Charging Wallbox for your parking spot starting from CHF 20 per month

Der Strom in der Schweiz wird heute weitestgehend CO2-frei produziert. Grund dafür ist der hohe Anteil an CO2-neutraler Stromproduktion aus Wasserkraft und Kernenergie. Die Schweiz ist im internationalen Vergleich ein Musterschüler. Das zeigen die Zahlen und Fakten sowie die Vergleiche mit den Nachbarländern deutlich.

Mit Electricity Maps können Sie die weltweite Stromproduktion, Importe und Exporte auf einer Karte betrachten.

Mit einer einfachen Beispielrechnung wollen wir mit dem Mythos aufräumen, dass Elektroautos übermäßig viel Strom verbrauchen. Zunächst einmal: Selbst wenn alle Fahrzeuge in der Schweiz nur noch elektrisch fahren würden, bräuchten wir nicht eine Kilowattstunde mehr Strom als heute: In der grössten Schweizer Erdölraffinerie in Crissier werden für jeden Liter Benzin, der aus Rohöl raffiniert wird, 1,5 kWh Strom benötigt. Bei Diesel sind es sogar mehr als 2,5 kWh. Heute verbrauchen alle zugelassenen Fahrzeuge etwa 10 Liter Benzin oder 6 Liter Diesel auf 100 Kilometer. Das sind also 15 kWh Strom, wenn man das Tanken, den Tankwagen-, Zug- und Strassentransport sowie die Pumpen und die Beleuchtung an der Tankstelle nicht mit einbezieht. Mit 15 kWh kann ein E-Auto aber bereits 100 Kilometer weit fahren.

Der Strom wird als Dreiphasenstrom (3-Phasen) ins Haus geliefert und als Wechselstrom (1-Phase) im Haus verteilt.

Eine Wechselstromsteckdose hat drei Pole: eine der drei Phasen (L1, L2 oder L3), den Nullleiter und die Erdung. Eine Drehstromsteckdose hat fünf Pole: alle drei Phasen, den Nullleiter und die Erdung.

Einzelne Haushalts-Wechselstromsteckdosen sind jeweils nur an eine der Phasen (Aussenleiter), den Neutralleiter und den Schutzleiter angeschlossen, während Drehstromsteckdosen alle drei Phasen, den Neutralleiter und den Schutzleiter bereitstellen. Sie sind für den Anschluss besonders leistungsfähiger Geräte vorgesehen, wie z. B. leistungsstarke Elektromotoren und Ladegeräte für Elektroautos. Wenn eine Drehstromsteckdose z. B. 32 A liefern kann, ergibt das eine maximale Leistung von ca. 3 – 230 V – 32 A = 22 kW, also 6 Mal mehr als bei einer Einphasen-Wechselstromsteckdose mit 16 A, die maximal 3,7 kW liefert. Der Faktor 3 ergibt sich allein aus der Tatsache, dass die Leitungen dreiphasig sind, und eine weitere Verdoppelung bringt den doppelten Strom von 32 A.

Lade-Modi

Das Aufladen eines Autos ist nicht dasselbe wie das Aufladen von normalen elektronischen Geräten. Das Aufladen über eine Steckdose zu Hause ist ebenfalls eine Möglichkeit, dauert aber wesentlich länger. Am besten ist es, das Auto während des Ladevorgangs an eine dreiphasige Steckdose anzuschliessen. Dieser dreiphasige Anschluss ist jedoch nicht dasselbe wie der zuvor erwähnte. Wenn du mit dem Auto keine Pirouetten drehen willst, ist ein Drehstromanschluss in Wirklichkeit nicht erforderlich. Der Aufbau ist zwar derselbe wie bei Drehstromsteckdosen, aber der Strom wird über den Nullleiter aus jeder Phase gezogen, so dass jede Phase 230V liefert. Die Grafik zeigt den Aufbau des Anschlusses.

