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Strominfrastruktur: Für wie viele E-Autoladegeräte ist die Strominfrastruktur geeignet?

Themenstarteram 15. September 2019 um 2:20

zurzeit redet alles über die E-Mobilität und die komplette Automobilindustrie stellt ihre Antriebstechnik auf Batteriegestützte Fahrzeuge um. Ich habe die Befürchtung das damit die nächste

Enttäuschungswelle bei den Autokunden eingeleitet wird.

Die erste war, die Empfehlung mit Dieselmotoren zu fahren, weil diese weniger CO2 Ausstoß haben, ohne aber eine reale NOx Messung zu berücksichtigen. Die Folge war, der Dieselskandal und das Dieselfahrzeuge kaum noch zu verkaufen sind.

Jetzt wird den Autokunden empfohlen E-Autos zu kaufen, weil die ja bessere Umweltdaten haben. Das ist in Prinzip richtig, nur werden die E-Autobesitzer bald merken das die dafür notwendige Ladeinfrastruktur nicht nur jetzt nicht vorhanden ist, sondern das deren Bereitstellung sehr lange dauern wird und höchstwahrscheinlich eine Bereitstellung in Ballungsgebieten unmöglich ist.

Also hat er wieder in ein teures Auto investiert und kann es nicht nutzen oder nur eingeschränkt nutzen.

Ich habe Kontakt aufgenommen mit der Westfalen Weser NETZ, die für die Planung und Zurverfügungstellung des Stromnetzes zuständig ist. Ich hatte das Gefühl das den Mitarbeiter das Thema sehr wichtig ist und dass er froh war darüber zu sprechen. Er hat mir freundlicherweise die Zeichnung und Daten über den Aufbau des Stromnetzes meiner Straße zur Verfügung gestellt (siehe Anhang).

Er hat mir erzählt das die Stromnetze auf dem Land ca. 20% Reserve haben und die in den Städten ca. 10%. Dann müssen entweder die Umspanntransformatoren getauscht werden (Kosten ca. 15.000€), oder/und die Leitungsquerschnitte angepasst werden. Kosten etwa 200€ pro laufenden Meter.

Eine Faustregel lautet für E-Fahrzeuge: Jedes E-Fahrzeug mit 15.000 Jahreslaufleistung verbraucht min. soviel Strom wie ein 2 Personenhaushalt, ca. 2.800 KWh im Jahr.

Ich habe mir die Mühe gemacht meine Wohngegend einmal Datenmäßig zu erfassen und bin zu dem Ergebnis gekommen das schon, wenn ca. 10 Autofahrer (es gibt 189 Autos in dem Gebiet) sich entschließen würden sich ein E-Auto anzuschaffen, es Probleme mit der Stromversorgung geben könnte. Das Problem liegt darin, das Ladevorgänge über mehrere Stunden laufen und deshalb nicht nur kurzfristige Leistungsspitzen erzeugen. Die kritische Zeit wird im Winter am Wochenende sein, wenn in allen Haushalten der Sonntagsbraten im E-Herd ist, keine Sonne scheint, die Wärmepumpen alle Arbeiten müssen, weil es kalt ist und die E-Autos für den kommenden Wochentag zu Hause geladen werden.

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252 Antworten

Es ist richtig, dass es zu einer Netzüberlastung kommt, wenn alle Fahrzeuge gleichzeitig mit Maximallast laden und gleichzeitig alle ihren Sonntagsbraten einschalten und gleichzeitig alle Auf E-Mobilität umsteigen würden. Aber 1. steigen nicht alle gleichzeitig um, was dem notwendigen Netzausbau Zeit verschafft, 2. werden nicht alle gleichzeitig laden und 3. gibt es jetzt bereits Anbieter, die die E-Autos an der heimischen Wallbox intelligent mit niedrigen Strömen zu Zeiten laden, bei denen die Netzauslastung nicht so hoch ist oder die heimische PV genutzt werden kann. Und ja, die Netze müssen intelligenter genutzt werden. Ich gebe dir vollkommen Recht, es gibt Handlungsbedarf.

