Die Ladeinfrastruktur wird anhand des Bedarfes der privaten Nutzer aufgebaut. Für eine Einfamilien-Wohneinheit ist dies in der Regel ein Ladepunkt (sollten zukünftig in einem Haushalt mehrere Elektroautos existieren, so sollten entsprechend genügend Ladepunkte zur Verfügung stehen). Als Vermieter von z.B. Mehrfamilieneinheiten kann es sinnvoll sein, in Absprache mit den Nutzern Lademöglichkeiten entsprechend der Anzahl der genutzten Elektroautos bereitzustellen. Durch die längeren Ladezeiten (siehe auch Technik) sollte generell für jeden Nutzer eine Lademöglichkeit vorgesehen werden. Zur Vermarktung von Mehrfamilieneinheiten/Wohnkomplexen o.ä. kann es durch die zunehmend steigende Verbreitung der Elektromobilität sinnvoll sein, Lademöglichkeiten für Elektrofahrzeuge als Incentive-/Werbe- oder Imagemaßnahme vorsorglich zu installieren.
Die Infrastruktur wird privat vor Ort (in der Regel am Wohnort) installiert. Vor allem bei Unterstellmöglichkeiten in Einfamilienhäusern wie z.B. Garagen oder Carports ist die Installation einer Lademöglichkeit für Elektroautofahrer essentiell.
» Prüfen Verfügbarkeit Anschlussleistung
Die Verfügbarkeit der jeweiligen benötigten Anschlussleistung, resultierend aus den technischen Spezifikationen ist mit dem Netzbetreiber zu klären. Nur Standorte mit entsprechendem Netzanschluss kommen unter technischen und ökonomischen Gesichtspunkten in Frage. Insbesondere an potenziell hochfrequentierten Standorten mit ggf. mehreren Lademöglichkeiten muss sichergestellt sein, dass die vorhandenen Netzkapazitäten für die Ladeinfrastruktur ausreichend ist und ggf. auch aufgerüstet werden kann.
Das kabelgebundene Laden, stellt aktuell hinsichtlich der Verbreitung an Ladeinfrastruktur und seiner Bedeutung mit einigem Abstand die wichtigste Ladetechnologie dar. Während die Batterie im Fahrzeug selbst immer mit Gleichstrom geladen wird, kann die am Ladepunkt zur Verfügung gestellte Elektrizität entweder Gleich- oder Wechselstrom sein. Somit lässt sich das kabelgebundene Laden in Wechselstrom-Laden und Gleichstrom-Laden unterteilen. Beim Wechselstrom-Laden wandelt ein Ladegerät im Auto den Strom in einen batterie-verträglichen Gleichstrom um. Beim Gleichstromladen befindet sich das Ladegerät in der Ladesäule und stellt dem Fahrzeug den für das Laden erforderlichen Gleichstrom bereit. Neben der Unterteilung in Wechsel- und Gleichstromladen existiert eine weitere Unterteilung in vier unterschiedliche Lademodi. Sie unterscheiden sich in Phasenzahl, Steckernutzung, Leistung und Sicherheitskonzepten. Sie sind beschrieben in der Norm IEC 61851. Dabei sind die Lademodi 1-3 für das AC-Laden und Mode 4 für das DC-Laden vorgesehen.
» AC-Ladeinfrastruktur
Vorweg gilt es festzustellen, dass für einen Ladevorgang aus Sicht einer Privatperson am Wohnort in der Regel stets eine relevante Ladedauer vorliegt, da ein Großteil der Zeit dort verbracht wird (z.B. nachts). Standzeiten von PKW zwischen 6-10 Stunden sind nicht ungewöhnlich, eine ideale Dauer zur Betankung seines E-Fahrzeuges. Es empfiehlt sich aufgrund der langen Dauer grundsätzlich eine "langsame" AC-Ladetechnik zwischen 3,7 bis 22 kW da dieses über die Parkdauer i.d.R. eine größtenteils (für eine ausreichende Reichweitenverlängerung) oder vollständige Nachladung der Batterie ermöglichen kann. Vorteil ist, dass die Energiezufuhr über bestehende Infrastruktur/Versorgungsleitungen meist recht gut möglich ist und die Ladeinfrastruktur günstig über AC-Ladesäulen bzw. AC-Wallboxen (mitunter die günstigste Form an Ladeinfrastruktur – ausgenommen Haushaltssteckdosen, welche zum Laden nicht mehr genutzt werden sollten) realisiert werden kann.