Je nach Anwendungsfall kann das Laden von Elektrofahrzeugen in die folgenden Nutzergruppen und Kapazitäten unterteilt werden:

Laden mit Wechselstrom: Wechselstrom lässt sich leichter transportieren, während Gleichstrom einfacher zu speichern ist. Daher wird der Strom als Wechselstrom zum Auto übertragen und im Auto umgewandelt, um als Gleichstrom in der Batterie gespeichert zu werden. Von der Batterie wird er wieder in Wechselstrom umgewandelt und an den Antrieb weitergeleitet.

Laden mit Gleichstrom: Der Schritt der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom kann auch vorgezogen werden, so dass der ins Auto fliessende Strom direkt gespeichert werden kann. Dazu braucht man ein spezielles Gerät und einen dafür geeigneten Stecker. Da die Gleichrichter ausserhalb des Fahrzeugs in der Regel grösser und damit leistungsfähiger sind als die eingebauten, verkürzt sich die Ladezeit, was ja der Sinn des Gleichstromladens ist.

Lade-Roaming

Wir alle haben schon einmal das Wort „Roaming“ gehört. Wenn du in ein anderes Land reist und dein Handy nach der Ankunft wieder einschaltest, verbindet es sich automatisch mit einem lokalen Netz. Du kannst telefonieren, eine SMS schreiben und das Internet nutzen, ohne einen neuen Netzvertrag abschliessen zu müssen. Dies ist vergleichbar mit dem Roaming beim Laden von Elektrofahrzeugen (EV). Mit Lade-Roaming können Fahrer von Elektrofahrzeugen ein einziges Kundenkonto nutzen, um ihre Fahrzeuge ausserhalb des Netzes ihres Ladedienstanbieters aufzuladen. Da der weltweite Absatz von Elektrofahrzeugen weiter ansteigt, muss Lade-Roaming dafür sorgen, dass die Anbieter mit dem derzeitigen Elektrofahrzeug-Boom Schritt halten können.

Damit sich Elektrofahrzeuge auf breiter Front durchsetzen können, muss das Roaming funktionieren und zuverlässig sein. Roaming-Netzwerke bieten Zugang zu Tausenden von Ladestationen auf der ganzen Welt. Mit einer Vielzahl von Ladealternativen für E-Fahrzeuge können E-Fahrer die Reichweitenangst vergessen, die immer noch ein grosses Hindernis für die Anschaffung eines E-Fahrzeugs darstellt. Roaming bietet E-Autofahrern eine konsistente und problemlose Ladeerfahrung, unabhängig davon, wo sie fahren. Die ChargeEasy-Lösungen bieten immer Zugang zu einer Vielzahl von Roaming-Netzwerken und können zudem auch in andere öffentliche Ladenetzwerke integriert werden, so dass man mit den Besucherparkplätzen Geld verdienen könnte.

5 Szenarien für das Laden

Insgesamt haben Zayer und Stein fünf Szenarien für das Laden ermittelt, um die herum Anbieter Geschäftsmodelle entwickeln können:

1. Laden an Strassen: Dafür werden Schnellladestationen benötigt, sie müssen zuverlässig und schnell funktionieren, die Standorte müssen sinnvoll gewählt werden und es braucht zusätzlichen Komfort, zum Beispiel in Form von Toiletten, kostenlosem Internet oder einem Dach. Der Autobauer Tesla hat dafür ein eigenes Netz aufgebaut, und auch etablierte Anbieter wie der Tankstellenbetreiber Shell drängen mit Nachdruck in dieses Geschäft.  Und auch Newcomer wie Swisscharge wollen ein Wörtchen mitreden.
2. Aufladen am Zielort: Attraktiv sind hochfrequentierte Standorte wie Supermärkte oder Restaurants, wo sich die Kunden länger aufhalten. Entscheidend für die Anbieter: ein reibungsloser Betrieb und wettbewerbsfähige Preise. Das Rennen ist bereits hart umkämpft, warnt Zayer.
3. Laden zu Hause: In Zukunft wird es nicht mehr nur um die klassische Wallbox gehen. Auch Smart-Home-Dienstleistungen werden stärker gefragt sein. Start-ups wie ChargeEasy, grosse Namen wie Volkswagen mit seiner Tochter Elli, aber auch traditionelle Elektriker drängen in dieses Geschäft.
4. Laden am Arbeitsplatz: Auch hier werden einfache Betriebsmodelle und niedrige Preise die Erfolgsfaktoren sein. Der Anbietermarkt ist ähnlich diversifiziert wie beim Laden zu Hause.
5. Smart Energy Services: Derjenige, der einen zuverlässigen Zugang zu einer grossen Anzahl von geparkten Fahrzeugen erhält, gewinnt. Bain sieht das grösste Potenzial im Bereich von Büros, Fabriken und Wohngebieten. Zayer und Stein gehen davon aus, dass solche Dienste bis 2030 rund ein Drittel des Gesamtumsatzes in der Ladeindustrie ausmachen könnten.

