungen ausgleichen. Intelligente Stromnetze sind somit eine geeignete Unterstützung für die effiziente Nutzung von E-Autos als Stromspeicher.
Vorteile der Nutzung vom E-Auto als Stromspeicher
- Senkung der Energiekosten
Die Möglichkeit, überschüssigen Strom im E-Auto zu speichern und später im Haushalt zu nutzen (bspw. durch V2H-Technologie), kann die Stromkosten für Endverbraucher senken. Denn so kann beispielsweise der Eigenverbrauch des Stroms aus persönlicher PV-Anlage erhöht werden oder durch dynamische Tarife Strom zu günstigen Zeiten bezogen und gespeichert werden. Insbesondere in Zeiten hoher Stromnachfrage und entsprechend hohen Strompreisen kann dies von Vorteil sein.
- Beitrag zur Netzstabilität und Versorgungs-sicherheit
Die bidirektionale Ladetechnik von E-Autos als Stromspeicher kann zur Netzstabilität und Versorgungssicherheit beitragen. Durch die Möglichkeit, überschüssigen Strom ins Netz zurückzuspeisen, kann die Netzbelastung reduziert und die Versorgungssicherheit erhöht werden. Bei hohen Stromnachfragespitzen kann das E-Auto als temporärer Stromlieferant für das Netz fungieren. Außerdem könnte in Form von variablen Netzentgelten insbesondere zu günstigen Zeiten Strom bezogen und in der Autobatterie gespeichert werden. Diese Option plant die Bundesnetzagentur in Zukunft zu prüfen.
- Reduktion von CO2-Emissionen
Die Nutzung von E-Autos als Stromspeicher kann dazu beitragen, den Anteil erneuerbarer Energien am Strommix zu erhöhen und somit die CO2-Emissionen zu reduzieren. Dies fördert die Energiewende.
Herausforderungen und Lösungsansätze
Das Elektroauto
Im Bereich der Nutzung von E-Autos als Stromspeicher gibt es einige Herausforderungen, die Privathaushalte berücksichtigen müssen. Diese Herausforderungen umfassen sowohl technologische als auch regulatorische Hindernisse. Eines der größten Hindernisse ist die begrenzte Batteriekapazität von E-Autos. Es kann schwierig sein, genügend Energie zu speichern, um den Energiebedarf eines Haushalts zu decken, insbesondere wenn die Batterie des E-Autos bereits teilweise entladen ist.
Zudem gibt es aktuell nur wenige Elektroautomodelle auf dem Markt, die das bidirektionale Laden unterstützen.
Regulatorische Herausforderungen
Regulatorische Herausforderungen umfassen die aktuellen Gesetze und Vorschriften in Bezug auf den Verkauf von Strom und die Einspeisung in das Netz, sowie Produktnormen für Wallboxen, die bidirektionales Laden unterstützen.
Wer das E-Auto für das Eigenheim als Stromspeicher zu nutzt, entfremdet das Auto und seine Batterie von seinem ursprünglichen Zweck. Diese Zweckentfremdung kann Einfluss auf die Garantie des Batteriespeichers haben. Ebenfalls ist zu berücksichtigen, dass es noch keine hinreichenden Produktnormen für den Einsatz des bidirektionalen Ladens gibt. Weder für die Wallbox, noch für die weitere Infrastruktur oder den Schutz vor Überspannung. Grund hierfür ist, dass der Gesetzgeber Elektroautos aktuell nur als PKW sieht und nicht als Batteriespeicher. Letzteres hat nämlich noch umfassendere Vorgaben zu erfüllen.
Hier befinden wir uns in Deutschland aktuell noch in einer Grauzone und es ist ratsam, zunächst auf zuverlässige gesetzliche Vorgaben zu warten – nicht zuletzt, um potenzielle Gefahren im eigenen Haushalt (z. B. Überspannung) zu verhindern.
Tarifmodelle
Einerseits gibt es unterschiedliche Tarifmodelle, die sich auf die Wirtschaftlichkeit der Nutzung von E-Autos als Stromspeicher auswirken können.
