Für Besitzer von Elektroautos stellen die langen Ladezeiten mitunter ein Problem dar. Kann eine Wallbox mit Gleichstrom Abhilfe schaffen? Hier findest du die Antwort.
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Was ist der Unterschied zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC)?
Aus deinen Steckdosen zu Hause kommt Wechselstrom (AC). Er heißt so, weil er mehrmals in der Sekunde seine Polarität wechselt. Deshalb ist es egal, wie du einen Stecker in die Steckdose steckst. Du musst nicht auf die Polarität achten.
Bei Batterien und Akkus ist das anders. Sie liefern Gleichstrom (DC) und verfügen über einen Plus- und einen Minuspol. Die Pole sind gekennzeichnet. Wenn du Batterien in ein Radio, eine Fernbedienung oder eine Taschenlampe einlegst, musst du die Polarität beachten. Sonst funktioniert ein batteriebetriebenes Gerät nicht.
Was bedeutet das nun für das Aufladen der Batterie eines Elektroautos?
AC- oder DC-Laden deines E-Autos?
Die Ladetechnik für Elektroautos orientiert sich im Ursprung am vorhandenen Stromnetz. Und das überträgt bekanntlich Wechselstrom. Elektroautos wurden so entwickelt, dass du sie mit dem flächendeckend zur Verfügung stehenden Wechselstrom laden kannst. Ladestationen und Wallboxen entnehmen den benötigten Strom dem öffentlichen Stromnetz und stellen ihn mit höherer Leistung als bei einer Haushaltssteckdose zur Verfügung.
Bekanntlich kannst du E-Autos auch an Haushaltssteckdosen laden. Nur dauert das wegen der geringen Leistung sehr lange. Zum Laden an AC-Wallboxen und -Ladestationen ist an den Elektroautos ein Ladeanschluss Typ 2 verbaut.
Da die Batterien von E-Fahrzeugen Gleichstrom speichern, liegt es nahe, Gleichstrom zum Laden zu nutzen. Das passiert an DC-Ladestationen. Dazu muss das Fahrzeug über einen Ladeanschluss Typ CCS oder CHadeMO verfügen. Durch die unterschiedlichen Anschlüsse kann keine Verwechslung zwischen AC-Laden und DC-Laden passieren.
Wie funktioniert das Laden eines Elektroautos?
Wir haben soeben festgestellt, dass die Batterie deines Elektroautos eigentlich Gleichstrom benötigt. Um trotzdem an einer AC-Ladestation aufladen zu können, besitzt ein E-Auto ein internes Ladegerät, das den Wechselstrom von Wallbox oder Ladestation in Gleichstrom umwandelt und den Ladevorgang steuert.
Allerdings kann das Ladegerät keine beliebig große elektrische Leistung verarbeiten. Dieses interne Ladegerät begrenzt je nach Fahrzeug die Ladeleistung mit Wechselstrom auf maximal 22 kW (Kilowatt). Der Hintergrund ist die notwendige Leistungselektronik. Sie benötigt mehr Platz und Kühlung, je größer die zu verarbeitende Leistung ist.
Der im Elektroauto dafür zur Verfügung stehende Platz ist begrenzt. Außerdem ist es auch eine Preisfrage. Ein leistungsfähigeres internes Ladegerät würde die ohnehin schon hohen Preise für diese Fahrzeuge weiter in die Höhe treiben.
Bei der Aufladung mit Gleichstrom wird die Elektroenergie über den speziell dafür vorgesehenen Anschluss am Fahrzeug von der Ladestation direkt in die Batterie geleitet. Der limitierende Faktor – nämlich das interne Ladegerät – wird dabei umgangen. Deshalb sind mit Gleichstrom höhere Ladeleistungen als 22 kW möglich.
Auch DC-Ladestationen beziehen ihren Strom aus dem öffentlichen Wechselstromnetz. Sie beinhalten jedoch ein Ladegerät wie ein Elektroauto. Das ist allerdings wesentlich größer und leistungsfähiger. Deshalb kann eine DC-Ladestation eine wesentlich höhere Leistung zur Verfügung stellen als eine AC-Ladestation.