Für alle fünf Anwendungsfälle werden unterschiedliche Fähigkeiten benötigt. Am Anfang wird es daher wahrscheinlich erfolgreiche Spezialisten in jeder Nische geben. „Später erwarten wir aber Kooperationen und Fusionen“, sagt Eric Zayer. „Dann werden grosse Player entstehen, die alles aus einer Hand anbieten.“

Lastmanagement

Die Grundlagen:

Mehr Ladestationen in einer Immobilie bedeuten einen höheren Stromverbrauch. Jeder Hausanschluss hat jedoch eine begrenzte Strommenge, die er liefern kann. Daher wird häufig angenommen, dass Elektrofahrzeuge den Netzanschluss des Gebäudes überlasten würden. Denn wenn die Bewohner oder Nutzer einer Immobilie mehr Energie nachfragen, als der Anschluss liefern kann, besteht die Gefahr einer Überlastung. Um dem entgegenzuwirken, gibt es zwei Möglichkeiten: die Erweiterung des Netzanschlusses oder die Implementierung einer intelligenten Laststeuerung. Ersteres garantiert, dass der Hausanschluss mehr Leistung erbringen kann. Ein Ausbau des Netzanschlusses ist dagegen teuer und je nach Standort vielleicht gar nicht machbar. Ein intelligentes Lastmanagement hingegen verteilt die verfügbare Energie auf alle Abnehmer. Vereinfacht ausgedrückt, bedeutet Lastmanagement die Verteilung der verfügbaren Energie auf alle angeschlossenen Geräte und Anlagen.

Leistungsfähige EV-Lastmanagement-Einheiten bieten die Möglichkeit, Informationen wie z. B. eine Vielzahl von Energiepreistarifen zu nutzen und die Kunden nach Nutzerprofilen zu priorisieren, die über Apps gesteuert werden können. ChargeEasy installiert in der Regel solche Lastmanagement-Einheiten. Die neueste Generation von EV-Lastmanagementsystemen kann auch mit verschiedenen Wallbox-Typen und Marken integriert werden. Auf diese Weise garantieren wir volle Flexibilität und integrieren bestehende Installationen in ein System.

Ein Beispiel:

Nehmen wir einen Parkbereich mit 50 Stellplätzen und 50 Ladestationen an. In den meisten Fällen ist es selten, dass alle 50 Ladestationen gleichzeitig genutzt werden. Dies kann verschiedene Gründe haben, z. B. dass einige Parkplätze von Nicht-EVs belegt sind, dass einige Fahrzeuge bereits fertig geladen sind und einfach nur geparkt werden oder dass der Parkplatz zu dieser Tageszeit nicht belegt ist usw. Daher kann die Gesamtkapazität des Standorts deutlich geringer sein als die Leistung, die für die gleichzeitige Nutzung aller 50 Ladegeräte erforderlich ist, da davon auszugehen ist, dass nicht alle Ladegeräte gleichzeitig genutzt werden.

Ein dynamisches Lastmanagementsystem sorgt dafür, dass die Leistung gleichmässig auf alle aktiven Ladegeräte verteilt wird, und zwar sicher und effizient. Wenn die Gesamtlast am Standort die verfügbare Kapazität des Parkhauses übersteigt, z. B. wenn alle 50 Ladestationen in Betrieb sind, begrenzt das Lastmanagementsystem die Stromversorgung der Ladestationen, so dass die Fahrzeuge zwar geladen werden können, aber mit geringerer Geschwindigkeit.