Hallo

Lässt sich doch alles mit intelligenten Ladesäulen lösen

Die Ladesäulen kommunizieren mit dem

Ladergerät im Auto

und mit dem Ortsnetztrafo

und mit deinem Terminkalender im Smartfon

und mit dem Strompreis an der Börse

und...

Das ging auch alles schon mal ganz einfach mit den Elektrischen Nachtspeicherheizungen, ab den 60-ziger Jahren

bei einem noch schwächeren Netz.

MfG

Themenstarteram 15. September 2019 um 9:42

Zitat:

Es ist richtig, dass es zu einer Netzüberlastung kommt, wenn alle Fahrzeuge gleichzeitig mit Maximallast laden und gleichzeitig alle ihren Sonntagsbraten einschalten und gleichzeitig alle Auf E-Mobilität umsteigen würden. Aber 1. steigen nicht alle gleichzeitig um, was dem notwendigen Netzausbau Zeit verschafft, 2. werden nicht alle gleichzeitig laden und 3. gibt es jetzt bereits Anbieter, die die E-Autos an der heimischen Wallbox intelligent mit niedrigen Strömen zu Zeiten laden, bei denen die Netzauslastung nicht so hoch ist oder die heimische PV genutzt werden kann. Und ja, die Netze müssen intelligenter genutzt werden. Ich gebe dir vollkommen Recht, es gibt Handlungsbedarf.

Ja. ich stimme dir zu. Ähnliche Antworten habe ich auch von unserem Stromanbieter bekommen.

Er ist der Meinung das die meisten E-Auto-Besitzer mit 4,3 KW Ladegeräten ihr Fahrzeug laden

Zitat:

"Aus Studien liegen hier bereits belastbare Ergebnisse für Wohngebiete vor:

Die tatsächliche, gleichzeitige Anschlussleistung eines Gebäudes erhöht sich durch Elektromobilität von ca. 1,5 kW auf 4,5 kW. Dies begründet sich darin, dass es eben nicht so ist, dass alle Kunden gleichzeitig laden, sondern eine Verteilung über den ganzen Tag erfolgt.

Auch die in Zusammenarbeit mit der Universität Paderborn entwickelten E-Mobilitätskonzepte zeigen, dass unsere Netze einen Elektromobilitätsanteil von ca. 25 % gut beherrschen. Anschließend muss die intelligente Steuerung der Ladesäulen durch den Netzbetreiber erfolgen, sodass möglichst geringe Netzinvestitionen notwendig werden. Die Westfalen Weser Energie-Gruppe investiert bereits heute in Technologien, um möglichst frühzeitig in die intelligente Ladesteuerung einzusteigen. Das sichert auch zukünftig die sichere und effiziente Energieversorgung."

 

Dazu folgende Bemerkungen:

1. Die meisten heutigen E_Autos werden mit Drehstrom geladen, also mit 11 kVA.

 

2. Die vernetzten Stromzähler sind noch nicht verfügbar

 

3. Der Hauptdenkfehler liegt aber d

Zitat:

@Horst_Martin schrieb am 15. September 2019 um 09:42:02 Uhr:

3. Der Hauptdenkfehler liegt aber d

Kannst du uns das mal konkret erläutern?

am 15. September 2019 um 10:07

Für mich ist und bleibt das eine Nullnummer. Gut, ich hier auf dem Land mit eigenem Haus und Grundstück kann mir sicherlich irgendwann was Passendes in die Garage bauen, doch schon in der nächsten mittelgroßen Stadt mit einer Vielzahl an Laternenparkern ist das ganze so nicht mehr umsetzbar. Geschweige denn in Ballungsgebieten, wo auf wenigen Quadratmetern 50, 100 oder 200 Wohneinheiten liegen und sich damit die Hauptzahl der Auto ladenden Nutzer auf bestimmte Zeiten konzentrieren wird.