Eine höhere Leistung beim Aufladen bedeutet, dass die Übertragung des Stroms schneller in die Batterie gelangt. Das bewirkt eine kürzere Ladezeit. DC-Ladestationen sind daher auch unter dem Begriff Schnellladestationen bekannt.
Hier ein kleiner Vergleich: Bei einer üblichen AC-Wallbox zu Hause dauert der Ladevorgang deines Elektroautos mehrere Stunden. An einer Schnellladestation kannst du bei einer Batterie mit nur noch 10 Prozent Ladung innerhalb unter 1 Stunde auf 80 Prozent Ladung kommen.
Wo kommen Wallboxen mit Gleichstrom zum Einsatz?
Wallboxen beziehungsweise Ladestationen mit Gleichstrom kommen vor allem im öffentlichen Bereich zum Einsatz. Aber auch Unternehmen nutzen sie für das Laden ihrer Geschäftsfahrzeuge. Oft stellen sie die Ladepunkte gleichzeitig für Fahrzeuge ihrer Mitarbeiter zur Verfügung.
Andere Beispiele sind Parkplätze von Supermärkten und Einkaufszentren, Hotels, Tiefgaragen, Sportzentren, Hochschulen und Universitäten. Die relativ kurzen Ladezeiten machen es möglich, dass viele Besitzer von E-Fahrzeugen die Ladepunkte nutzen können.
An dieser Stelle müssen wir noch einmal darauf hinweisen, dass du nur Elektrofahrzeuge an DC-Ladestationen laden kannst, die über den entsprechenden Anschluss (CCS oder CHAdeMO) verfügen. E-Autos, die lediglich einen Anschluss Typ 2 aufweisen, kannst du nicht an einer Schnellladestation aufladen.
Sind bereits DC-Wallboxen für den privaten Bereich verfügbar?
AC-Wallboxen für Privatanwender haben in den letzten Jahren schon weite Verbreitung gefunden. Dementsprechend kannst du am Markt aus einem großen Sortiment wählen.
Bei DC-Wallboxen ist der Markt gerade erst im Entstehen. Die Anzahl der verfügbaren Modelle liegt aktuell in der Spanne zwischen 10 und 20 Stück.
Aber es kommen nach und nach weitere Anbieter hinzu. So hat zum Beispiel im Dezember 2021 der Volkswagen-Konzern angekündigt, innerhalb der nächsten 1 bis 2 Jahre DC-Wallboxen für Privatnutzer auf den Markt zu bringen.
Im Moment behindern noch die recht hohen Preise die schnelle Verbreitung dieser Technik im Privatbereich. Sie liegen im hohen vierstelligen oder sogar fünfstelligen Bereich. Da überlegen sich die potenziellen Interessenten, ob der Vorteil der schnelleren Ladezeit diesen hohen Preis rechtfertigt.
Im Privatbereich lädt das Fahrzeug eher über Nacht. Da besteht kein Zeitdruck. Es sei denn, es sollen nacheinander mehrere E-Autos aufgeladen werden – und das wird eher in Mehrfamilienhäusern der Fall sein. Und hier können sich die Nutzer die derzeit noch hohen Anschaffungskosten teilen.
Mit der steigenden Anzahl von Elektroautos in Privatbesitz wird in naher Zukunft der Bedarf an privaten DC-Wallboxen steigen und mit diesem wachsenden Markt kannst du mit sinkenden Preisen für die Geräte rechnen.
Bedingungen für die Nutzung einer Wallbox mit Gleichstrom
Voraussetzung für die Installation einer DC-Wallbox im Privatbereich ist, dass der Hausanschluss genügend Strom für den Ladevorgang liefern kann. Das musst du vor dem Kauf eines solchen Gerätes mit deinem Energieversorger und dem Netzbetreiber klären.
Ohnehin sollte die Installation der neuen Wallbox durch einen Elektrofachbetrieb erfolgen. Die Experten können auch den Hausanschluss für den Betrieb der DC-Wallbox konditionieren.
