Der passende Typ

Erst mit der Nutzung regenerativer Energiequellen wird die Elektromobilität zu einer umweltfreundlichen und nachhaltigen Alternative zu den Mobilitätskonzepten der Vergangenheit. Neben Wasser- und Windkraftanlagen sind auch Photovoltaikanlagen wichtige Quellen für regenerative Energie. Sie lassen sich im privaten Bereich kostengünstig betreiben und bieten sich daher als preiswerte Energiequelle für Elektrofahrzeuge an.

Für die optimale Nutzung dieser Energiequellen gibt es intelligente Lösungen, mit denen der Eigenverbrauch der selbst gewonnenen Solarenergie maximiert werden kann sowie über zeit- oder netzgesteuertes Laden die Energiekosten minimiert werden können. Zusätzlich kann der Anwender diese Ladestationen komfortabel per App über Smartphone oder Tablet steuern und überwachen.

Überblick über die Stecksysteme

Bevor man sich für eine bestimmte Ladestation entscheidet, müssen zunächst die Rahmenbedingungen geklärt werden, die hier nur kurz aufgezeigt werden können. Ausführliche Informationen bieten zum Beispiel Infoportale im Internet an.

Elektrofahrzeuge können mit unterschiedlichen Stecksystemen ausgestattet sein. Das Mennekes-System (Typ 2) ist europaweit als Standard definiert. Ab 2017 sollen in Europa nur noch neue Elektrofahrzeuge mit dem Typ-2-System angeboten werden. Bis dahin sind noch mit Typ-1-System ausgestattete Fahrzeuge erhältlich.

Fest angeschlossene Ladekabel

Es gibt Heimladestationen mit fest angeschlossenem Ladekabel für das Typ-2-System oder das Typ-1-System. Zusätzlich steht die Ladesteckdose Typ 2 zur Nutzung separater Ladekabel zur Wahl.

Mit dem fest angeschlossenen Ladekabel mit Ladekupplung Typ 2 lassen sich alle Elektrofahrzeuge laden, die mit dem Typ-2-System ausgestattet sind. Mit dem fest angeschlossenen Ladekabel mit Ladekupplung Typ 1 lassen sich alle Elektrofahrzeuge laden, die noch mit dem Typ-1-System ausgestattet sind. Ein separates Ladekabel ist in beiden Fällen nicht notwendig. Ladestationen mit Ladesteckdose Typ 2 eignen sich über separate Ladekabel sowohl für die Ladung von Fahrzeugen mit Typ-2-System als auch mit Typ-1-System. Das schafft Flexibilität.

Die Ladezeit ist immer von der Leistung des Laders im Fahrzeug und der Leistung der Heimladestation abhängig. Je höher die Ladeleistung des Fahrzeugs ist, umso schneller ist die Batterie wieder aufgeladen.

Ein Kleinwagen mit einer Batterie mit 22 Kilowattstunden kann zum Beispiel mit einer 22-Kilowatt-Heimladestation in rund einer Stunde wieder aufgeladen werden, wenn der Lader an Bord des Fahrzeugs das Laden mit 22 Kilowatt unterstützt. Das gleiche Fahrzeug kann auch mit einer kleineren Heimladestation (3,7 Kilowatt) aufgeladen werden. In diesem Fall dauert das Laden etwa sechs Stunden.

Ladeleistung anpassen

Es ist sinnvoll, die Ladeleistung der Heimladestation an das Fahrzeug anzupassen. Eine Heimladestation mit einer maximalen Ladeleistung von 22 Kilowatt bietet allerdings die größtmögliche Flexibilität. Denn hiermit können alle Elektroautos geladen werden. Ganz gleich, ob diese einen Lader mit 3,7 Kilowatt, elf Kilowatt oder 22 Kilowatt an Bord haben.

Vorab ist durch den Elektrofachmann zu prüfen, ob die entsprechende Anschlussleistung im Haus zur Verfügung steht. Darüber hinaus müssen Ladeleistungen von 22 Kilowatt in der Regel beim Energieversorger angemeldet werden.

Sicherheit und Messung des Verbrauchs

Für den Betrieb einer Heimladestation sind ein FI-Schalter (Personenschutz) und ein LS-Schalter (Leitungsschutz) vorgeschrieben. In vielen Ladestationen sind diese bereits integriert und bieten den besten Schutz und Komfort. Störungen lassen sich direkt am Gerät erkennen und je nach Hersteller auch einfach und komfortabel von außen beheben.

Mit einem integrierten Energiezähler lässt sich der Energieverbrauch außerdem jederzeit direkt an der Heimladestation ablesen. So weiß der Nutzer, wie viel Strom sein Elektrofahrzeug getankt hat.

