Mit sinkenden Einnahmen für das Einspeisen von Strom in das Stromnetz, sowie deutlich gestiegenen Bezugskosten für dazu gekauften Strom (z.B. nachts), stellen sich viele PV-Anlagen Besitzer die Frage, ob der selbst produzierte und eingespeicherte, überschüssige Strom nicht besser zwischengespeichert werden kann.
1. Nutzung von Batteriespeichern
Hierfür eignen sich beispielsweise lokale Batteriespeicher. Aufgrund recht hoher Investitionskosten und recht kleinen Speichergrößen, kommt diese Option nicht immer oder nur in begrenztem Umfang (z.B. ein eher sehr klein dimensionierter Batteriespeicher) in Frage.
Die Fahrzeug-Batterie eines Plug-In Hybrid Fahrzeugs, wie auch eines vollelektrischen PKWs hingegen, liefert in der Regel eine Speicherkapazität von 15 - 80kW und könnte damit im Vergleich zum lokalen Batteriespeicher ein sehr relevanter zusätzlicher Stromspeicher für einen Haushalt werden. Zudem wäre dieser Stromspeicher mobil und könnte größere Strommengen transportabel machen (z.B. Aufladung der Fahrzeugbatterie beim Arbeitgeber / anderen lokalen Stromerzeugern, welche sehr große PV-Anlagen besitzen und Nutzung des Batteriespeichers des Fahrzeugs nachfolgend beim Parken daheim als Energiequelle).
2. PV-Überschuss direkt in die Batterie des Fahrzeugs-Akkus
Im Rahmen des PV-Überschussladens ist es mit den DaheimLader Wallboxen heute bereits möglich, den überschüssigen PV-Strom zielgerichtet in das Fahrzeug zu laden.
Damit verbunden kommt bei uns immer häufiger die Frage auf, ob dieser Strom vom Fahrzeug auch in das Haus zurückgeführt werden kann.
3. Strom aus dem Akku eines Elektro-Fahrzeugs mit einer Wallbox zurück in das Haus laden
Umgangssprachlich hat sich hierfür der Begriff des "bi-direktionalen Ladens" etabliert. Ebenso findet man das Konzept bzw. Abwandlungen von diesem unter den Bezeichnungen "Vehicle-to-Home" (V2H), "Vehicle-to-Load" (V2L), wie auch "Vehicle-to-Grid" wieder. Seit April 2022 gibt es für die Spezifikation von Ladeinfrastruktur die ISO Norm 15118-20:2022, welche die Kommunikationsstandards der "Vehical-to-Grid" spezifiziert.
Viele Marktbegleiter von uns werben zwischenzeitlich sehr umfassend damit, dass deren AC Wallboxen das bi-direktionale Laden vollumfänglich unterstützen. Auch unsere DaheimLader Wallboxen sind technisch in der Lage bi-direktionales AC Laden anbieten zu können. Wir haben uns bewusst dafür entschieden, diese Funktion nicht explizit zu bewerben, da die Erwartungshaltung, welche unsere Wettbewerber wecken, sich aktuell nicht erfüllen lassen und die AC Wallbox wahrscheinlich nie die Funktion des bi-direktionalen Ladens zur Verfügung stellen kann.
4. Der Unterschied beim AC und DC Laden
Heute verbauen die Automobil-Hersteller zwei unterschiedliche Standards zum Laden der Fahrzeug-Hochvoltbatterie.
Der AC Onboard-Lader des Fahrzeugs hat hierbei die Aufgabe, den Wechselstrom, welcher von der Wallbox auf bis zu drei Phasen mittels Typ 2 Ladestecker zur Verfügung gestellt wird, in Gleichstrom umzuwandeln und diesen in die Batterie des Fahrzeugs einzuspeisen. Dieser Vorgang der Umwandlung von AC in DC Strom wird im Fahrzeug umgesetzt. Hierbei kann ein AC Onboard-Lader in der Regel maximal mit 11-22kW pro Stunde laden.
