Wer als Unternehmen seinen Mitarbeitern oder Kunden Lademöglichkeiten für E-Fahrzeuge in Form von Wallboxen oder Ladesäulen zur Verfügung stellen möchte, sollte die verschiedenen Techniken und Ladeszenarien kennen, um fundierte Entscheidungen zu treffen.
Bei den Ladepunkten gibt es verschiedene Aspekte zu beachten:
- Laden mit Wechsel- (AC) oder Gleichstrom (DC)
- Wallboxen oder Ladesäulen
- Abrechungsmodalitäten
- Stromversorgung
Wichtig sind auch die Nutzungsszenarien: Soll möglichst viel in möglichst kurzer Zeit geladen werden (etwa an Raststätten oder Restaurants), oder stehen die Fahrzeuge häufig den ganzen Tag oder die Nacht am Ladepunkt (etwa auf Firmengeländen oder Park-and-Ride-Parkplätzen)?
Technische Unterschiede bei AC und DC
Wechselstrom (AC) bildet die normale elektrische Energieversorgung in Deutschland. Die Stromanbieter liefern dabei 230 Volt bei 50 Hertz. Im Haus sorgen Sicherungen dafür, dass nicht mehr als 16 Ampere durch die Leitungen fließen. Für besondere Fälle, wie eine Wallbox, können Sie auch Sicherungen mit 32 Ampere verwenden. Dazu muss jedoch vorher geprüft werden, ob die Leitungen darauf ausgelegt sind.
Genau genommen liefert jeder Stromnetzbetreiber sogar drei „Eingangsstromleitungen“: die sogenannten Phasen. Dabei ist die Schwingung der Phasen untereinander um je 120 Grad versetzt. Daraus ergeben sich dann die maximalen Lademengen:
Normale Steckdose: Sie hängt nur an einer Phase und hat eine Sicherung von 16 A. Daher kann sie maximal 16 A x 230 V ≈ 3700 Watt oder 3,7 kW liefern. Soll ein E-Auto-Akku über so eine Leitung geladen werden, dauert das bei einem 40 kWh-Akku also 40/3,7 ≈ 11 Stunden. Mal eben schnell das E-Auto an der normalen Steckdose zu laden, ist so nicht möglich.
Ist die Wallbox oder Ladesäule 3-phasig angeschlossen, kann sie die dreifache Menge liefern, also 3,7*3 ≈11 kW. Sind die Stromleitungen entsprechend ausgelegt und können auch die doppelte Menge an Strom transportieren (dazu müssen sie in der Regel einfach ‚dicker‘ sein), können Sie mit 32A-Sicherungen arbeiten. Dann liefert die Wallbox maximal 22 kW. Mehr ist mit ‚normalem‘ Wechselstrom nicht möglich.
Gleichstrom: Schneller und mit mehr Power
Gleichstrom (DC) wird wegen der geringen Reichweite im Alltag nur genutzt, wenn er zuvor aus dem Wechselstrom transformiert wurde. Er dient beispielsweise dem Laden von Notebooks und Handys.
Da Akkus zum Laden Gleichstrom benötigen, bieten DC-Ladestationen erhebliche Vorteile. Beim Laden mit Wechselstrom muss die Transformation im Auto stattfinden, was Energieverluste erzeugt. Sogenannte Schnellladesäulen nutzen daher immer Gleichstrom, häufig mit 400 Volt und inzwischen auch mit 800 Volt.
DC-Schnellladesäulen können mit bis zu 500 Ampere laden, was für die Fahrzeuge bedeutet, dass sie mit maximal 200 kW (bei 400 Volt) und 400 kW (bei 800 Volt) geladen werden können. Anders als beim Füllen des Tanks beim Verbrenner-Auto erfolgt der Ladevorgang aber nicht immer mit der gleichen Geschwindigkeit: Je voller der Akku, desto langsamer fließen die restlichen kW in den Stromspeicher. Daher wird häufig angegeben, wie lange das Laden von 10 Prozent auf 80 Prozent dauert. Oberhalb von 80% wird der Ladevorgang sehr langsam.