Die zeitliche Verteilungstheorie halte ich dahingehend für relativ unsinnig, da das die bisherige Arbeitszeitverteilung im Grunde gar nicht hergibt. Statistisch gesehen, arbeiten 60% der Bevölkerung in der Zeit zwischen 6 und 18 Uhr. Und dann muss man sich mal vorstellen, wie das aussehen soll, wenn bei so einem Wohnkomplex mal eben 100 oder 150 Autos laden sollen. Von den Laternenparkern mal gänzlich abgesehen.

Insofern bleibe ich bei meiner Meinung von vor x Jahren, Elektromobilität wird flächendeckend nur dann den Hauch einer Chance haben, wenn die Speichertechnologie derart weit entwickelt ist, dass Ladevorgänge auf 100% wirklich nur noch 10 bis 15 Minuten dauern und extern an entsprechenden Stromtankstellen verfügbar sind. Das Laden per Kabel draußen vor der Haustür wird flächendeckend kaum realisierbar sein.

Zitat:

@NeoNeo28 schrieb am 15. September 2019 um 10:07:42 Uhr:

Die zeitliche Verteilungstheorie halte ich dahingehend für relativ unsinnig, da das die bisherige Arbeitszeitverteilung im Grunde gar nicht hergibt. Statistisch gesehen, arbeiten 60% der Bevölkerung in der Zeit zwischen 6 und 18 Uhr. Und dann muss man sich mal vorstellen, wie das aussehen soll, wenn bei so einem Wohnkomplex mal eben 100 oder 150 Autos laden sollen. Von den Laternenparkern mal gänzlich abgesehen.

Die zeitliche Verteilungstheorie ergibt dann Sinn, wenn wir uns von dem irrigen Gedanken lösen, daß der Ladevorgang ausschließlich am Wohnort des Fahrzeugbesitzers stattfindet.

Zudem die Fahrzeuge weder täglich noch jedes mal ganz voll geladen werden müssen.

Da viele Firmen auf ihren Dächern mit Subventionen Solaranlagen errichen, kommt es schon jetzt öfters zu negativen Strompreisen.

Irgentwann wird man diese an den Verursacher weiterreichen.

Und dann werden die Firmen den überschüssigen Solarstom ihren Mitarbeitern kostenlos, oder günstiger zum laden zur Verfügung stellen.

Vorteil -kein Speicherproblem

Über Nacht zu Hause laden, nur noch wenn es unbedingt sein muss.

Themenstarteram 15. September 2019 um 10:43

Zitat:

@Drahkke schrieb am 15. September 2019 um 10:16:31 Uhr:

Zitat:

@NeoNeo28 schrieb am 15. September 2019 um 10:07:42 Uhr:

Die zeitliche Verteilungstheorie halte ich dahingehend für relativ unsinnig, da das die bisherige Arbeitszeitverteilung im Grunde gar nicht hergibt. Statistisch gesehen, arbeiten 60% der Bevölkerung in der Zeit zwischen 6 und 18 Uhr. Und dann muss man sich mal vorstellen, wie das aussehen soll, wenn bei so einem Wohnkomplex mal eben 100 oder 150 Autos laden sollen. Von den Laternenparkern mal gänzlich abgesehen.

Die zeitliche Verteilungstheorie ergibt dann Sinn, wenn wir uns von dem irrigen Gedanken lösen, daß der Ladevorgang ausschließlich am Wohnort des Fahrzeugbesitzers stattfindet.

VW will jetzt ja nur noch E-Autos bauen.

Das heißt:

Jahresfahrleistung 20000 km

Reichweite AKKU 400 km

Ladevorgänge pro Jahr 50

Wie oft geladen 7,3

Ladezeit 6 Stunden

Mitarbeiter 54000

pro Schicht 18000

Anteilig E-Autos 50%

Anzahl E-Autos 9000

Ladevorgänge pro Tag 1.232,88

Ladegerätleistung 11 kVA

Ladeleistung die benötigt wird 13,56164384 MW

Also müßte VW 1200 Ladesäulen bei sich installieren und eine zusätzliche Strominfrastruktur von ca 15 MW

installieren.

