Elektrofahrzeuge mit bidirektionaler Ladefunktion könnten zur Stromversorgung von Haushalten, zur Rückspeisung von Energie ins Stromnetz und sogar als Notstromversorgung bei Stromausfällen oder Notfällen genutzt werden. Elektrofahrzeuge sind im Prinzip große Batterien auf Rädern. Bidirektionale Ladegeräte ermöglichen es ihnen, kostengünstigen Strom außerhalb der Spitzenzeiten zu speichern und so die Stromkosten der Haushalte zu senken. Diese neue Technologie, bekannt als Vehicle-to-Grid (V2G), hat das Potenzial, die Funktionsweise unseres Stromnetzes grundlegend zu verändern. Zehntausende Elektrofahrzeuge könnten potenziell gleichzeitig während der Spitzenlastzeiten Strom liefern.
Wie funktioniert es?
Ein bidirektionales Ladegerät ist ein fortschrittliches Ladegerät für Elektrofahrzeuge, das in beide Richtungen laden kann. Das klingt relativ einfach, beinhaltet aber im Gegensatz zu einem herkömmlichen unidirektionalen Ladegerät, das Wechselstrom verwendet, einen komplexen Umwandlungsprozess von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC).
Im Gegensatz zu herkömmlichen Ladegeräten für Elektrofahrzeuge funktionieren bidirektionale Ladegeräte ähnlich wie Wechselrichter: Sie wandeln Wechselstrom beim Laden in Gleichstrom und umgekehrt beim Entladen um. Allerdings sind bidirektionale Ladegeräte nur mit Fahrzeugen kompatibel, die bidirektionales Gleichstromladen unterstützen. Leider ist die Anzahl der Elektrofahrzeuge, die derzeit bidirektionales Laden ermöglichen, sehr gering. Da bidirektionale Ladegeräte deutlich komplexer sind, sind sie auch wesentlich teurer als herkömmliche Ladegeräte, da sie hochentwickelte Leistungselektronik zur Steuerung des Energieflusses im Fahrzeug benötigen.
Für die Stromversorgung von Wohnhäusern integrieren bidirektionale Ladegeräte für Elektrofahrzeuge auch Geräte zur Laststeuerung und zur Trennung des Hauses vom Stromnetz bei Stromausfällen – ein Phänomen, das als Inselbetrieb bekannt ist. Das grundlegende Funktionsprinzip eines bidirektionalen Ladegeräts für Elektrofahrzeuge ist dem eines bidirektionalen Wechselrichters sehr ähnlich, der in Heimspeichersystemen als Notstromquelle dient.
Welchen Zweck hat das bidirektionale Laden?
Bidirektionale Ladegeräte können für zwei verschiedene Anwendungen genutzt werden. Die erste und wichtigste ist Vehicle-to-Grid (V2G), das Energie ins Stromnetz einspeist oder abgibt, wenn der Bedarf hoch ist. Wenn Tausende von V2G-fähigen Fahrzeugen angeschlossen und aktiviert werden, hat dies das Potenzial, die Speicherung und Erzeugung von Strom grundlegend zu verändern. Elektrofahrzeuge verfügen über große und leistungsstarke Batterien, sodass die Gesamtleistung Tausender V2G-fähiger Fahrzeuge enorm sein könnte. V2X ist ein Oberbegriff für die drei im Folgenden beschriebenen Architekturen:
I. Vehicle-to-Grid oder V2G – Energie aus Elektrofahrzeugen zur Unterstützung des Stromnetzes.
II. Vehicle-to-Home oder V2H – Energie aus Elektrofahrzeugen, die zur Stromversorgung von Haushalten oder Unternehmen genutzt wird.
III. Vehicle-to-Load oder V2L – Elektrofahrzeuge können genutzt werden, um Haushaltsgeräte mit Strom zu versorgen oder andere Elektrofahrzeuge aufzuladen.
Die zweite Anwendungsmöglichkeit eines bidirektionalen Ladegeräts für Elektrofahrzeuge ist die Fahrzeug-zu-Haus-Stromversorgung (V2H). Wie der Name schon sagt, ermöglicht V2H die Nutzung von Elektrofahrzeugen wie ein Heimspeichersystem, um überschüssige Solarenergie zu speichern und das Haus mit Strom zu versorgen. Ein typisches Heimspeichersystem, beispielsweise die Tesla Powerwall, hat eine Kapazität von 13,5 kWh. Im Vergleich dazu verfügt ein typisches Elektrofahrzeug über eine Kapazität von 65 kWh, was fast fünf Tesla Powerwalls entspricht. Dank dieser hohen Batteriekapazität kann ein voll aufgeladenes Elektrofahrzeug in Kombination mit einer Solaranlage auf dem Dach einen durchschnittlichen Haushalt mehrere Tage oder länger mit Strom versorgen.
1. Vehicle-to-Grid (V2G)
Vehicle-to-Grid (V2G) bezeichnet die Praxis, bei der ein kleiner Teil der gespeicherten Energie aus der Batterie eines Elektrofahrzeugs bedarfsgerecht ins Stromnetz eingespeist wird. Die Teilnahme an einem V2G-Projekt erfordert ein bidirektionales Gleichstromladegerät und ein kompatibles Elektrofahrzeug. Es gibt Anreize wie Gutschriften oder vergünstigte Stromtarife für Besitzer von Elektrofahrzeugen. V2G-fähige Elektrofahrzeuge ermöglichen es ihren Besitzern außerdem, an VPP-Programmen (Vehicle Power Supply) teilzunehmen, um die Netzstabilität zu verbessern und in Spitzenlastzeiten Strom bereitzustellen.
