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Ladeinfrastruktur: ein Überblick

Detailansicht rotes Elektroauto das geladen wird.

Dritter Beitrag zum Thema Energiewende und Klimawandel.

Was für Steckertypen gibt es, wie sieht die Ladesäulenlandschaft aus und was ist intelligentes Laden?

Steckertypen und Ladeleistung

Weltweit existieren verschiedene Steckertypen, um das Auto mit der Ladeseite zu verbinden.
In Europa vorherrschend und für neue Ladesäulen verpflichtend ist das Typ 2 System fürs AC-Laden und der CCS Stecker fürs DC-Laden.

Der Unterschied zwischen AC laden und DC laden ist der Ort des Gleichrichters: Beim DC-Laden ist dieser in der Ladesäule verbaut und es fließt Gleichstrom durch das Verbindungskabel. Beim AC-Laden hingegen steckt der Gleichrichter im Auto und wird daher onboard-charger genannt. Durch das Verbindungskabel fließt dann Wechselstrom.

Die wichtigste Größe beim Laden von elektrischen Fahrzeugen ist die Ladeleistung (in kW). Sie sagt aus, welche Energiemenge pro Zeiteinheit über das Kabel ins Auto transportiert wird. Bei einer Ladeleistung von 50 kW beispielsweise kann innerhalb einer Stunde eine Energiemenge von 50 kWh geladen werden. Der Großteil der heute verkauften E-Autos ermöglicht eine AC-Ladeleistung von 11kW, einige auch bis zu 22kW (z.B. Renault) und eine DC-Ladeleistung von 50-200kW (Mehr zu den einzelnen Fahrzeug-Modellen finden Sie in dieser Übersicht).

Ladesäulenlandschaft

Grundsätzlich kann das Aufladen eines E-Autos im nicht-öffentlichen Bereich und im öffentlichen Bereich stattfinden. Der nicht-öffentliche Bereich umfasst hierbei zum Beispiel das Laden am eigenen Stellplatz oder auf dem Unternehmensparkplatz beim Arbeitgeber. Das öffentliche Laden hingegen bezeichnet das Laden an öffentlich zugänglichen Punkten, also im Straßenraum, bei Schnelllade-Hubs oder auf öffentlichen Parkplätzen. Die genaue Definition und die rechtlichen Vorgaben für öffentliche Ladesäulen sind in der Ladesäulenverordnung (LSV) festgeschrieben.

Wie könnte also die Ladesäuleninfrastruktur der Zukunft aussehen? Hierfür sind zunächst die Voraussetzungen in Deutschland zu betrachten.

  • ein großer Teil der PKW aus Privathaushalten sind auf privaten Stellplätzen geparkt. Die Verteilung der Stellplatztypen ist allerdings stark von der Region abhängig. So sinkt in Metropolen der Anteil von privaten Stellplätzen. Außerdem ist besonders bei Mehrparteienhäusern die Errichtung privater Ladeinfrastruktur häufig schwierig. 
  • Fast 90% aller Fahrten sind unter 100km. Mit 11kW Ladeleistung und einem Verbrauch von 20 kWh/100 km ist diese Fahrleistung somit in unter 2 Stunden wieder aufgeladen.
  • Grundsätzlich ist das Laden mit geringer Leistung attraktiver, da weniger Kosten für die Infrastruktur anfallen und die Batterie weniger belastet wird. 
  • Es ist davon auszugehen, dass die meisten Ladevorgänge am privaten Stellplatz und beim Arbeitgeber stattfinden (werden).
  • Für Menschen ohne Zugang zu privater Ladeinfrastruktur ist der Aufbau eines zuverlässigen öffentlichen Ladenetzwerks sehr relevant.

Damit ist sowohl für private Ladeinfrastruktur als auch im öffentlichen Raum überall dort, wo das Auto für längere Zeit steht (Straßenraum, Parkhäuser, Hotels …) das Laden mit geringerer Leistung die sinnvollere Variante. Das spricht für AC-Ladesäulen wie die von LADE.

Für den kleinen Anteil der weiten Strecken (Ladesäulen an Autobahnen usw.) sind hingegen DC-Schnellader mit voraussichtlich weiter steigenden Ladeleistungen sinnvoll.

Intelligentes Laden /Smart Charging

Wie oben beschrieben, kann der täglich verfahrene Strom meist innerhalb von 1 bis 2 Stunden nachgeladen werden. Durchschnittlich steht ein Auto aber 23 Stunden am Tag auf einem Parkplatz. Die Zeit und Leistung des Ladens kann also in vielen Fällen flexibel gestaltet werden.

Diese Flexibilität kann auf verschiedene Arten (sowohl lokal als auch auf das gesamte Stromnetz bezogen) genutzt werden. Voraussetzung hierfür ist allerdings immer ein gesteuerter Ladevorgang.

Diese Steuerung ist wichtiger Teil der Säule von LADE und funktioniert grob wie folgt:

  1. Der Ladesäule wird über ein Protokoll die gewünschte Ladeleistung vorgegeben.
  2. Die Ladesäule kommuniziert dem Auto diese Ladeleistung.
  3. Das Auto passt die Ladeleistung entsprechend an (zieht also sozusagen weniger Strom aus der Ladesäule).

Lesen Sie auch den ersten Beitrag zum Thema Energie und den zweiten Beitrag zum Thema E-Mobilität als Baustein für die Energiewende.

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