Themenstarteram 15. September 2019 um 10:49

Zitat:

@Diabolomk schrieb am 15. September 2019 um 10:17:35 Uhr:

Zudem die Fahrzeuge weder täglich noch jedes mal ganz voll geladen werden müssen.

Das Problem liegt darin, das ein Ladevorgang von 1 Minute bis zu 8 Stunden dauern kann. Und die Leistung des Ladegerätes immer 11 kVA beträgt. Da der max. Strom im Netz zu keinen Zeitpunkt überschritten werden darf,

also auch nicht für eine Minute, muss für die Berechnung der max. Ladegeräteanzahl, nur von den vorhandenen Ladegeräteanzahl ausgegangen werden.

Moin

 

Horst

Zitat:

1. Die meisten heutigen E_Autos werden mit Drehstrom geladen, also mit 11 kVA.

Das wäre die Anschlußleistung die die meisten zu Hause ohne Probleme bekommen könnten, aber die meisten die ich kenne laden mit 230 Volt. Zum Teil nichtmal mit den dann möglichen 3,6 kW sondern reduziert mit 2 kW. Selbst damit lädt man in einer Nacht (8 Stunden Stillstand) über 100 km in einen normalen E-Wagen.

 

Neo

Zitat:

wo auf wenigen Quadratmetern 50, 100 oder 200 Wohneinheiten liegen und sich damit die Hauptzahl der Auto ladenden Nutzer auf bestimmte Zeiten konzentrieren wird.

Wenn sich auf wenige m2 200 Wohneinheiten ballen, dann stellt sich die Frage ob dort ein eigener PKW überhaupt Sinnvoll ist. Denn wenn es dort so eng ist, dann stellt nicht nur ein E-Auto Probleme dar sondern auch ein normaler PKW hat dann maximale Parkprobleme und fährt dann teils eh nen ganzen Monat gar nicht weil man schlauerweise den alle 5 Minuten fahrenden Bus nutzt.

Warum sich aufgrund einer höheren Bewohnerdichte sich auch die Arbeitszeit angleichen sollte erschließt sich mir nicht.

 

Zitat:

Statistisch gesehen, arbeiten 60% der Bevölkerung in der Zeit zwischen 6 und 18 Uhr. Und dann muss man sich mal vorstellen, wie das aussehen soll, wenn bei so einem Wohnkomplex mal eben 100 oder 150 Autos laden sollen.

Also, selbst wenn 60% der Bevölkerung zwischen 6 und 18 Uhr arbeiten und alle nach der Arbeit laden sollten. In deiner Betrachtung bedeutet das das alle Abends auch ein leeres Auto haben. Wer also einen kleinen E-Wagen fährt müßte ungefähr 100 km am Tag zur Arbeit fahren um sicher Abends laden zu müßen. Wer einen neueren Kia fährt müßte derer schon 200 km einen Weg zur Arbeit fahren, nur dann müßte er seinen 400 km Akku jeden Abend wieder aufladen.

Die normale Verteilung sieht da aber ganz anders aus. gut 28% haben einen Arbeitsweg von unter 5 km. Viele von denen wohnen genau dort wo du dein Scenario beschreibst, innerstädtisch in Wohnblöcken. Ob die überhaupt mit dem Auto fahren, oder zu der Gruppe gehören die ich beschrieb, die ihr Auto nur einmal im Monat bewegt bleibt dabei offen.

Diese Gruppe würde aber mit einem E-Auto mit 200 km Reichweite alle 20 Tage mal Laden. Bei 200 Wohneinheiten und 400 erwachsenen Bewohnern sind damit dann 112 Bewohner schon mal raus aus dem täglichen Laden.