Die meisten E-Autos können mit 100 oder 150 kW Gleichstrom schnell geladen werden; einige moderne Modelle auch mit 270 bis 320 kW.
Um diese Mengen an Strom liefern zu können, muss natürlich die entsprechende Strom-Infrastruktur vorhanden sein. Möchte man eine oder mehrere Schnellladesäulen betreiben, ist dazu der Anschluss an ein Mittelspannungsnetz notwendig, das der Stromnetzbetreiber bereitstellen muss. Ist das nicht bereits vorhanden, kann das weitere Kosten erzeugen.
Kostenfragen: AC und DC
Wie Sie beim Blick auf die technischen Aspekte erkennen, sind Wallboxen und Ladesäulen mit Wechselstrom (AC) technisch einfacher, weil Sie in der Regel auf bestehende Leitungen und Technik zurückgreifen können. Sie sind daher auch wesentlich günstiger in der Anschaffung und im Betrieb, die Kosten für die Installation liegen im niedrigen vierstelligen Bereich. Bei Wallboxen mit mehr als 11 kW Leistung ist eine Genehmigung durch den Stromnetzbetreiber notwendig, die ebenfalls Kosten verursacht.
DC-Schnellader kosten in der Anschaffung und im Betrieb mehr. Zusätzliche Kosten entstehen, wenn die notwendigen Mittelspannungsnetz-Zugänge erst noch angelegt werden müssen. Dem können Unternehmen und öffentliche Einrichtungen entgegenwirken, indem sie auf die verschiedenen Fördermöglichkeiten zurückgreifen, die Kommunen, Bund und Länder bereitstellen. Oft ist eine Bedingung für die Förderfähigkeit jedoch, dass die Ladestellen öffentlich zugänglich sein müssen.
Nutzungsszenarien
Für alle Anbieter von Dienstleistungen und Waren mit Laufkundschaft ist also die Frage:
Wie viel Zeit haben die Kunden oder Mitarbeiter, um zu laden?
Wenn das Auto lange steht, reichen AC-Ladestellen völlig aus. Das gilt zum Beispiel bei Mitarbeitern, die morgens zur Firma fahren und dort das Auto für mehrere Stunden abstellen.
Ähnlich verhält es sich bei Betriebsfahrzeugen, die tagsüber im Einsatz sind, aber nachts auf dem Betriebsgelände stehen und geladen werden können. Ein 11-kW-Ladevorgang von 12 Stunden, von 18 Uhr bis 6 Uhr, reicht für 132 kWh.
Für Betriebe mit vielen Fahrzeugen sind Schnellladesäulen sinnvoll, um mehrere Fahrzeuge in kurzer Zeit laden zu können. Dabei muss allerdings eine Person vor Ort sein, um die Fahrzeuge nacheinander ab- und anzustecken.
Attraktivität des Standorts mit Schnellladesäulen steigern
- Autobahn-Raststätten und Tankstellen: Sie sind ideal für Schnellladesäulen, da sie häufig von Langstreckenfahrern frequentiert werden, die nur kurze Ladepausen einlegen möchten oder können.
- Einzelhandel und Einkaufszentren: Das Anbieten von Schnellladestationen kann Kunden anziehen, die während ihres Einkaufs ihr Fahrzeug aufladen möchten. So steigt außerdem die Shopping-Verweildauer und damit potenziell der Umsatz.
- Hotels und Gastronomie: Gäste können während ihres Aufenthalts bequem laden, was besonders für Geschäftsreisende attraktiv ist.
- Parkhäuser und Bürogebäude: Diese Standorte profitieren von Schnellladesäulen, indem sie Mitarbeitern und Besuchern eine schnelle Lademöglichkeit bieten, was die Attraktivität des Standorts und damit auch den Wert der umliegenden Immobilien erhöht.