Diese Form des gesteuerten Ladens ermöglicht es, mehr Ladegeräte an einem Standort zu installieren und Netzaufrüstungen zu vermeiden.

In Short:

Das dynamische Lastmanagement für Elektroautos bietet mehr Kontrolle darüber, wie und wann die Ladestationen genutzt werden. So können die Einsparungen maximiert werden, indem verschiedene Energietarife und Verbrauchszeiten genutzt werden. Unabhängig davon, ob es sofort oder in der Zukunft weitere Ladestationen auf Ihrem Grundstück geben soll, die Investition in ein Lastmanagement spart Ihnen später Zeit, Geld und Arbeit.

ChargeEasy installiert keine Ladesysteme ohne vorgeschaltete dynamische Lastmanagement-Einheiten.

Bidirektionales Laden

Elektrofahrzeuge mit bidirektionaler (Zwei-Wege-) Ladefunktion können zur Stromversorgung eines Hauses verwendet werden, Energie in das Netz zurückspeisen und sogar als Notstromaggregat im Falle eines Stromausfalls oder einer Katastrophe dienen. Da ein Elektroauto praktisch eine riesige Batterie auf Rädern ist, ermöglichen bidirektionale Ladegeräte die Speicherung von preiswertem Strom aus Schwachlastzeiten oder Solarstrom, was die Stromkosten für Haushalte senkt. Diese sich entwickelnde und heiss diskutierte Technologie, die als Vehicle-to-Grid (V2G) bekannt ist, hat das Potenzial, die Art und Weise, wie unsere Stromnetze funktionieren, zu verändern, indem Zehntausende von Elektrofahrzeugen während der Stromspitzen gleichzeitig Strom liefern.

Heute werden 3 Formen des bidirektionalen Ladens unterschieden:

1. Vehicle-to-Grid oder V2G – Elektrofahrzeuge exportieren Energie zur Unterstützung des Stromnetzes.
2. Vehicle-to-home oder V2H – Die Energie des Elektrofahrzeugs wird für die Stromversorgung eines Hauses oder eines Unternehmens verwendet.
3. Vehicle-to-Load oder V2L – Elektrofahrzeuge können zur Stromversorgung von Geräten oder zum Aufladen anderer Elektrofahrzeuge verwendet werden.

Doch kaum jemand erwähnt, wie kompliziert die Technologie ist und dass diese Ladestationen wesentlich teurer macht. Auch wird kaum bedacht, dass das Auto nicht mehr als „mobiles Auto“ betrieben werden kann, da spontane Fahrten nicht mehr möglich sind, weil die Batterie in diesem Moment vielleicht gerade entladen ist. Noch weniger wollen die Autohersteller plötzlich die dreifache Anzahl an Ladezyklen ihrer Batterien, da dies zu einer kürzeren Lebensdauer und möglicherweise zu mehr Garantieansprüchen führen würde. Im Gegensatz dazu erfordert die kostengünstige Überschussladung nur eine intelligente Software und keine zusätzliche Hardware. Daher ist es klüger, auf intelligente Lastmanagementsysteme mit ständig verbesserungsfähiger Software zu setzen.

Die Zahl der Normen und Standards im Bereich des Ladens von Elektrofahrzeugen wächst ständig und wird immer weiter ausgebaut. Wir haben einige relevante Normen für Sie zusammengestellt:

SIA 2060

Mit dem Merkblatt SIA 2060 nimmt sich der SIA der Elektromobilität an. Angesichts der zu erwartenden Entwicklung müssen Neubauten und bestehende Gebäude mit der notwendigen Infrastruktur ausgestattet werden. Das Merkblatt gibt deshalb Hinweise zum Umfang der Ausrüstung und zeigt auf, welche Aspekte bei der Planung berücksichtigt werden müssen. Neben den technischen Rahmenbedingungen schafft das Merkblatt auch die Grundlage für Rahmenbedingungen durch die Kommunen und Stromnetzbetreiber (EVU). Flächendeckende Infrastrukturen sind eines der Schlüsselkriterien für den Erfolg der Elektromobilität. Das Merkblatt konzentriert sich auf den Planungsprozess.