20% fahren zwischen 10 und 20 km Hin und zurück. Immernoch 10 Tage vom Laden zum Laden.

27 % fahren zwischen 20 und 50 km Arbeitsweg jeden Tag. Sind immernoch mindestens 4 Tage zwischen den Steckdosenterminen.

12% fahren zwischen 50 und 100 km pro Tag, dazu gehöre dann auch ich. Mit oben benannten Wagen immernoch alle 2 Tage bei maximaler Ausreizung der Strecke.

Und nur 4 % fahren über 100 km jeden Tag und müßten dann jeden Tag an die Säule. Diese aber wohnen zum großen Teil außerhalb der Stadt, weshalb sie ja so weit pendeln müßen.

Immerhin, 5 % bleiben gleich zu Hause wegen Homeoffice etc.

Alleine bei dieser Betrachtung fällt schon auf das deine Betrachtung schlicht Mangelhaft ist. Hierbei fehlt noch das eh nur die Hälfte der Menschen überhaupt in Wohneinheiten größer als ein Einfamilienhaus oder eine Doppelhaushälfte wohnen. 50% der Menschen haben also gar nicht erst dein beschriebenes Problem, bei den anderen 50% haben mehr einen eigenen Parkplatz als manchem Kritiker lieb sein dürfte.

Statistisch fahren aber in der Stadt eh 51% der Menschen nicht mit dem eigenen Fahrzeug zur Arbeit sondern nutzen Öffis/ Fahrrad /oder laufen. Auf dem Land ist es anders, da stehen aber auch wieder seltener solche Blöcke. (38% nutzen dort nciht das eigene Fahrzeug)

Auch außer Acht gelassen wurde die Möglichkeit auf der Arbeit oder beim Einkaufen laden zu können. Gut, allerdings auch die das Menschen nicht nur zur Arbeit fahren.

Was dabei aber völlig außer Acht gelassen wird, auch wenn Menschen zwischen 8 und 18 Uhr arbeiten (wie schon beschrieben, nur 60%) so gibt es nur 45% Vollzeitbeschäftigte. Vollzeit sind 40-48 Stunden. Aufgeteilt auf 7 Tage. Damit teilt sich der Arbeitsweg auf 5-6 Tage, das Laden aber auf 7 Tage. Teilzeitangestellte fahren nur jeden 2. Tag zur Arbeit, fallen wieder Lademomente raus.

Dann kommt der eine um 16.30 nach Hause, der andere aber erst um 18.00, oder gar (Fahrstrecke ist 100 km) erst um 20 Uhr. Da hat der von 16.30 seine 50 km aber schon wieder aufgeladen und lädt schon gar nicht mehr.

Die Betrachtung ist nett, immerhin beschäftigst du dich damit, aber schon vor geraumer Zeit, sogar von den Energieversorgenrn selber, als Haltlos dargestellt worden.

Da auch in einer 200 Parteieneinheit jeder Zeitgleich kochen, duschen und die Waschmaschine anmachen kann, während der Alte Fußball laufen hat, die Frau im Internet surft und beide Kinder gerade den neuesten Scheiß auf der Konsole spielen während die Stereoanlage läuft, ist prinzipiell schon mal genug Strom vorhanden. Spätestens zu Weihnachten wird es sonst Eng in den Blöcken.

Und da ja alle spätestens um 18-20 Uhr zu Hause sind nach obiger Betrachtung ist das Essen spätestens um 21-22 Uhr durch. Danach könnten also alle Parteien ihr Auto laden, die ganze Nacht lang, ausreichend um am nächsten morgen die durchschnittleichen unter 20 km zur Arbeit zu kommen.

 

Moin

Björn

Naja, wenn der SUVahnsin auch in der E-Mobilität so weitergeht und irgendwann zigmillionen E-Fahrzeuge das Straßenbild prägen, dann wird die Urlaubszeit, mit Fahrzeugen, mit weit über 100kW Ladeleistung, zum absoluten Härtetest.

