Bidirektionales Laden: Energiespeicher auf vier Rädern

22. November 2022 von

Die Sonne scheint, das Solardach läuft auf Hochtouren, doch wohin mit dem überschüssigen Strom? Am besten ins E-Auto. Der dort gespeicherte Strom kann bei Bedarf problemlos wieder in das Hausstromnetz eingespeist werden und bringt Lampen zum Leuchten und Fernseher zum Laufen. Wie das geht? Das Zauberwort heißt bidirektionales Laden.

⏰ Kurz zusammengefasst

Bisher hat sich diese Art des Ladens noch nicht durchgesetzt, wenn Sie trotzdem nach einem E-Auto schauen möchten, haben wir hier einige Angebote für Sie:

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Was ist bidirektionales Laden?

Als erstes muss man wissen, dass ein Elektroauto nur mit Gleichstrom fährt, denn der Akku ist nur dafür ausgelegt. Deshalb muss der Wechselstrom aus dem Stromnetz in Gleichstrom umgewandelt werden. Wenn das Auto eine Zeit lang steht und der Strom nicht verbraucht wird, speichert der Akku den Strom einfach.

Beim bidirektionalen Laden wird Energie dementsprechend in beide Richtungen ausgetauscht, das Elektroauto wird nicht nur mit Strom aufgeladen, sondern kann auch Strom abgeben. In der Zwischenzeit fungiert das E-Auto sozusagen als Energiespeicher.

Wenn man nun den Strom aus dem E-Auto-Akku für beispielsweise die Hausbeleuchtung verwenden will, muss der Gleichstrom wieder in Wechselstrom zurückgewandelt werden. Genau das ist es, was diesen Ladevorgang ausmacht, denn es ist kein Problem für entsprechend ausgelegte Ladegeräte, dies zu bewerkstelligen.

Welche Einsatzgebiete gibt es?

Es gibt zwei Möglichkeiten, die im E-Auto gespeicherte Energie anderweitig zu verwenden:

Vehicle-to-home (V2H)

Wer sich hierfür entscheidet, möchte den gespeicherten Strom nutzen, um das Heimstromnetz zu versorgen. Ein Wandler, der aus dem Gleichstrom wieder Wechselstrom herstellt, ist meist in der Wallbox integriert. Ihr Elektroauto lädt demnach die hauseigene Photovoltaikanlage, und das E-Auto wurde vorher idealerweise durch die Solaranlage gespeist. Somit ist der gesamte Kreislauf für Sie kostenlos und nachhaltig.

Vehicle-to-grid (V2G)

Bei dieser Methode wird größer gedacht. Das bedeutet, dass man möglichst viele Elektroautos ins Energienetz einbindet. Die im E-Auto gespeicherte Energie soll in das allgemeine Stromnetz zurückgeführt werden. Sinnvoll ist das beispielsweise, um Stromspitzen entgegenzuwirken. Wenn man das E-Auto zu Nebenverkehrszeiten lädt, kann man zu den Spitzenzeiten die Energie wieder zurückführen, um das Stromnetz zu entlasten.

Natürlich können Sie in der Zwischenzeit auch mit dem Auto fahren, doch die meisten Fahrzeuge stehen gut 90 Prozent der Zeit, da ist es sinnvoll, die V2G-Möglichkeit zu nutzen. Das E-Auto wird somit als Stromspeicher benutzt.

Welche E-Autos können bidirektional laden?

Vorreiter für diese Ladetechnik ist Nissan, denn der Nissan Leaf kann schon seit einigen Jahren als E-Auto bidirektional laden. Generell kann man sagen, dass Modelle asiatischer Hersteller häufiger dafür geeignet sind, denn der im asiatischen Raum weit verbreitete CHAdeMO-Stecker war von Anfang an dafür ausgelegt. Nur für diesen Anschluss gibt es aktuell auch ein gültiges Protokoll für das V2G-Laden, um Strom in das öffentliche Netz einzuspeisen.

Der in Europa verbreitete Standard CCS beherrscht das meist noch nicht.

Folgende Modelle können aktuell (Stand: 11/2022) bidirektional laden:

Der Ioniq 5 und sein Schwestermodell EV6 bestätigen die Ausnahme beim CCS-Standard. Die beiden Modelle können bidirektional auch mit diesem Ladestandard laden. Allerdings stellt man diese Ladetechnik bei Hyundai und Kia aktuell noch nicht in den Fokus der Entwicklung. Möglich wäre es aber, externe Geräte über einen Adapter am CCS-Anschluss mit bis zu 3,7 kW zu laden. Auch Starthilfe könnte man dementsprechend anderen E-Autos geben.

Doch man möchte den asiatischen Autobauern in Sachen bidirektionalem Laden nicht einfach das Feld überlassen. Sono Motors möchte in 2022 den Sion auf den Markt bringen. Dieses Modell soll dann Energie mit bis zu 11 kW ins Haus oder Stromnetz zurückspeisen können. Auch Volkswagen ist dabei, bidirektional ladefähige ID.3 und ID.4 Modelle zu entwickeln, die nach aktuellen Aussagen auch noch 2022 in den Verkauf gehen könnten. Für die Anpassung wird wohl ein Softwareupdate sorgen.

Welche technischen Voraussetzungen braucht man?

Wichtig ist, dass alle beteiligten Parameter miteinander kommunizieren, sich also verstehen und miteinander arbeiten können. Folgende drei Voraussetzungen müssen erfüllt sein:

Ein Elektroauto ist für den Zweck des bidirektionalen Ladens am besten geeignet, Plug-in Hybridmodelle können das auch, sind aber für die Zukunft eher zu vernachlässigen. Sie besitzen nur eine kleine Batterie, die nur wenig Strom speichern kann.

Damit diese Technik in großem Stil umgesetzt werden kann, braucht man eine geeignete Ladeinfrastruktur. Dabei sind sowohl öffentliche Ladestationen als auch Wallboxen für den Heimgebrauch gemeint. Diese Geräte müssen Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, die richtige Spannung herstellen und einen passenden Kommunikationsstandard aufweisen.

Da wären wir schon bei der Sprache. Wie schon angesprochen, ist aktuell nur der CHAdeMO Standard zum bidirektionalen Laden ausgelegt. CCS legt nach, hat aber noch enormen Aufholbedarf.

Energiewende und Umwelt: Was kann bidirektionales Laden beitragen?

Strom nur noch nachhaltig zu produzieren ist eine große Herausforderung. Vor allem, was das wechselnde Wetter angeht, denn vor allem im Winter stehen Sonnen- und Windenergie noch nicht ausreichend zur Verfügung. Hier könnte eine große Menge Elektroautos, die in das Stromnetz eingebunden sind und als Pufferspeicher dienen, einen wirklichen Effekt haben.

Wenn die Akkus der E-Autos geladen werden, wenn genug Sonne oder Wind zur Verfügung steht und diese Energie dann bei schlechtem Wetter oder bei Windstille wieder ins Stromnetz zurückgeführt wird, würde man den Anteil an erneuerbaren Energien in unserem Stromnetz erhöhen.