An den meisten, heute in Deutschland, d.h. im halb-öffentlichen oder öffentlichen oder privaten Raum, aufgestellten Ladesäulen ist die Ladung mit Wechselstrom (AC-Laden) vorgesehen. AC-Ladung kann in verschiedenen Leistungsklassen erfolgen (ein- oder dreiphasig; mit 16 bis zu 63 Ampere Stromstärke; mit 230 oder 400 Volt Spannung) und deckt ein Spektrum zwischen 3,7 kW und etwa 44 kW ab. Bei der Wechselstromladung spricht man manchmal auch von (langsamer) AC-Ladung und AC-Schnellladung. Eine offizielle Definition hierfür liegt nicht vor, gedanklich ist die AC-Schnellladung jedoch eher mit einer Schnellladung ab 22 kW einschließlich verbunden.
Die genormten Lademodi 1-4 unterscheiden sich in Bezug auf die verwendete Ladebuchse, die maximale Ladeleistung und in den Kommunikationsmöglichkeiten und Phasenzahl. Für öffentlich zugängliche Ladestationen wird die Ladung nach Mode 3 empfohlen. Für die Mode 3-Ladung ist für eine Ladestation mit einer genormten Ladeeinrichtung gemäß IEC 61851 das sogenannte "Electrical Vehicle Supply Equipment" (EVSE) vorgeschrieben. Dazu gehört PWM-Kommunikation, Fehler- und Überstromschutz, Abschaltung beim Netzausfall sowie eine spezifische Ladesteckdose.
Der einzusetzende Stecker ist hierbei der in Deutschland entwickelte Typ 2-Stecker (nach seinem maßgeblichen Entwickler auch "Mennekes-Stecker"), dieser bildet dabei heute den europäischen Standard und ist in der IEC 62196-2 beschrieben.
» DC-Ladeinfrastruktur
Eine Schnelllademöglichkeit daheim ist im Gegensatz zu anderen Bereichen aufgrund ihrer Kostenintensität in der Regel nicht sinnvoll. Es steht am Wohnort meist ausreichend Zeit für den Ladevorgang zur Verfügung.
» Zugang
Beim Thema Zugang sollte für die unterschiedlichen Gruppen privater Nutzer unterschieden werden:
- Besitzer oder Mieter einer Einfamilien-Wohneinheit mit beschränktem Zugang (z.B. Garage, Carport auf Privatgrundstück o.ä.)
- Besitzer oder Mieter für andere zugänglicher Mehrfamilieneinheiten/Gebäudekomplexe o.ä.
Immer dort, wo der Zugang nur durch die berechtigte Nutzergruppe sichergestellt werden kann (das wäre bei ersterem Personenkreis der Fall), ist eine kostenverursachende Zugangstechnologie (z.B. Freischalten der Ladesäule über eine Karte) nicht zwingend von Nöten. Hier bieten sich relativ schlank gehaltene Ladepunkte (z.B. Wallboxen) an.
Dort wo die Nötigkeit im privaten Raum besteht, den Zugang auf einen Nutzer zu beschränken, kann ein geregelter Zugang zur Ladeinfrastruktur u.U. sinnvoll sein (z.B. in Tiefgaragen von Mehrfamilienhäusern). Hier autorisiert sich der Nutzer z.B. mit einer RFID-Karte und kann somit den Ladepunkt entsperren, zur Ladung nutzen und nach Gebrauch wieder sperren.
