Elektroauto Ladestationen in Großstädten

Ladestationen für E-Autos: Smart Cities müssen aufrüsten

Eines nervt Fahrer von Elektroautos in der Stadt am meisten, das Suchen nach einer freien Ladestation. Eine Analyse des Car-Instituts an der Universität Duisburg-Essen zeigt, in den 50 größten deutschen Städten gibt es aktuell nur insgesamt 1.897 öffentliche Ladesäulen.

Egal ob im Süden, Norden, Westen oder Osten von Deutschland, überall mangelt es an Stromtankstellen. In den bayerischen Großstädten München, Nürnberg und Augsburg gibt es beispielsweise nur 164 öffentliche Ladestationen. Und das bei über 2,4 Millionen Einwohnern – zugegebenermaßen ist der Anteil von Elektroautos noch niedrig.

Hat ein Fahrer mit seinem Elektroauto eine Ladestation gefunden, die ausnahmsweise nicht besetzt oder zugeparkt ist, dann befindest sie sich oft in Tiefgaragen oder bei Stellplätzen weit entfernt von der eigenen Wohnung, Arbeits- oder Einkaufsstelle.

Stromtankstellen am Haus

Mit der steigenden Anzahl an E-Autos, E-Rollern und E-Bikes lassen daher immer mehr Immobilienbesitzer E-Tankstellen in ihren Tiefgaragen und an ihren Stellplätzen draußen installieren. So können Mieter und Kunden ganz bequem ihr Elektroauto laden. Ein echter Mehrwert, der mit Blick auf die Luftverschmutzung in den Städten allen Vorteile bietet und das Interesse an Angeboten rund um die Elektro-Mobilität steigert.

Werden die Ladesäulen zusätzlich mit Solarstrom vom Dach des Gebäudes gespeist, dann ist das heimische Laden nicht nur bequem, sondern auch grün und günstig.

Planung von Ladesäulen für Mieter und Kunden

Bei der Planung von Ladestationen spielt die Nutzung eine wichtige Rolle. Sie beeinflusst nicht nur das Mess- und Abrechnungskonzept, sondern auch die Anlagentechnik.

Während Ladesäulen für Kunden und Mitarbeiter in den Innenstädten auch ohne Speicher funktionieren können, weil die Erzeugung von Solarstrom mit dem Strombedarf übereinstimmt, sieht das in Wohngebäuden meist ganz anders aus. Hier ist ein Speicher ergänzend zu einer Photovoltaikanlage entscheidend, damit die Elektroautos mit dem vor Ort erzeugten Solarstrom geladen werden können. Denn die meisten Mieter sind tagsüber, wenn die Sonne scheint und Strom erzeugt wird unterwegs oder im Büro und stellen abends, wenn die Sonne untergegangen ist, ihr Auto zum Laden ab.

Bei der Planung von modernen Mieterstromprojekten werden Stromtankstellen für Solarstrom gleich mitgeplant.


Hoher Hausanschluss für die Ladestation erforderlich

Werden Ladesäulen in das Energiekonzept von Wohnhäusern integriert, muss gemäß geltender DIN-Normen die Hausanschlussleistung höher angesetzt werden als typischerweise benötigt wird. Denn die Leistung der Ladestation wird mit einem sogenannten Gleichzeitigkeitsfaktor von g=1 angesetzt. Das bedeutet, die Leistung des Hausanschlusses muss so dimensioniert werden, dass theoretisch alle Ladesäulen gleichzeitig die volle Leistung aus dem Netz der öffentlichen Versorgung ziehen können.

Das macht den Hausanschluss unnötig teuer. An dieser Situation ändern auch technische Veränderungen nichts wie zum Beispiel eine dynamische Wirkleistungsbegrenzung (Lademanagement) der Ladesäulen oder die Installation eines Batteriespeichers, da der Gleichzeitigkeitsfaktor der Ladesäule durch die Norm statisch auf g=1 festgeschrieben wird.

Priorisierung im Messkonzept: Wohnung oder E-Auto?

Bei der Planung von E-Ladestellen in Wohngebäuden ist eine zentrale Frage: Wie wird sichergestellt, dass alle Mieter gleichermaßen vom lokal erzeugten Strom profitieren können, ganz gleich, ob sie ein Elektroauto besitzen oder nicht?

In der Regel wird das über eine Mischkalkulation sichergestellt, bei der alle Mieter den gleichen Arbeitspreis zahlen, unabhängig von ihrem individuellen Anteil am lokal erzeugten Solarstrom. Allerdings wird im Messkonzept stets festgelegt, welche Nutzungsart priorisiert wird. Indem der erzeugte Solarstrom zunächst den Strombedarf in den Wohnungen stillt und erst danach für das Laden von Elektroautos genutzt wird, ist die faire Stromversorgung mit eigenem Solarstrom vom Dach gewährleistet.

