NACHHALTIGKEITS- UND KLIMASTRATEGIE
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Um Elektromobilität auch für Langstreckenfahrten bequem und damit massentauglich zu machen, baut das von Volkswagen mitgegründete Unternehmen Ionity in Europa ein Netzwerk an Schnellladestationen auf – sogenannte HPC-Stationen (High Power Charging). Sie bieten eine Ladeleistung von bis zu 350 kW. Rund 500 Stationen mit 2400 Ladepunkten gibt es schon in ganz Europa; der Grossteil davon befindet sich auf Autobahn-Raststätten. Das Ziel ist es, die Ladestationen mit Strom aus 100% erneuerbaren Energien zu betreiben. Während die Lenkerin oder der Lenker eine normal lange Pause in der Raststätte macht, kann die Batterie des Elektroautos zu einem grossen Teil mit neuer Energie versorgt werden.
Mit diesem Engagement verfolgt Volkswagen dasselbe Ziel wie die anderen Anbieter: einfaches Laden immer und überall zu ermöglichen. Schon bald wird kein E-Auto-Nutzer mehr über die Erreichbarkeit der nächsten Ladestation oder über die Reichweite seines Fahrzeuges nachdenken müssen. So macht Volkswagen E-Autos alltagstauglich für unterschiedliche Nutzungen, holt die Elektromobilität aus der Nische und macht sie zur Massentechnologie der Zukunft.
Elli, was abgekürzt für «Electric Life» steht, möchte das Leben mit Elektrizität einfach, verlässlich und komplett sorgenfrei gestalten: unterwegs, zu Hause und bei der Stromerzeugung. Dabei wird ein besonderes Augenmerk auf intelligente Lösungen, Praktikabilität, Sicherheit und Ökologie gelegt. Elli ist eine Marke des Volkswagen-Konzerns. Sie erarbeitet Lösungen für Private und Unternehmen an den vielfältigen Schnittstellen der E-Mobilität und der Energiewende. Elli bietet europaweit Zugang zu mehr als 550'000 öffentlichen Ladestationen.
Auf den ersten Blick scheint die Vielzahl an Steckertypen verwirrend. Doch auf den zweiten Blick wird schnell klar, dass es lediglich verschiedene Systeme für zu Hause und unterwegs gibt. Wer zu Hause lädt, egal wie, braucht zwingend einen Fehlstromschutzschalter, der von einem Fachmann installiert wird.
Für zu Hause:
Sogenannte CEE-Industriesteckdosen lassen sich thermisch und mechanisch höher belasten. Mit der roten CEE-16-Steckdose ist dreiphasiges Laden mit bis zu 11 kW möglich.
Am einfachsten geht das Laden mit einer Wandladestation, die auch Wallbox oder Home Charging Device genannt wird. Sie verfügt über eine Ladeelektronik und ein direkt angeschlossenes Kabel mit einem Typ-2-Stecker, dem europäischen Standard. Zusätzliche Kabel oder Ladegeräte braucht es nicht. Die Ladeleistung einer Wallbox liegt bei 11 oder 22 kW. Ist die Wallbox Teil eines Lademanagementsystems in einer Tiefgarage mit mehreren Wallboxen, dann kann die Ladeleistung vorübergehend auch niedriger sein.
Für unterwegs:
Am häufigsten trifft man in der Schweiz das Combined Charging System an, das die amerikanischen und europäischen Autohersteller bevorzugen. Anfänglich leistete das Schnellladesystem 50 kW, heute sind es in der Schweiz häufig 150 kW. Auch hier ist eine Leistungssteigerung auf bis zu 350 kW vorgesehen. Der Name kommt davon, dass das System Gleich- und Wechselstromladungen zulässt. Für den Wechselstrom gibt es einen Stecker Typ 2 und für den Gleichstrom zwei separate Steckerpole namens Combo 2. Um Strom zu beziehen, braucht es nur einen Stecker.
