Bidirektionales Laden

Noch sind Elektroautos vor allem fortschrittliche, umweltfreundliche Fortbewegungsmittel. Doch schon in wenigen Jahren werden E-Autos – dank bidirektionalem Laden – als dezentrale Stromspeicher unterwegs sein, die Strom aus der Fahrzeugbatterie nicht nur ins heimische, sondern auch ins öffentliche Stromnetz zurückfließen lassen können. Statt die meiste Zeit einfach vollgeladen und ungenutzt auf Parkplätzen zu stehen, tragen E-Autos zur Energieautarkie zu Hause und zur Entlastung der allgemeinen Stromnetze bei.

Bidirektionales Laden bedeutet „Laden in zwei Richtungen“. Mit dieser Technologie kann man überschüssige und ungenutzte Energie aus der Batterie des Autos in das Haus- bzw. allgemeine Stromnetz einspeisen und so unter anderem Energie wirkungsvoller nutzen.  

Bidirektionales Laden, kurz BiDi-Laden, ermöglicht also nicht nur das Laden, sondern auch das Entladen der Fahrzeugbatterie. Dies eröffnet viele Möglichkeiten zur Energieoptimierung und -nutzung. Beispielsweise können Hausbesitzer – statt eines teuren Stromspeichers für die Photovoltaik-Anlage zu kaufen – das E-Auto den überschüssigen Solarstrom speichern und bei Bedarf via Wallbox wieder ins Haus- oder Stromnetz zurückspeisen lassen. Eine vierköpfige Familie könnte mit einer vollgeladenen 50-kW-Batterie ihren Strombedarf circa vier Tage lang decken. Diese Methode wird als Vehicle-to-home (V2H) bezeichnet. 

Bei Vehicle-to-Grid (V2G) fließt der Strom über die Wallbox direkt ins öffentliche Stromnetz. Dies hat zwei entscheidende Vorteile: Zum einen können Elektroautofahrer in Zeiten hoher Stromnachfrage und schwankender Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen aktiv zur Netzstabilität beitragen. Zum anderen spielen sie eine Schlüsselrolle in einer nachhaltigen Energiezukunft, in der die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen weiter abnimmt. Dafür könnten Elektroautofahrer künftig sogar finanziell entlohnt werden, vergleichbar der THG-Prämie. 

Eine weitere Variante des bidirektionalen Ladens ist Vehicle-to-Device (V2D) oder auch Vehicle-to-Load (V2L). V2L ermöglicht die direkte Nutzung des im Fahrzeug-Akku gespeicherten Stroms zum Betreiben und Laden verschiedener Geräte. Von Vehicle-to-Vehicle (V2V) spricht man, wenn ein anderes Elektroauto geladen wird. Unter dem Begriff Vehicle-to-Everything (V2X) werden alle Möglichkeiten des bidirektionalen Ladens zusammengefasst.

Die ISO 15118 Normreihe regelt die Kommunikation zwischen Elektrofahrzeugen und Ladestationen. Dabei ermöglicht sie nicht nur die herkömmliche Kommunikation über Pulsweitenmodulation (PWM), wie sie in jedem AC-Ladesystem vorhanden ist, sondern auch eine leistungsfähigere Powerline Communication (PLC) für detaillierteren Informationsaustausch zwischen Fahrzeug und Ladestation. ISO 15118 ist nicht nur Basis für Plug and Charge (einfaches Aufladen und Bezahlen an öffentlichen Ladesäulen ohne Freischalten mit Ladekarte oder Smartphone-App), sondern auch für das bidirektionale Laden. 

Beim bidirektionalen Laden agiert ein (Heim-)Energiemanagementsystem oder eine Wallbox wie eine intelligente Schaltzentrale, die permanent mit dem Elektroauto und dem Stromnetz kommuniziert und den Energiefluss zwischen beiden steuert. Bei V2H fließt Strom ins Hausnetz, wenn Strom teuer ist, die Solaranlage nicht ausreicht oder der Strom ausfällt. Das nennt man auch „Inselbetrieb“ und meint die Versorgung eines kleinen Netzes, z. B. ein Gebäude oder wenige Gebäude, mit elektrischem Strom ohne Anschluss an ein z. B. öffentliches Stromnetz. Bei V2G speichert das E-Auto tagsüber überschüssige erneuerbare Energie und gibt sie nachts oder bei Bedarf ins Stromnetz zurück.