Private Autos in Deutschland stehen im Schnitt 23 Stunden am Tag ungenutzt herum. Zumindest E-Fahrzeuge können in dieser Zeit sinnvoll zur Steuerung des Stromverbrauchs genutzt werden: Mit einer mittleren Speicherkapazität von 40 bis 100 Kilowattstunden haben sie eine rund zehn Mal größere Kapazität als normale Heimspeicher. Auf deutschen Parkplätzen steht also eine Gesamtkapazität von etwa 50 Gigawattstunden. In Zukunft, wenn bis zu 40 Millionen Elektrofahrzeuge in Deutschland unterwegs sein werden, steigt diese Kapazität auf zwei Terawattstunden, etwa ein halbes Prozent des aktuellen deutschen Jahresstromverbrauchs.
Wallbox muss bidirektional arbeiten
Um ein E-Fahrzeug als Batterieheimspeicher nutzen zu können, muss es über bidirektionale Ladetechnik und eine geeignete Wallbox mit Stromfluss in beide Richtungen verfügen. So kann in Zeiten hoher Produktion aus der eigenen Solaranlage und gleichzeitig geringem Verbrauch der Strom in der Fahrzeugbatterie zwischengespeichert werden und abends oder nachts wieder das Haus speisen.
Anhand eines Einfamilienhauses mit Solaranlage und Wallbox untersuchte das ISE-Team, unter welchen Bedingungen sich die Nutzung der Fahrzeugbatterie als Speicher lohnt und wie gut dies mit einer heimischen Solaranlage abdeckbar ist. Betrachtet wurden unterschiedlich große Haushalte mit verschiedenem Nutzungsverhalten (Home-Office, Senioren, Office-Arbeitende), unterschiedliche Jahresfahrleistungen sowie verschieden große und unterschiedlich ausgerichtete Solaranlagen. Daneben wurde das klassische unidirektionale Laden mit dem bidirektionalen verglichen.
Hohe Eigenversorgungsquote dank Solarenergie
Das Ergebnis: Das bidirektionales Laden erhöht aufgrund des erhöhten Energiebedarfs durch das E-Fahrzeug die Eigenversorgungsquote, insbesondere bei großen Solaranlagen ab einer Größe von zehn Kilowatt. Dies senkt in allen drei Fallbeispielen gleichzeitig die Stromkosten. Auch die Einspeisung ins öffentliche Netz oder die Nutzung als Notstromversorgung sind technisch möglich.
Erwartungsgemäß sind die Haushalts-Profile Home-Office und sowie Senioren prädestiniert für die Eigenstromnutzung. Besonders bei Haushalten mit geringer Eigenversorgung (Typ Büro) kann mit einem bidirektionalen E-Fahrzeug gegenüber unidirektionalem die Quote des eigenen Verbrauchs um bis zu sechs Prozentpunkte erhöht werden. Die Studie wurde durch das Förderprogramm Sonnencent der Elektrizitätswerke Schönau ermöglicht.
Regulatorische Rahmenbedingungen fehlen noch
Die für die praktische Umsetzung des bidirektionalen Ladens nötige Technologien und Standards sind bereits weitestgehend erfüllt. Allerdings sei momentan nur sehr wenig bidirektionale Ladeinfrastruktur verfügbar, berichten die Forscher. Aktuell mangelt es demnach noch an der fehlenden Regulatorik, die die rechtlichen Rahmenbedingen für die Verwendung von bidirektionalem Laden festlegt.
Betrachtet man die Wirtschaftlichkeit, bietet sich nur ein marginaler Vorteil für bidirektionales Laden gegenüber unidirektionalem Laden. Eine Ursache ist hier, dass sich die Wallbox bei der Speisung des Hauses aus dem Fahrzeug in einem niedrigen Teillastwirkungsgrad befindet. Diese Thematik ist bereits bekannt von stationären Batteriespeichern, und die Forschenden am Fraunhofer ISE gehen davon aus, dass es auch für bidirektionale Ladelösungen bald weitere technische Entwicklungen geben wird. (nhp)
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