Trotz des Hypes stellt die Einführung der V2G-Technologie eine der größten Herausforderungen dar: regulatorische Hürden und fehlende standardisierte bidirektionale Ladeprotokolle und -anschlüsse. Bidirektionale Ladegeräte, wie beispielsweise Solarwechselrichter, gelten als alternative Stromerzeugungsmethode und müssen alle regulatorischen Sicherheits- und Ausfallnormen erfüllen. Um diese Komplexität zu bewältigen, haben einige Automobilhersteller, wie beispielsweise Ford, einfachere bidirektionale Wechselstrom-Ladesysteme entwickelt, die ausschließlich mit Ford-Elektrofahrzeugen zur Stromversorgung von Haushalten eingesetzt werden, anstatt Strom ins Netz einzuspeisen.
2. Fahrzeug-zu-Hause-Verbindung (V2H)
Vehicle-to-Home (V2H) ähnelt V2G, jedoch wird die Energie lokal zur Stromversorgung des Hauses genutzt, anstatt ins Stromnetz eingespeist zu werden. Dadurch können Elektrofahrzeuge wie ein herkömmlicher Hausspeicher funktionieren und die Selbstversorgung verbessern, insbesondere in Kombination mit einer Solaranlage auf dem Dach. Der größte Vorteil von V2H liegt jedoch in seiner Fähigkeit, bei Stromausfällen Notstrom zu liefern.
Für den ordnungsgemäßen Betrieb von V2H sind ein kompatibler bidirektionaler Wechselrichter und weitere Komponenten erforderlich, darunter ein Energiezähler (mit Stromwandler) am Netzanschluss. Der Stromwandler überwacht den Energiefluss ins und aus dem Stromnetz. Sobald das System erkennt, dass Ihr Haus Strom aus dem Netz bezieht, signalisiert es dem bidirektionalen Ladegerät für Elektrofahrzeuge, eine entsprechende Strommenge abzugeben, um den Netzbezug auszugleichen. Ebenso leitet das System, wenn es Energie von einer Photovoltaikanlage auf dem Dach erzeugt, diese zum Laden des Elektrofahrzeugs um – ähnlich wie ein intelligentes Ladegerät.
Um bei Stromausfällen oder Notfällen eine Notstromversorgung zu gewährleisten, muss das V2H-System eine Inselbildung vom Stromnetz erkennen und das Haus vom Netz trennen. Im Inselbetrieb arbeitet der bidirektionale Wechselrichter im Prinzip als netzunabhängiger Wechselrichter und wird von der Batterie des Elektrofahrzeugs gespeist. Zusätzliche Netztrenneinrichtungen, wie z. B. automatische Schütze (ATS), sind erforderlich, um den Notstrombetrieb zu ermöglichen, ähnlich wie bei den in Solaranlagen verwendeten Hybridwechselrichtern.
3. Fahrzeug zum Laden – V2L
Die Vehicle-to-Load (V2L)-Technologie ist deutlich einfacher, da sie kein bidirektionales Ladegerät benötigt. Fahrzeuge mit V2L verfügen über einen integrierten Wechselrichter, der Wechselstrom über eine oder mehrere Standardsteckdosen im Fahrzeug bereitstellt. An diese Steckdosen können alle gängigen Haushaltsgeräte angeschlossen werden. Einige Fahrzeuge verwenden jedoch einen speziellen V2L-Adapter, der an den Ladeanschluss des Elektrofahrzeugs angeschlossen wird, um Wechselstrom zu liefern. Im Notfall kann ein Verlängerungskabel vom Fahrzeug ins Haus verlegt werden, um grundlegende Verbraucher wie Beleuchtung, Computer, Kühlschränke und Kochgeräte mit Strom zu versorgen.
V2L wird für netzunabhängige Systeme und Notstromversorgung eingesetzt.
Fahrzeuge mit V2L-System können über Verlängerungskabel eine Notstromversorgung für ausgewählte elektrische Geräte bereitstellen. Alternativ kann ein separater AC-Umschalter verwendet werden, um die V2L-Stromversorgung direkt an einen Notstromverteiler oder sogar an den Hauptverteiler anzuschließen.
Fahrzeuge mit V2L-Technologie lassen sich auch in netzunabhängige Solaranlagen integrieren, um den Bedarf an einem Notstromaggregat zu reduzieren oder sogar ganz zu eliminieren. Die meisten netzunabhängigen Solaranlagen verfügen über einen bidirektionalen Wechselrichter, der theoretisch Strom aus jeder Wechselstromquelle nutzen kann, einschließlich Fahrzeugen mit V2L-Technologie. Für einen sicheren Betrieb ist jedoch die Installation und Konfiguration durch einen Solarenergiespezialisten oder einen qualifizierten Elektriker erforderlich.
— DAS ENDE —
Hier geht es darum, den „Kern“ und die „Seele“ von Ladesäulen zu verstehen.
Detaillierte Analyse: Wie funktionieren AC/DC-Ladesäulen?
Modernste Neuerungen: Langsames Laden, Schnellladen, V2G…
Brancheneinblicke: Technologietrends und politische Auslegung
Nutzen Sie Fachwissen, um Ihre umweltfreundliche Reise zu sichern.
Folge mir, und du wirst dich beim Thema Aufladen nie verirren!
Veröffentlichungsdatum: 26. November 2025
