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Elektroautos in Städten – Herausforderungen und Lösungsansätze

Rund ein Viertel des weltweit ausgestoßenen Kohlendioxids stammt von Verkehrsmitteln, wie Autos, Schiffen oder Flugzeugen. Um den Schadstoffausstoß auf den Straßen zu verringern, erweitern immer mehr Automobilkonzerne ihr Sortiment oder stellen komplett auf Elektrofahrzeuge um. Um den Verkauf von Elektroautos zu fördern, vergibt der Staat pro Kauf Prämien von bis zu 4000 Euro. Jedoch finden sich aktuell nur wenige Abnehmer.

Ladestation mit Elektroauto im Hintergrund

Ladestation für Elektroautos

Warum geht der Verkauf von E-Autos so langsam voran?

Während man Benzin- bzw. Diesel-betriebene Fahrzeuge in wenigen Minuten vollständig auftanken kann, benötigen Elektroautos zum Aufladen ihrer Akkus zwischen fünf und zehn Stunden. Die Ladedauer ist dabei außerdem abhängig vom Zustand (kalt oder warm, leer oder halbvoll) und der Ladekapazität der Batterie sowie der Ladetechnik. Aufgrund der langen Ladezeiten ist es daher am sinnvollsten, sein E-Auto über Nacht aufzuladen. Hierbei ergeben sich jedoch besonders für
Elektroautobesitzer in Städten große Probleme. Während sich die Installation einer Ladestation an einem Einfamilienhaus noch relativ einfach umsetzen lässt, sehen sich Wohnungseigentümer bzw. Mieter in Städten mit weitaus größeren Hürden und Kosten konfrontiert. Verfügt der Elektroautobesitzer überhaupt über einen privaten Stellplatz, beispielsweise in einer Tiefgarage, muss dieser mit einer Ladestation ausgestattet werden. Eine weitere Grundvoraussetzung ist, dass der Besitzer eine Genehmigung zur Verlegung der benötigten Anschlüsse erhält und dass das Stromnetz über genügend Kapazitäten verfügt.

Welche Möglichkeiten bieten sich Elektroautobesitzern zukünftig in Städten?

Die einfachste Lösung zum Aufladen des Autos in einem Mehrfamilienhaus ist die Verbindung des Ladekabels mit dem Stromzähler des jeweiligen Wohnungseigentümers oder Mieters. Das Kabel zum Aufladen des Elektrofahrzeuges kann dabei einfach an einer normalen Steckdose (230 Volt) angeschlossen werden. Legt sich eine steigende Anzahl an Bewohnern ein Elektroauto zu, muss das Stromnetz einer immer stärkeren Belastung standhalten. Die Hausanschlussleitung ist jedoch normalerweise nicht dafür ausgerichtet, einen derartig hohen Strombedarf zu decken. Hinzu kommt, dass die Verlegung der einzelnen Kabel sehr aufwendig ist.

Eine weitere Möglichkeit ist die Verlegung eines ausreichend dimensionierten Zentralkabels aus dem Wohnhaus in die Tiefgarage. Ein zusätzlicher Verteilerkasten in der Garage dient dabei als Schnittstelle zwischen den einzelnen Ladekabeln für die Autos und dem Zentralkabel. Diese Methode schafft mehr Übersichtlichkeit im Gegensatz zu Einzelanschlüssen für alle Elektroautos. Jedoch ist zur Verlegung des Zentralkabels eine Zustimmung der Eigentümergemeinschaft erforderlich, da es sich dabei um eine bauliche Veränderung des Wohnhauses handelt. Zudem müssen alle Eigentümer für die hohen Kosten der Installation und Instandhaltung aufkommen, selbst wenn diese noch kein eigenes Elektroauto besitzen. Auch bei dieser Methode muss das Stromnetz des Wohnhauses immer noch sehr starken Belastungen standhalten.

Die Installation von sogenannten Wallboxen stellt eine vielversprechendere Lösung für das Aufladen der Elektroautos dar. Wallboxen sind intelligente Wandladestationen, die eine Schnittstelle zwischen Ladekabel und Stromnetz bilden. Wallboxen sind vor allem für eine längerfristige Nutzung sehr empfehlenswert, da sie deutlich kürzere Ladezeiten aufweisen. Sie benötigen in der Regel vier bis fünf Stunden für das Aufladen der Akkus. Unter geeigneten Bedingungen kann sogar eine Ladezeit von nur einer Stunde erreicht werden. Der Grund hierfür ist, dass Wallboxen über einen Drehstromanschluss verfügen, mit dessen Hilfe eine höhere Anzahl an Kilowatt geladen wird. Jedoch können Elektroautos zum jetzigen Zeitpunkt nur über einphasigen Strom (nicht über Wechselstrom) aufgeladen werden. In diesem Fall steigen die Ladezeiten der Elektroautos wieder auf bis zu zehn Stunden.

Ein weiterer positiver Aspekt von Wallboxen ist die einfachere Berechnung des Energieverbrauchs, der für das Laden der Elektroautos benötigt wird. Dies ermöglicht ein übersichtlicheres Lastenmanagement des Stromnetzes. Steigt jedoch die Anzahl an E-Autos und Wallboxen in der Garage an, stößt das Lastenmanagement schnell an seine Grenzen. Das Stromnetz des Wohnhauses verfügt in der Regel nicht über genügend Kapazitäten alle Autos gleichzeitig und mit voller Leistung aufzuladen. Hier sollen in Zukunft zentral installierte Managementsysteme Abhilfe schaffen. Eine sogenannte Masterbox reguliert die Verteilung der Ladekapazitäten auf die einzelnen Wallboxen und überwacht bestimmte Stromleistungsgrenzen, die nicht über- bzw. unterschritten werden dürfen. Jedoch sind Wallboxen und Masterboxen verschiedener Hersteller nicht miteinander kompatibel. Laden zudem viele Autos zufällig an der gleichen Phase, entsteht eine gefährliche Schieflast im Stromnetz.  Hierfür gibt es bereits erste Ansätze für eine Phasenerkennung in Wallbox-Systemen.

Alternative Lösungsmöglichkeiten, wie Schnellladestationen oder das dynamische Aufladen von Elektroautos, gelten noch weitgehen als Utopie.

Bei der Beschaffung eines Elektrofahrzeuges ist es grundsätzlich wichtig, Fachmänner zu Rate zu ziehen. Diese prüfen beispielsweise die Stromkapazität der Anschlüsse. Stromausfälle oder Defekte können so von Vornherein vermieden werden.

Quelle:

CO2-Ausstoß Verkehrs-Emissionen bis 2050 halbierbar - Spiegel Online

Wie kommt der Strom in die Tiefgarage? - Golem.de

Voraussetzungen der heimischen Elektroinstallation - Stromschnell.de

5 Schritte zur eigenen Ladestation in der Tiefgarage in einer Mietwohnung - The Mobility House

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