Einbindung in Datennetzwerke

Die Einbindung der Heimladestationen in bestehende Datennetzwerke ermöglicht die Nutzung interessanter Mehrwertfunktionen wie Solarladen, zeit- und netzgesteuertes Laden, Remotesteuerung und Statusanzeige per Charge App sowie die Anzeige von Statistikauswertungen. Die Heimladestation kann per LAN oder WLAN in das Heimnetzwerk eingebunden werden.

Die Netzwerkfähigkeit der Heimladestation ermöglicht in Verbindung mit entsprechender Software eine ganze Reihe an Mehrwertfunktionen. So bietet beispielsweise die kostenlose Charge App von Mennekes ein breites Spektrum an Steuerungs-, Kontroll- und Statistikfunktionen. Auf einen Blick zeigt die App alle Informationen über den Status der Ladestation direkt auf dem Smartphone oder Tablet. Während des Ladeprozesses gibt sie Aufschluss über die bereits geladene Energiemenge. Der Nutzer kann den Ladeprozess per App manuell starten, pausieren und stoppen.

Für die Optimierung des Eigenverbrauchs von Solarstrom muss der Ladevorgang möglichst dann stattfinden, wenn die Sonnenenergie genutzt werden kann. Der Sunny Home Manager von SMA ist zum Beispiel in der Lage, die verschiedenen Verbraucher im Haus bevorzugt mit Solarstrom oder mit Strom aus dem öffentlichen Netz zu versorgen. Er wird per LAN in das Heimnetzwerk eingebunden, um die Kommunikation zur Amtron-Ladestation sowie zum Sunny Portal per Internet sicherzustellen.

Charge App mit Sunny Home Manager

Die Mennekes Charge App kann mit dem SMA Sunny Home Manager kombiniert und die Ladestation in das Photovoltaikkonzept integriert werden. Das Elektrofahrzeug ist in diesem Konzept ein weiterer Verbraucher. Dadurch wird es möglich, mit der Amtron-Heimladestation den größtmöglichen Teil des von der eigenen Photovoltaikanlage erzeugten Solarstroms für das Laden des Elektroautos zu nutzen.

Der Anwender gibt den Energiebedarf für den Ladevorgang und den Zeitbereich, in dem der Ladevorgang stattfinden soll, in der Mennekes Charge App ein. Diese Informationen werden über das Heimnetzwerk und über die Kommunikationsschnittstelle der Ladestation an den Sunny Home Manager übertragen.

Der Sunny Home Manager sendet die ausgelesenen Daten via Internet ans Sunny Portal. Das Portal ermöglicht eine detaillierte Anlagenüberwachung und informiert über die zu erwartende und bezogene Photovoltaikenergie. Außerdem werden über eine Live-Anzeige alle gemessenen Energieflüsse im Haushalt visualisiert.

Auf Basis aller zur Verfügung stehenden Daten gibt der Sunny Home Manager Empfehlungen für einen bewussten Umgang mit elektrischer Energie. Hierbei können auch unterschiedliche Stromtarife berücksichtigt werden. Die Nutzung des Sunny Portals ist kostenlos.

Zeitgesteuertes Laden

Im Zusammenspiel mit der Amtron-Ladestation wird somit die rechtzeitige Ladung der Batterie des Elektrofahrzeugs sichergestellt. Die geladene Energie besteht dabei zum größtmöglichen Teil aus Solarenergie.

Wie hoch dieser Anteil sein soll, lässt sich im Sunny Portal vorgeben. So ist es möglich, den Eigenverbrauch der gewonnenen Solarenergie zu optimieren.

Eine Möglichkeit, die Energiekosten zu minimieren bietet das zeitgesteuerte Laden. Voraussetzung hierfür ist, dass der Energieversorger unterschiedliche Stromtarife zu verschiedenen Tageszeiten anbietet. Mit der Mennekes Charge App nimmt der Nutzer die Einstellungen der Ladeströme jeweils für die Zeit des Nebentarifs und des Hochtarifs vor.

Wenn beispielsweise der teurere Ladestrom während des Hochtarifs auf null Ampere und während des günstigeren Nebentarifs auf 16 Ampere eingestellt wird, kann das Elektrofahrzeug nur mit günstigem Strom zum Nebentarif laden.

Netzgesteuertes Laden

Eine weitere Möglichkeit der Energiekosteneinsparung bietet das netzgesteuerte Laden. Die verstärkte Nutzung regenerativ erzeugter Energie führt häufig zu einem Energieüberangebot, denn Wind- und Sonnenenergie kann nur erzeugt werden, wenn Wetter oder Tageszeit dies zulassen.

