News #35

Projekt Wallbox-Inspektion: Qualitätscheck für solares Laden von Elektrofahrzeugen entwickelt

Das Bidirektionale Laden von Elektrofahrzeugen gilt als Game-Changer in der Energiewende. Doch erfüllen die modernen Wallboxen die Erwartungen der Nutzenden? Im Projekt »Wallbox-Inspektion« hat ein Konsortium aus Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, HTW Berlin und ADAC erstmals Prüfverfahren für solaroptimiert gesteuertes und bidirektionales (»Vehicle to Home« – V2H) Laden entwickelt. Die Unterschiede der ersten getesteten Wallboxen waren erheblich und können sich über 10 Betriebsjahre auf bis zu 540 Euro addieren.

© Fraunhofer ISE
Schematischer Aufbau der Kommunikation zwischen E-Fahrzeug, Ladestation, Haus-Energiemanagement für das solare Laden.

Die Autoren sind sich einig: Wer über eine Solaranlage und ein Elektroauto verfügt, sollte auch eine Wallbox mit Überschussladefunktion nutzen. Dieser Betriebsmodus versteckt sich hinter den Bezeichnungen »Eco«, »Solar Pure« oder auch »Laden mit PV-Überschuss«. Das Ziel dabei: Den Netzstrom zu minimieren und lediglich überschüssige Solarleistung an das Fahrzeug abzugeben. Über einen zusätzlichen Stromzähler am Netzanschluss ermitteln die Wallboxen innerhalb von Millisekunden die solare Überschussleistung.  Somit können sie dynamisch auf Schwankungen der Solarstromerzeugung und der Last reagieren. »Wie schnell und genau die Anpassung der Ladeleistung erfolgt, haben wir uns im Rahmen der Wallbox-Inspektion 2025 erstmalig angeschaut«, erläutert Nico Orth, Autor der Studie und Wissenschaftler an der HTW Berlin.

Fraunhofer ISE testet die Wallboxen unter einheitlichen Prüfbedingungen

Im Digital Grid Lab des Fraunhofer ISE wurden die Ladelösungen mit den Standardeinstellungen nach der Richtlinie zur Charakterisierung von unidirektionalem und solaren Laden für Elektrofahrzeuge geprüft. Am Wallbox-Teststand stehen keine Elektroautos, alle Prüflinge werden hier mit einem digitalen Fahrzeugzwilling getestet. Große Leistungen fließen dennoch – ganz wie in der Praxis. »Insgesamt haben wir 80 Testzyklen durchgeführt«, erläutert Dr. Bernhard Wille-Haussmann, Projektleiter im Forschungsprojekt und hauptverantwortlich für die Messung.

Wallbox-Performance-Index macht solares Laden erstmalig vergleichbar

Die klassischen Labortests der Prüfrichtlinie wurden um zahlreiche dynamische Anwendungstests ergänzt. Damit konnte das Forschungsteam ein sehr genaues Bild von den Wallboxen gewinnen. Das entwickelte Simulationsmodell mit dem neuen Wallbox-Performance-Index erlaubt eine Bewertung unter realitätsnahen Bedingungen ohne aufwendige Langzeitmessungen. »Hierfür tritt der Prüfling virtuell gegen eine ideale, verlustfreie Wallbox mit einer 10-Kilowatt-Photovoltaikanlage an«, erklärt Joseph Bergner, Erstautor der Studie und Doktorand an der HTW Berlin. 467 Euro jährlich kann ein Pendler unter Idealbedingungen gegenüber einer Wallbox, die ausschließlich Strom aus dem Netz bezieht, sparen. Dies zeige: Solares Laden lohnt sich. In der ersten Wallbox-Inspektion erreichen alle getesteten Geräte mehr als 83 Prozent der Einsparungen der idealen Wallbox. Zwischen dem Spitzenreiter und der Wallbox auf Platz fünf der Bewertung liegt eine jährliche Kostendifferenz von 54 Euro.

 

Die Arbeiten wurden im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projektes „WBInspektion“ durchgeführt:

https://wallbox-inspektion.de/

© Fraunhofer ISE
Im Digital Grid Lab des Fraunhofer ISE kann das Verhalten von verschiedenen E-Fahrzeugen simuliert werden.

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