Die Sonne scheint mit voller Kraft und das Solardach erreicht seine maximale Leistung. Doch wohin mit dem überschüssigen Strom? Die effizienteste Lösung wäre, ihn zeitweise im Elektroauto zu speichern und dann bei Bedarf wieder ins Hausnetz einzuspeisen. Wie das möglich ist? Die Zauberformel lautet bidirektionales Laden.
Die Funktionsweise vom bidirektionalem Laden
Beim bidirektionalen Laden kann Energie in zwei Richtungen fließen: einerseits vom Netz in den Speicher und andererseits vom Speicher zurück ins Netz. Viele Geräte sind heute dazu in der Lage. Jeder Akku nimmt Strom auf und gibt ihn auch wieder ab – das gilt zum Beispiel für Laptops und Powerbanks, die Handys mit Strom versorgen.
Um die Batterie eines Elektroautos für das bidirektionale Laden zu nutzen, ist jedoch ein zusätzlicher Schritt erforderlich. Elektroautos werden mit Gleichstrom (DC) betrieben, während im Haushalt ausschließlich Wechselstrom (AC) verwendet wird. Deshalb muss der Wechselstrom beim Laden in Gleichstrom umgewandelt werden. Diese Aufgabe übernimmt ein Gleichrichter, entweder im integrierten Ladegerät des Fahrzeugs oder in einer DC-Wallbox.
Soll der Strom von der Fahrzeugbatterie zurück ins Haus- oder Stromnetz fließen, muss dieser Vorgang in umgekehrter Richtung erfolgen, das heißt der Gleichstrom muss wieder in Wechselstrom umgewandelt werden. Auch hierfür sind entsprechende technische Voraussetzungen erforderlich.
Die Einsatzmöglichkeiten im Überblick
Es gibt zwei Möglichkeiten, die in einem Elektrofahrzeug gespeicherte Energie für andere Zwecke zu nutzen. Bei der ersten Methode, dem sogenannten Vehicle-to-Home (V2H), kann das an die Wallbox angeschlossene Elektroauto Energie in das häusliche Stromnetz einspeisen. In diesem Fall wird das Elektroauto wie zum Aufladen einfach an die heimische Wallbox angeschlossen. Bei Bedarf, zum Beispiel wenn die Photovoltaikanlage auf dem eigenen Dach keinen Strom produziert, wird der zuvor gespeicherte Strom für den Eigenverbrauch zur Verfügung gestellt.
Mit dem Konzept Vehicle-to-Grid (V2G) wird eine weiter reichende Vision verfolgt. Hier geht es darum, eine große Anzahl von Elektroautos in das Stromnetz zu integrieren. Die in den Fahrzeugen gespeicherte Energie soll dann in das allgemeine Stromnetz zurückgespeist werden. Dies kann besonders hilfreich sein, um Lastspitzen im Stromnetz abzufedern. Wird das Elektroauto zu verkehrsarmen Zeiten geladen, kann die Energie zu Spitzenlastzeiten wieder ins Netz eingespeist werden, um dieses zu entlasten.
Welche Fahrzeuge bidirektional laden können
Ein Pionier dieser Ladetechnologie ist Nissan, da das Modell Nissan Leaf bereits seit einigen Jahren die Möglichkeit des bidirektionalen Ladens bietet. Generell lässt sich feststellen, dass Fahrzeugmodelle asiatischer Hersteller häufiger geeignet sind, da der in Asien weit verbreitete CHAdeMO-Stecker von Anfang an für diesen Zweck konzipiert wurde.
Zu den Modellen, die das bidirektionale Laden unterstützen, zählen neben dem Nissan Leaf auch Nissan e-NV200, Polestar 3, Mitsubishi Outlander Plug-in Hybrid, Hyundai Ioniq 5, Kia EV6, Honda e, MG 5, VW ID.5 und VW ID. Buzz.
Bidirektionales Laden – die notwendige Norm ist vorhanden
Die Technologie für bidirektionales Laden ist bereits vorhanden. Damit sie jedoch reibungslos funktioniert und an möglichst vielen Ladestationen – insbesondere zu Hause – eingesetzt werden kann, müssen mehrere Komponenten harmonisch zusammenarbeiten. Besonders wichtig ist dabei ein intelligentes Energiemanagement im Haus. Es erfasst, wann wie viel Strom im Haushalt verbraucht wird und – falls eine Photovoltaikanlage vorhanden ist – wie viel selbst erzeugter Strom gerade zur Verfügung steht.
Wichtig ist auch, dass das System den aktuellen Ladezustand des Elektroautos kennt und weiß, wie viel Strom gerade aus der Batterie entnommen werden sollte. Das ist zum Beispiel dann relevant, wenn gerade zu viel oder zu wenig Solarstrom vom eigenen Dach zur Verfügung steht oder die Batterieladung sonst nicht mehr für die nächste Fahrt ausreicht.
Die Standards dafür sind inzwischen vorhanden: Im April 2023 veröffentlichte die Internationale Organisation für Normung (ISO) die Norm ISO 15118-20. Sie regelt die Kommunikation zwischen Elektroauto und Ladeeinrichtung wie einer Wallbox für das bidirektionale Laden.