Grundsätzlich wären hierfür mehrere Varianten denkbar, wovon sich Lösungen per Karte (RFID) und per Mobilfunk/Handyapp im Moment durchzusetzen scheinen.
- per RFID-Karte oder anderer NFC (Near Field Communication)-Technik
Aktuell ist der Zugang per RFID-Karte das gängigste Verfahren zur Authentifizierung am Ladepunkt. RFID steht dabei für Radiofrequenz-Identifikation, was vereinfacht Identifizierung per Funk, also mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen, heißt. Es ermöglicht das kontaktlose Speichern und Auslesen von Daten. Alle RFID-Systeme bestehen aus einem Transponder und einem Erfassungs- bzw. Lesegerät. Der Transponder ist ein elektronischer Datenspeicher. Wenn der Transponder in den Empfangsbereich des Lesegerätes kommt, wird eine wechselseitige Kommunikation ausgelöst. Dazu verfügen beide Geräte über Kopplungselemente in Form von Antennen. Der Energie- bzw. Datenaustausch erfolgt durch magnetische oder elektromagnetische Wellen
- per Handy/Telefon, über eine SMS, über eine Handy-App, über eine Hotline
Mobiltelefone sind mittlerweile stark verbreitet und nahezu alle neuen Handys sind internet- und appfähig (Smartphone). Entsprechend bietet sich ein Zugang über das Mobiltelefon an. Denkbar sind hier verschiedene.
» Interoperabilität
Beim privaten Laden ist der Punkt Interoperabilität im Gegensatz zum öffentlichen Raum von nachrangiger Bedeutung, beispielsweise wären hier auch proprietäre Lösungen denkbar (wie ein Zugang per RFID und eine eigene Ladekarte des Ladeinfrastrukturanbieters, der Nutzer kann mit dieser dann nur diese spezielle Infrastruktur nutzen). Nichts desto trotz muss natürlich die technische Interoperabilität zwischen Fahrzeug und Ladepunkt, d.h. z.B. der richtige Stecker gegeben sein (siehe auch AC-Laden).
» Abrechnung
Eine Erfassung und Abrechnung der getankten Energiemenge ist immer mit zusätzlichen Kosten verbunden (z.B. kostenverursachende Zähltechnik).
Unterschieden werden müssen hinsichtlich der Notwendigkeit der Abrechnung hier in der Regel zwei Gruppen:
- Mieter oder Bewohner einer eigenen Immobilie
- Mieter oder Eigentümer einer Mehrfamilieneinheit
Bei der ersten Gruppe ist in der Regel keine separate Abrechnung der Energiemenge am Ladepunkt nötig, da diese z.B. im Rahmen des Gesamtstrombezugs der Immobilie einfach miterfasst werden kann.
Bei Mietern, oder aber auch Eigentümern einer Wohneinheit einer Mehrfamilienimmobilie gestaltet sich dieses Thema diffiziler. Oftmals ist hier eine gesonderte Zähltechnik nötig, nämlich immer dann, wenn ansonsten der Strombezug nicht klar von dem der restlichen Immobilie zu unterscheiden ist (ein klassischer Fall wäre z.B. die Installation ein Wallbox in der Tiefgarage und das Erfassen der dort getankten Energiemengen). Dies gilt es im Einzelfall zu prüfen (s. auch Genehmigung).
» Zukunftsfähigkeit gewährleisten
Bei der Planung von Neu- oder Umbauten sollte berücksichtigt werden, dass für den Zeitraum nach 2020 deutlich wachsende Verkaufszahlen von Elektrofahrzeugen erwartet werden und es je nach Lage und Zielpublikum einer Liegenschaft zu einer deutlichen Häufung kommen kann. Bei Neu- und Umbauten empfiehlt es sich, eine ausreichende Anzahl Leerrohre in geeignetem Durchmesser oder Kabel geeigneter Querschnitte zu den geeigneten Standorten sowie Platzreserven in den Verteilern vorzusehen, um so erhebliche Folgekosten einzusparen. © NPE