Andererseits gibt es aber auch Stromtarife, die die Nutzung von E-Autos als Stromspeicher unattraktiver machen, zum Beispiel wenn sie hohe Kosten für die Nutzung von Elektrofahrzeugen oder für den Stromverbrauch während der Spitzenlastzeiten berechnen.
Auf der anderen Seite gibt es auch spezielle Autostromtarife von Anbietern wie Rabot Energy, die Anreize für die Nutzung von E-Autos als Stromspeicher bieten können. Einige Tarife bieten günstigere Preise für Strom außerhalb der Spitzenlastzeiten, wie beispielsweise dynamische Tarife. Sie kaufen Strom vermehrt zu Zeiten an, in denen eine hohe Menge erneuerbarer Energien in das Netz eingespeist wird. Denn dann entsteht oftmals ein Überangebot, welches die Strompreise als Resultat fallen lässt.
Es ist daher wichtig, die verschiedenen Tarifoptionen zu vergleichen und diejenigen auszuwählen, die am besten zu den individuellen Bedürfnissen und Anforderungen passen.
Außerdem kann die Installation von intelligenten Stromzählern oder Smart Metern dabei helfen, den Strombedarf eines Haushalts besser zu kontrollieren und somit den Energieverbrauch zu optimieren.
Mehr zum Thema: Soll ich ein Smart Meter holen?
Checkliste
Du hast dich dazu entschieden, dass du dein Elektroauto als unterstützenden Stromspeicher für das Haus nutzen willst? Dann sind hier nochmal die wichtigsten Punkte zusammengefasst, die zu berücksichtigen sind, damit das Projekt erfolgreich umgesetzt werden kann.
Das richtige Modell
Welches Elektroauto besitzt du? Nicht alle Modelle unterstützen bidirektionales Laden. Dies ist die Voraussetzung für eine Vehicle-to-Home-Verbindung. Eine aktuelle Auflistung der kompatiblen Modelle hat der ADAC zusammengestellt (Stand 02/23).
Die richtige Wallbox
Auch die Wallbox muss bidirektionales Laden unterstützen. Und auch hier ist das Angebot aktuell noch sehr überschaubar. Frage am besten bei deinem Hersteller, ob deine Wallbox diese Option unterstützt. Zudem ist es wichtig, dass das Auto und die Wallbox DC-Anschlüsse besitzen, die miteinander kompatibel sind (bspw. CHAdeMO).
Der richtige Tarif
Manche Tarife berechnen hohe Kosten für die Nutzung von Elektrofahrzeugen oder für den Stromverbrauch während der Spitzenlastzeiten. Informiere dich am besten bei deinem Anbieter, ob es Hindernisse gibt, die der Nutzung des E-Autos als Stromspeicher entgegenstehen.
ISO 15118-20
Die Ladetechnik muss die Norm ISO 15118-20 unterstützen, um die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur zu gewährleisten.
HEMS
Ein Heim-Energiemanagementsystem (HEMS) ist notwendig, um den Energiefluss im Haushalt zu steuern und zu optimieren. In unserem Magazinartikel zum Thema HEMS kannst du mehr darüber erfahren.
Fazit
Aktuelle Herausforderungen und rechtliche Unsicherheiten beim bidirektionalen Laden
Wenngleich es in der Theorie einige wenige Optionen gibt, die die Nutzung des Fahrzeugs als Energiespeicher ermöglichen, so stehen dem dennoch fehlende gesetzliche Vorgaben und Normen entgegen. Grundsätzlich spricht nichts dagegen, das E-Auto für das Eigenheim als Stromspeicher zu nutzen. Diese Zweckentfremdung kann jedoch Einfluss auf die Garantie des Batteriespeichers haben. Ebenfalls ist zu berücksichtigen, dass es noch keine hinreichenden Produktnormen für den Einsatz des bidirektionalen Ladens gibt. Grund hierfür ist, dass der Gesetzgeber Elektroautos aktuell nur als PKW sieht und nicht als Batteriespeicher.
Hier befinden wir uns in Deutschland aktuell noch in einer Grauzone und es ist ratsam, zunächst auf zuverlässige gesetzliche Vorgaben zu warten – nicht zuletzt, um potenzielle Gefahren im eigenen Haushalt (z. B. Überspannung) zu verhindern.