In der Schweiz und im restlichen Europa ist der dreiphasige Typ-2-Stecker zum Laden mit Wechselstrom am weitesten verbreitet. Es handelt sich um einen Standardanschluss am Fahrzeug für eine Normalladung mit Wechselstrom 230/400 V. Dieser Anschluss liefert meistens eine maximale Ladeleistung von 11, 22 oder 43 kW. Im Unterschied zu den anderen Schnellladestandards liefern Ladesäulen des Typs 2 Wechselstrom (AC) und keinen Gleichstrom (DC). Das heisst, der Strom fliesst nicht direkt in die Batterie, sondern muss zuerst vom Ladegerät des Fahrzeugs in Gleichstrom umgewandelt werden. Je nach Ladegerät geht das schneller oder länger
Die meisten Stationen laden mit 22 bis 42 Kilowatt. An Schnellladestationen fliessen 50 bis 150 Kilowatt – was einen Reichweitenzuwachs von 250 bis 750 Kilometern pro Ladestunde bedeutet.
Die Ladezeit von Elektroautos hängt grundsätzlich von vier Faktoren ab:
· Ladestand der Batterie
· Ladeleistung der Ladestation
· Ladetechnik des Autos
· Batteriekapazität
Die Ladezeit lässt sich grundsätzlich mit dieser Formel berechnen:
Ladezeit = Batteriekapazität in kWh / Ladeleistung (kW)
Die ideale Infrastruktur für das Laden zu Hause ist ganz klar die Wallbox. Sie wurde eigens zum Aufladen von Elektroautos entwickelt. Sie lädt Batterien von E-Autos schnell und effizient und hat eine deutlich höhere Leistung als eine gewöhnliche Haushaltssteckdose (Typ 13). Zudem wird die Ladezeit spürbar kürzer, wenn mit einer Wandladestation geladen wird. Und man kann mit einem Timer programmieren, wann geladen werden soll, um vom günstigeren Nachttarif für den Strom zu profitieren. Wer ein Haus hat, kann zusätzlich Sonnenkollektoren auf dem Dach installieren und damit den Strom teilweise selber produzieren.
Berechnung Ladeinfrastruktur
Eine Wallbox kann gekauft oder gemietet werden. Die Kosten samt Installation durch einen Fachmann hängen dabei von verschiedenen Faktoren ab. Je leistungsstärker das System ist, desto teurer ist die Anschaffung. Wenn noch viele Meter Kabel verlegt werden müssen, wird es noch teurer.
Hier lässt sich berechnen, was eine Ladeinfrastruktur mit Wallbox kostet:
https://em.offerten-rechner.ch
Ein Lastmanagement ist dann sinnvoll, wenn in der Tiefgarage eines Mehrfamilienhauses, Bürohauses oder Einkaufszentrums zur gleichen Zeit mehrere Elektroautos aufgeladen werden sollen. Dazu braucht es ein dynamisches Lastmanagement, das dafür sorgt, dass die Elektroautos nicht gleichzeitig, sondern gestaffelt geladen werden. Damit wird verhindert, dass das Stromnetz überlastet wird. Ausserdem berücksichtigt das Lastmanagement die Strommenge, die das Gebäude für andere Zwecke braucht. Mit einem speziellen Abrechnungssystem lässt sich so jede Ladung individuell dem Strombezüger zuordnen und entsprechend verrechnen.
Unter induktivem Laden versteht man die kabellose Energieübertragung. Bei Mobiltelefonen oder elektrischen Zahnbürsten kommt diese Ladeart zum Teil zum Einsatz. Das Smartphone kann auf diese Art in vielen Autos geladen werden. Die Batterie eines Elektroautos kann ebenfalls induktiv geladen werden.
Das Ladefeld funktioniert im Prinzip gleich wie ein Induktionsherd, nämlich über elektromagnetische Felder. Dabei baut eine stationäre, im Boden eingelassene Spule ein Magnetfeld zu einer weiteren Spule auf, die unter dem Fahrzeug angebracht ist: So strömt der Strom in die Batterie des Elektroautos. Induktive Ladefelder lassen sich zu Hause, in Parkhäusern, auf Parkplätzen im Freien sowie vor Rotlichtern auf Strassen einrichten.