Verfolgt man mal auf Youtube die E-Mobilitäts Szene, speziell jene Youtuber, die viele E-Autos testen, fällt einem auf, das momentan gerade bei den Prämiumfahrzeugen mit großen Batterien und sehr hoher Ladeleistung, das Schnellladen oftmals abbricht, oder Ladesäulen erst nach dem dritten, vierten Versuch zu laden beginnen.

In einem Fernsehbericht letztens etwas darüber geghört, das z.B. Netzschwankungen dafür verantwortlich sind und die Ladesäulen, zum Schutz der hochempfindlichen Technik im Auto und der Säule, den Ladevorgang abbrechen.

Da bin ich ja mal gespannt, wenn dann zu Urlaubszeiten die Schnellladestationen sehr hoch frequentiert werden.

Zitat:

@Horst_Martin schrieb am 15. September 2019 um 10:49:26 Uhr:

Das Problem liegt darin, das ein Ladevorgang von 1 Minute bis zu 8 Stunden dauern kann. Und die Leistung des Ladegerätes immer 11 kVA beträgt. Da der max. Strom im Netz zu keinen Zeitpunkt überschritten werden darf,

also auch nicht für eine Minute, muss für die Berechnung der max. Ladegeräteanzahl, nur von den vorhandenen Ladegeräteanzahl ausgegangen werden.

Das ist falsch. Die Angabe ist ein möglicher Wert für einen typischen AC Lader. Das heisst nicht, dass alle, wenn sie laden, diese Leistung benötigen und ständig ziehen.

Zitat:

@Horst_Martin schrieb am 15. September 2019 um 10:43:27 Uhr:

VW will jetzt ja nur noch E-Autos bauen.

Das heißt:

Jahresfahrleistung 20000 km

Der Durchschnitt ist in Wirklichkeit viel niedriger (nämlich bei knapp 14.000 km pro Jahr).

Zitat:

@Horst_Martin schrieb am 15. September 2019 um 10:43:27 Uhr:

Reichweite AKKU 400 km

Ladevorgänge pro Jahr 50

Die Reichweite ist erstmal egal. Die Zahl der Ladevorgänge auch.

Ein Trick ist Lastmanagement und nicht immer alle mit voller Leistung von 0 bis 100% laden zu wollen.

Man muss hier eben erst mal das anbieten, was ohne das Netz zu überlasten möglich ist - deshalb würde ich anders rum rechnen: Wieviel Strom über wieviel Stunden typischer Standzeit könnte man sinnvoll aus einer Säule liefern?

Genauere Betrachtungen:

Wenn ich täglich 8 bis 10 Stunden vor dem Büro parke (Pausen und Wegzeiten auf dem Gelände muss man ja mit rechnen) und täglich 45 bis 50 km fahre, dann reicht mir eine Ladeleistung von 1 bis 2 kW, um täglich 9 Stunden zu laden und den Akku nie leer werden zu lassen (bei angenommener Fahrleistung bis 50 km und Verbrauch von knapp 20 kWh/100km). Das kann übrigens sogar ne Schuko Steckdose.

Oder ich lade nur 1 mal die Woche, dann muss ich aber mehr Kapazität auffüllen und folglich mit mehr Leistung "tanken". Für einen 50 kWh Akku und 9 Stunden Standzeit wären dann 5 bis 6 kW Ladeleistung sinnvoll.

Aber dann könnte eine einzelne Säule über 1 Woche von 7 Kollegen genutzt werden (Wochenend- Arbeit, aber kein Schichtdienst angenommen).

Die Netzlast würde sich ebenfalls entsprechend verteilen, da ich mit einer Säule mehr Kollegen bedienen kann.

Bei typischer Akkugröße ist mehr Leistung sogar fast nicht sinnvoll, da -wegen des Faktors Zeit- über den Arbeitstag sonst der Akku den gebotenen Strom gar nicht mehr fassen könnte.

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