Diese sich so ergebenden Leistungsspitzen sind unabhängig vom aktuellen Energiebedarf. Um dieses zeitweise entstehende Überangebot besser nutzen zu können, möchten die Energieversorger bei Bedarf zusätzliche Stromverbraucher zuschalten.

Statistische Auswertungen

In der Regel stellen die Energieversorger dazu einen günstigeren Stromtarif zur Verfügung. Dieser Tarif wird durch ein entsprechendes Schaltsignal aktiviert, welches über das Stromnetz an einen Rundsteuerempfänger übertragen wird.

Das entsprechende 230-Volt-Signal wird über eine Signalleitung zur Ladestation übertragen. So kann der günstige Strom für das Laden des Fahrzeugs genutzt werden.

Genau wie beim zeitgesteuerten Laden kann mithilfe der Charge App eingestellt werden, wie hoch der maximale Ladestrom jeweils in Hoch- und Niedrigtarif sein soll. Transparent werden Kosten und Verbrauch durch die Auswertung. Sie erfasst automatisch alle Ladedaten, manuell lassen sich weitere Informationen wie Fahrzeugdaten und Energiepreis ergänzen. Sogar Fremdladungen an anderen Ladestationen lassen sich auf diese Weise erfassen.

Einfache Lösung für Firmenwagen

In Verbindung mit den persönlichen Fahrzeugdaten sowie den monatlichen Fixkosten und dem Kilometerstand können der individuelle Verbrauch und die effektiven Kosten ermittelt werden. Die App liefert Informationen über die geladene Energie, die Energiekosten, die Fahrstrecke und die Energiekosten pro 100 km.

So ist der Verbraucher jederzeit über seine individuellen Verbrauchswerte und angefallene Kosten bestens informiert. Auch ein Kostenvergleich zwischen dem Elektroauto und einem Fahrzeug mit konventionellem Verbrennungsmotor ist so möglich.

Wenn Unternehmen ihre Mitarbeiter mit Elektroautos als Firmenfahrzeugen ausstatten, übernehmen sie meistens auch die Verbrauchskosten für den geladenen Strom. Wenn Mitarbeiter ihr Elektrofahrzeug zu Hause laden, benötigen sie deshalb eine Ladestation, mit der sie den Verbrauch erfassen können.

Die in der Heimladestation über den Energiezähler erfassten und über die Statistikfunktion der Charge App aufbereiteten Verbrauchsdaten können als PDF- oder CSV-Dateien exportiert werden und dienen so als Dokumentation für die Kostenerstattung durch den Arbeitgeber.

Autorisierung per RFID

Amtron-Ladestationen sind über den privaten Bereich hinaus auch für den Einsatz im halböffentlichen Bereich wie zum Beispiel in Hotels, Mehrfamilienhäusern und Bürogebäuden geeignet. Sie können dort mit autonomer RFID-Autorisierungsfunktion und damit unabhängig von Software eingesetzt werden.

Die Nummern der RFID-Karten der Hotelgäste oder Mieter werden direkt an den Ladestationen eingelesen und als Whitelist in einer Datenbank in der Ladestation registriert. Mit der optionalen Einbindung in bestehende Datennetzwerke ermöglicht die Mennekes Charge App darüber hinaus die bequeme Verwaltung der Nutzer.

Eine Verbindung zu Softwaresystemen ist ebenso möglich. Dazu wird ein Gateway für die Kommunikation benötigt, um die Funktionen und Komfortmerkmale nutzen zu können. Diese Funktionen sind abhängig von dem jeweiligen Softwaresystem.

Ein Ausblick

Elektromobilität und Energie aus regenerativen Energiequellen gehören zusammen. Um die regenerative Energie optimal zu nutzen, empfiehlt sich der Einsatz intelligenter Ladestationen, welche sich in Smart-Home-Umgebungen integrieren lassen.

Die Amtron-Ladestationen von Mennekes in Verbindung mit deren Charge App und dem Sunny Home Manager von SMA bieten eine große Palette an Mehrwertfunktionen und sind ein gutes Beispiel für die intelligente Nutzung regenerativer Energie für die Elektromobilität.

In jedem Fall sollte der entsprechend qualifizierte Elektroinstallateur zwecks Beratung kontaktiert werden, um die optimalen Möglichkeiten für den Anwender unter den jeweils gegebenen Anforderungen zu ermitteln.

www.mennekes.de

Burkhard Rarbach

leitet die Unternehmenskommunikation der Mennekes Elektrotechnik GmbH & Co. KG in Kirchhundem. Das Unternehmen ist Schrittmacher in der Ladetechnik für Elektrofahrzeuge. Mennekes-Stecker vom Typ 2 gelten als Standard zum Anschluss von Ladestationen und Elektrofahrzeugen.