Zusammenfassend werden die folgenden Bauabschnitte beschrieben:

A – Pipe for power

Schaffung von Ausbaureserven:

– Leere Leitungsinfrastruktur für Strom und für Kommunikation (Leerrohre und Kabeltragsysteme).

– Platzreserve im Verteiler für die elektrischen Schutzeinrichtungen und allfällige Stromzähler.

B – Power to building

Herstellung der Anschlussleitung (Hausanschlussleitung).

C1 – Power to garage

Stromversorgungsleitung zur Ladestation, Installation der elektrischen Schutzvorrichtungen und eventuelle Kommunikationsverkabelung. Für die spätere Ausstattung der Ladestation ist es lediglich erforderlich, die Stromversorgung aus der Leitung zu entfernen und eine Ladestation zu installieren.

C2 – Power to parking

Stromversorgungsleitung zur Ladestation, Installation der elektrischen Schutzvorrichtungen und eventuelle Kommunikationsverkabelung. Zuleitung zum Standort der zukünftigen Ladestation. Bei der Ausstattung der Ladestation muss später nur die Ladestation montiert oder angeschlossen werden.

Bei ChargeEasy führen wir Power-to-Parking (C2)-Installationen immer so aus, dass die Anlage so schnell und effizient wie möglich skaliert werden kann.

OCPP (Open Charge Point Protocol)

Das Open Charge Point Protocol (OCPP) ist ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll zur Verbindung von Ladestationen mit einem zentralen System (Host oder Backend). OCPP wird heute als universelles Kommunikationsprotokoll in Ladeinfrastrukturen in ganz Europa und Asien eingesetzt. Aufgrund des universellen Kommunikationsprotokolls sind die Betreiber von Ladestationen weniger abhängig von einzelnen Systemanbietern. Es ist der einzige offene Standard, der es ermöglicht, jede beliebige Hardware mit jeder beliebigen Lastmanagement- und Ladesoftware zu verbinden. Die meisten großen Ladestationen und Wallboxen unterstützen inzwischen OCPP und können so miteinander vernetzt werden. ChargeEasy installiert nur OCPP-fähige Ladestationen, um die langfristige Rentabilität des Systems zu gewährleisten.

ISO

Da sich dieses Umfeld ständig ändert, hier eine Auswahl der aktuellen ISO- und IEC-Normen:

1. ISO15118 Plug & Charge
   ISO15118 ist eine Norm für die „Vehicle-to-Grid“-Kommunikation, die festlegt, wie die Fahrzeuge mit den Ladegeräten kommunizieren. Die Norm definiert auch die Voraussetzungen für die Identifizierung mit dem Kabel oder über Wi-Fi, so dass das Ladegerät und der Back-End-Dienst das Auto und seinen Besitzer identifizieren können, wenn das Fahrzeug angeschlossen ist.
2. ISO 6469-3, Elektrisch angetriebene Strassenfahrzeuge – Sicherheitsanforderungen – Teil 3: Elektrische Sicherheit.
3. ISO 20653, Strassenfahrzeuge – Schutzarten (IP-Code) – Schutz elektrischer Geräte gegen Fremdkörper, Wasser und Zugang.
4. ISO 17409: 2020 Elektrisch angetriebene Strassenfahrzeuge – Konduktive Leistungsübertragung – Sicherheitsanforderungen.
5. IEC 62752: 2016 Kabelinterne Steuer- und Schutzeinrichtungen für das Laden von elektrischen Strassenfahrzeugen im Modus 2 (IC-CPD).
6. ISO 23274-2: 2021 Hybridelektrische Strassenfahrzeuge – Abgasemissions- und Kraftstoffverbrauchsmessungen – Teil 2: Extern aufladbare Fahrzeuge.

Weitere Informationen zu ISO-Normen finden Sie hier: https://www.iso.org/ics/43.120/x/