An Schnellladestation kann auf Basis des Gleichstromladens (DC) mit deutlich höheren Ladegeschwindigkeiten mit dem DC Onboard-Lader des Fahrzeugs mit dem CCS-Stecker geladen werden. Hierbei unterstützen die DC Onboard-Lader der Fahrzeuge Ladegeschwindigkeiten von 50-250kW pro Stunde. Der Wandlungsprozess von AC Strom aus dem Stromnetz in DC Strom für das Fahrzeug erfolgt hierbei nicht im Fahrzeug, sondern außerhalb in der DC Ladestation. Hiebei wird der "Aufwand" des Stromwandels von AC in DC an die Ladestation übergeben.
Für das häusliche Umfeld werden ebenso vereinzelt DC Wallboxen mit einer Ladeleistung von bis zu 22kW in einem Preissegment von 6.000 - 10.000 € pro Wallbox angeboten. Diese kommen im Vergleich zu AC Wallboxen aufgrund der hohen Mehrkosten bislang jedoch sehr selten zum Einsatz.
5. Bi-direktionale Lade-Schnittstellen bei Elektrofahrzeugen
Für die Rückeinspeisung aus dem Akku des Fahrzeugs in den Haushalt werden damit, für das Bi-direktionale Laden, in der Verbindung zwischen Fahrzeug und Haushalt eine Stromwandler-Funktion von DC in AC benötigt.
Bei AC Wallbox liegt diese Inverter-Funktion beim Einspeisen heute im AC Onbord-Lader des Fahrzeugs. Eine Rückeinspeisung in das Hausnetz setzt daher zwingend voraus, dass das Fahrzeug mit dem verbauten AC Onboard Lader in der Lage ist, den DC-Batteriestrom in AC Wechselstrom für einen Haushalt ebenso zurück umzuwandeln.
Diese bi-direktionalen AC Fahrzeuglader steigern den Herstellungspreis des Fahrzeugs signifikant und bedürfen in der Regel neuen Hardware-Komponenten im Fahrzeug (die heutigen AC Onboard-Lader können den Strom lediglich in eine Richtung wandeln).
Viele führende Fahrzeughersteller wie Volkswagen oder Ford haben sich dafür entschieden, dass bi-direktionale Laden nur auf Basis des DC Onboard-Laders zu realisieren.
Hyundai und Kia stellt Ihren Kunden zunächst für das Model Ionic 5 / EV6 einen speziellen Ladeadapter (V2L) zur Verfügung, mit welchem einzelne Stromverbraucher direkt am Fahrzeug geladen werden können. Hiermit sind kleinere AC-Strommengen bidirektional verfügbar.
Unserer Einschätzung nach, wird der für die Rückeinspeisung notwendige DC/AC Wandlungsprozess von den Fahrzeugherstellern zukünftig an DC Wallbox übertragen werden.
Volkswagen ist hierbei sehr transparent und kommuniziert sehr klar, dass Fahrzeuge der ID-Serie, welche heute ausgeliefert werden, für ein bi-direktionales Laden vorbereitet sind, jedoch hierfür selbst an "... neuen bidirektionalen Wallboxen" geforscht wird und als Standard das DC-Laden zum Einsatz kommen wird.
Fahrzeug-Hersteller befinden sich aktuell noch in kleinen Feldversuchen und Forschungsphasen zur Erprobung des bi-direktionalen Ladens mit sehr wenigen Fahrzeugen (z.B. Hyundai mit 25 Fahrzeugen / Volkswagen mit 20 Fahrzeugen).
Hier findet Ihr auch unser Youtube Interview mit Ove Kröger, KFZ-Sachverständiger für Elektromobilität, in welchem ebenso das Thema bi-direktionales Laden thematisiert wurde.
Daraus folgt nach unserer Einschätzung, dass eine Marktreife für bi-direktionales Laden erst in 12-24 Monaten erzielt werden wird und dass AC Wallboxen in diesem Prozess zukünftig nicht genutzt werden können und eine Investition in eine DC Wallbox notwendig sein wird.
Aufgrund der hohen Investitionskosten für DC Wallboxen von über 5000 € lässt sich das Konzept des bi-direktionalen Ladens heute noch nicht wirtschaftlich sinnvoll vorbereiten / realisieren.