Das tönt bestechend einfach und funktioniert auch, ist aber noch nicht sehr verbreitet. Denn weil Ladeplatten in den Boden eingelassen werden müssen, ist es sehr teuer, diese Ladeinfrastruktur aufzubauen. Ausserdem sind einheitliche Standards nötig. Zudem braucht das induktive Laden mehr Zeit und es geht Energie verloren.
Eine sinnvolle Anwendungsweise gibt es zum Beispiel bereits in Braunschweig, Deutschland: E-Linienbusse werden durch induktive Schnellladung mit 200 kW an der Endhaltestelle vollgeladen, während die Fahrerin oder der Fahrer Pause macht. In Köln und Oslo gibt es E-Taxis, die nach dem gleichen Prinzip funktionieren.
Die Volkswagen Group Components hat einen Prototyp eines mobilen Laderoboters entwickelt. Es ist eines der visionären Konzepte, das die Ladeinfrastruktur in den nächsten Jahren erfolgreich erweitern soll. Die Aufgabe des Roboters: vollautonomes Laden von Fahrzeugen in begrenzten Parkräumen wie Tiefgaragen. «Eine überall verfügbare Ladeinfrastruktur ist und bleibt ein wesentlicher Erfolgsfaktor für die E-Mobilität. Unser Laderoboter ist nur einer von mehreren Ansätzen, sicher aber einer der visionärsten», sagt Thomas Schmall, Vorstandsvorsitzender der Volkswagen Group Components.
Der Laderoboter wird via App oder Car-to-X-Kommunikation gestartet und agiert vollkommen autonom. Er steuert eigenständig das zu ladende Fahrzeug an und kommuniziert mit ihm. Der Roboter übernimmt das Öffnen der Ladeklappe, das Anschliessen des Steckers und das Entkoppeln. Der gesamte Vorgang verläuft ohne menschliche Beteiligung. Um mehrere Fahrzeuge gleichzeitig laden zu können, bringt der mobile Roboter einen Anhänger als fahrbaren Energiespeicher zum Fahrzeug, schliesst diesen an und lädt damit die Batterie des E-Fahrzeugs auf. Der Energiespeicher bleibt während des Ladevorgangs beim Auto.
Der Roboter kümmert sich unterdessen um das Laden weiterer Fahrzeuge. Ist der Service beendet, holt er den mobilen Energiespeicher eigenständig ab und bringt ihn zurück zur zentralen Ladestation.
So funktioniert der mobile Laderoboter:
https://www.youtube.com/watch?v=Fk_j1m7ck0c
https://www.youtube.com/watch?v=yMC1H__xL3Y
Ideal ist es, wenn man ein Elektroauto entweder zu Hause oder am Arbeitsplatz laden kann. Wer keine der beiden Möglichkeiten hat, muss das Aufladen gut planen. Das gilt vor allem für diejenigen, die in einem Gebäude ohne Garage wohnen und ihr Auto an der Strasse parkieren. Für diese sogenannten «Laternenparkierer» ist die Ladesituation im Moment noch nicht sehr vorteilhaft. Doch auch in dieser Hinsicht geht es vorwärts, denn man kann sein Elektroauto in Zukunft zunehmend an der Strasse vor der eigenen Tür aufladen.
Auf der Plattform Ladenetz Schweiz, die von EnergieSchweiz und dem Verband E-Mobility getragen wird, finden Gemeinden und Städte Hilfeleistungen, wie sie auf kommunaler Ebene die Ladeinfrastruktur verbessern können. Ausserdem gibt es eine Broschüre mit Massnahmen und Tipps dazu. Ein Beispiel ist die Integration von Ladestationen für Elektrofahrzeuge in die Laternen der Strassenbeleuchtung. Dazu laufen in Bern und in Schlieren (ZH) Pilotversuche, bei denen in den blauen Zonen Strassenlaternen zu Ladestationen umfunktioniert worden sind. Auch in Basel läuft ein Pilotprojekt mit einer Ladeinfrastruktur in der blauen Zone.