Tipps zum Stromkosten sparen

Während es kaum Spielraum gibt, die Investitionskosten zu senken, kann insbesondere ein intelligentes Lademanagement zusammen mit einem Batteriespeicher im Mehrparteienhaus die Strombezugskosten von Ladestationen spürbar reduzieren. Sprich, das Laden an diesen Ladesäulen ist günstiger.

Verfügt das Mieterstromprojekt über einen Hausanschluss, der über eine registrierende Lastgangmessung berechnet wird, kann durch ein intelligentes Lademanagement etwa der Strombezug bei absoluten Leistungsspitzen vermieden werden. Das heißt, die Elektrofahrzeuge werden nur dann geladen, wenn der gesamte Strombezug am Hausanschluss eine definierte Grenze nicht überschreitet und auch der lokale Batteriespeicher im Gebäude diese erhöhte Leistung nicht zur Verfügung stellen kann.

Die Ladesäulen haben allerdings zu diesen Zeiten dann auch nur eine verminderte Leistung, um die Batterien der Elektrofahrzeuge aufzuladen, das heißt, der Ladevorgang dauert länger.

Effizientes und günstiges Laden von Elektroautos

Am effizientesten und günstigsten werden Elektroautos direkt mit Solarstrom geladen. Wird der erzeugte Strom hingegen erst in einen Stromspeicher geleitet und gelangt dann in das Auto, gibt es immer Wirkungsgradverluste.

Auch durch das Angebot von flexiblen Preisen kann das Laden des E-Autos zu günstigen und effizienten Zeiten gefördert werden. Das heißt, wird das Auto zeitgleich zur Erzeugung von Solarstrom geladen, ist der Strompreis günstiger als beim nächtlichen Laden.

E-Autos – besonders umweltfreundlich mit Ökostrom


Möglichkeiten zur Abrechnung von Ladevorgängen

Es gibt im Grunde zwei Möglichkeiten, um das Laden von Elektroautos und anderen Elektrofahrzeugen abzurechnen.

  1. Abrechnung jedes Ladevorgangs per Karte 
    Die Abrechnung per Karte, wie sie von öffentlichen Ladesäulen bekannt ist, lässt sich auch für halb-öffentliche Ladesäulen über individuelle Ladekarten – meist auf RFID-Basis – realisieren. Das ist vor allem dann notwendig, wenn eine Ladesäule mehreren Nutzern oder auch unterschiedlichen Nutzergruppen zur Verfügung steht. Dabei kann sowohl nach Kilowattstunden, als auch nach Minuten abgerechnet werden.
  2. Abrechnung über die Stromrechnung des Mieters
    Verfügt jeder Bewohner über einen fest zugewiesenen Stellplatz draußen oder in der Tiefgarage, kann die Ladestation fest dem Stromzähler der jeweiligen Wohnung zugeordnet und direkt mit dem Mieter abgerechnet werden. Bei diesem Konzept lässt sich eine Vermischung von sogenanntem Allgemeinstrom und individuell genutzten Strom für das Elektroauto vermeiden. Es bietet ein hohes Maß an Transparenz.

Wie viel Solarstrom kommt an?

Mit einem vollen 120 kWh-Stromspeicher, wie er in Mehrparteienhaus vorkommt, und eine C-Rate von 1, können theoretisch knapp drei BMW i3 94 Ah mit einer Brutto-Kapazität von 33,2 kWh über Nacht geladen werden. In Realität werden die Elektroautos immer mit einer Mischung aus Solarstrom vom Dach und Strom aus dem öffentlichen Netz geladen. Schließlich wird der gespeicherte Strom in der Regel auch zur Stromversorgung von Elektrogeräten und Licht in den Wohnungen genutzt. Umso wichtiger ist es, dass im Sinne der CO2-Bilanz der restliche Strom ebenfalls aus erneuerbaren Energien gewonnen wird. Das ermöglichen Ökostromtarife für Elektroautos etwa von Polarstern.

Elektroauto als Stromverbraucher und Stromspeicher nutzen

In Projekten rund um das Konzept Vehicle-to-Grid werden bereits Batteriespeicher in den Elektroautos als dezentrale Speicher zur Energieversorgung von Gebäuden genutzt. Schließlich stehen durch die Batterien in den E-Autos zusätzliche Strommengen zur Verfügung, die ein parkendes Fahrzeug nicht benötigt. Sie können vielmehr durch eine intelligente Verknüpfung dort eingesetzt, wo Bedarf entsteht. Eine weitergehende Nutzung der Batterien zur Stabilisierung des Stromnetzes befindest sich noch im Forschungsstatus.

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