Wir arbeiten damit mit Hochdruck an einer "bezahlbaren" DC Wallbox, welche ein wirtschaftlich sinnvolles bi-direktionales Laden ermöglicht und planen dieses Produkt ab Mitte 2023 anzubieten.
Neben der neuen Wallbox-Produktentwicklung, den damit verbundenen technischen Zertifizierungen (z.B. CE-Tests), sind ebenso für das Konzept des bi-direktionalen Ladens Anschluss-Regularien in der VDE, wie auch für den Elektriker die technischen Anschlussbestimmungen im häuslichen Umfeld (TABs) der über 500 Netzbetreiber noch zu spezifizieren.
Wir gehen daher davon aus, dass frühestens Ende 2023 die notwendigen Voraussetzungen (Fahrzeuge mit Onboard-Ladern, die eine Stromentnahme ermöglichen, bezahlbare DC Wallboxen, VDE und TAB Bestimmungen für die legale Realisierung) existieren werden.
Hallo, wie ist zu eurer DC Wallbox der aktuelle Stand? Ich bin sehr daran interessiert auch gern als Versuchskaninchen. Enyaq ist seit letzter Woche dafür bereits auch 19,5KWP PV ist am Start. Ich such nur noch einen Partner der das bidirektionale Laden endlich Mal durchziehen möchte. Schonmal danke für das Update im Voraus.
Wir freuen uns, dass Volvo hier einen anderen Weg gehen möchte. Sicherlich ist der EX90 mit einem Preis von über 100.000 € kein Alltags-Auto und damit im Premium-Segment angesiedelt. Ebenso wird der EX90 wohl erst Mittel 2024 ausgeliefert werden. In den aktuellen Produktankündigungen ist die Ausstattung "bi-direktionales Laden" leider noch nicht offizieller Bestandteil des Konfigurators.
Auch SION Motors konnte bislang noch kein marktreifes Produkt veröffentlichen und wird - sofern das Projekt überlebt - nicht vor dem Jahr 2024 Fahrzeuge ausliefern.
Nach unserer Einschätzung der Marktlage werden die Ladestandards im bi-direktionalen Laden daher noch einiges an Zeit benötigen und tendenziell eher im DC Standard im Produktumfeld starten.
https://moove.podigee.io/97-moove-bidirektionales-laden-ist-die-zukunft
Volvo ist da klar anderer Meinung. Die werden AC entladen über 3 Phasen im EX90 anbieten. teure DC Wallbox ist nicht notwendig.
In Summe haben Sie recht. Wie Sie selbst schreiben, müssen hierfür die Fahrzeughersteller die Standards öffnen. Sie verweisen auf den Fahrzeughersteller Sono Motors. Er bewirbt das bidirektionale Laden des Sion wie folgt: "Indem wir den Wechselrichter in den On-Board- Charger (OBC) des Sion integrieren, können wir die Kosten für die Wallbox massiv reduzieren. Wir gehen hierbei von einer Kostenersparnis von bis zu 70 % im Vergleich zu aktuell erhältlichen DC-Wallboxen aus. Den finalen Preis werden wir vor der Markteinführung im Jahr 2023 bekannt geben, er wird jedoch im unteren 4-stelligen Euro-Bereich liegen."
Diese Erklärungen sind alle nur technische Halbwahrheiten. Jedes BEV hat eine Technik mit der DC auf AC und AC auf DC gewandelt werden kann. Weil aus dem DC von der Batterie ein Wechselstrom für den Antriebsmotor erzeugt werden muß. Und ungekehrt wird bei der Rekuperation ein Wechselstrom vom Antriebsmotor (der jetzt als Generator arbeitet) in DC gewandelt um in die Batterie einzuspeisen. In den Fahrzeugen müsste das nur passen verschaltet und geregelt werden damit die Energie wieder ins Stromnetz eingespeist werden kann.
Fragt doch mal die Leute bei Sono Motors in München, in deren Sono Sion der wahrscheinlich ab nächstes Jahr produziert wird ist das schon mit 3-phasig 11kW vorgesehen.
Bei Hyundai / Kia und auch MG ist auch kein extra Bauteil eingebaut…