Bedarfsermittlung: Was brauche ich?
Für die Entscheidung, ob AC- oder DC-Ladepunkte installiert und in Betrieb genommen werden sollen, sind also mehrere Faktoren wichtig:
- Mit wie vielen E-Autos rechne ich, die täglich die Lademöglichkeiten nutzen wollen? Müssen diese gleichzeitig oder können sie auch nacheinander
(schnell-)geladen werden? - Wie hoch ist der voraussichtliche Strombedarf pro Tag für alle Nutzer? Kann das mit AC-Wallboxen geleistet werden oder braucht es DC-Ladesäulen?
- Firmen können für ihre Fahrzeugflotte die Laufleistung der avisierten E-Fahrzeuge in Kilometern mit dem durchschnittlichen Verbrauch von 15 bis 25 kWh bei E-Autos multiplizieren und damit die kWh berechnen, die pro Tag bereitstehen müssen. Für Lieferfahrzeuge und LKW gelten andere Strombedarfe.
- Bei öffentlichen Säulen mit Laufkundschaft: Wie lange bleiben die Kunden und was erwarten sie? In einem Business-Hotel genügen sicher potente AC-Lademöglichkeiten, weil die Kunden ihr Fahrzeug über Nacht laden können. Hier ist eine ausreichende Anzahl an Ladestationen wichtiger. Bei geringem Platzangebot sind DC-Schnelllader besser geeignet, weil dann mehrere Fahrzeuge nacheinander schnell laden können.
- Bei Einkaufszentren und anderen großen Geschäften sind DC-Ladestationen sinnvoll, weil sie Fahrzeughalter dazu animieren, sich für die gesamte Ladezeit im Geschäft umzuschauen und den Umsatz zu steigern.
Besonders attraktiv ist es, mit einer Solaranlage auf dem eigenen Dach Strom zu erzeugen und diesen dann für das Laden von Fahrzeugen zu verwenden. Da die Stromerzeugung mit Photovoltaik günstig ist, entsteht eine attraktive Einnahmequelle.
Hierbei sind Ansätze wie „Smart Charging“ sinnvoll: Smart Charging bedeutet, dass die Ladeleistung dynamisch an die Verfügbarkeit von Energiequellen und die aktuellen Netzbedingungen angepasst wird. Durch die Kombination mit einer eigenen Solaranlagen stellt die Regeltechnik sicher, dass der selbst erzeugte Solarstrom dann die eigenen Fahrzeuge lädt, wenn die Sonne scheint – oder wenn der Speicher voll ist.
Ein effizientes Energiemanagementsystem optimiert aber nicht nur den Ladevorgang, sondern verteilt auch die verfügbare Energie sinnvoll zwischen verschiedenen Ladepunkten und anderen Verbrauchern. Dadurch können Unternehmen sicher sein, dass sie die Ladeinfrastruktur zuverlässig, zukunftssicher und effizient betreiben.
Entscheidungsfindung mit Partner
Ob DC oder AC: Limitierende Faktoren für Ladepunkte sind die Nutzungsintensität und -intervalle, aktuelle Fördermöglichkeiten und die Bedarfe für Kundschaft und Mitarbeiter, Unternehmensvorgaben zu möglichen Budgets sowie die technischen Möglichkeiten vor Ort.
Um die optimale Lösung aus dieser Matrix von Rahmenbedingungen zu finden, ist es sinnvoll, sich frühzeitig von einem kompetenten Partner beraten zu lassen. Er kann zum Beispiel auch berechnen, wie weit sich eine Investition auf die eigene CO₂-Bilanz auswirkt und welche Einsparungen erreichbar sind.
Sind Sie bereit für den Schritt in die Zukunft? Dann kontaktieren Sie uns, um Ihre Fragen zu klären und eine nachhaltige und effiziente Ladeinfrastruktur aufzubauen.
