ChargeBox und ChargePost: Die Multitools für die Energiewende

Auf den ersten Blick gehören ChargeBox und ChargePost des diesjährigen Umweltpreisträgers Thomas Speidel von der Firma ads-tec Energy zu den vielen Ladesäulen mit Schnellladetechnik für Elektroautos, welche für die angestrebte Elektrifizierung des Verkehrssektors benötigt werden. Immerhin sollen bis 2030 15 Millionen Elektroautos in Deutschland zugelassen sein – das entspricht einer Verzehnfachung im Vergleich zu 2023. Aber die innovativen Schnellladesysteme können noch mehr.

Ähnlich wie beim Tankvorgang mit Benzin oder Diesel ist bei Elektroautos eine rasche Aufladung der Batterie erwünscht. Technisch ist dies durch leistungsstarke Schnellladesäulen machbar. Dabei werden große Leistungen im Bereich von 150 bis 300 Kilowatt erreicht. Das Problem dabei: Sie belasten das Stromnetz signifikant. Daher werden leistungsstarke Ladestationen meistens per Netzausbau über neu zu installierende Transformatoren an die Mittelspannungsebene mit Netzspannungen von 10.000 Volt oder 20.000 Volt angeschlossen. Auf der hingegen großflächig verfügbaren Niederspannungsebene mit der einphasigen „Steckdosen“-Spannung von 230 Volt oder der dreiphasigen „Starkstrom“-Spannung von 400 Volt ist die Installation leistungsstarker Ladestationen in der Regel nicht möglich.

Genau dieses Dilemma lösen die batteriegepufferten Schnellladesysteme von ads-tec Energy: Kontinuierlich wird Energie innerhalb der Leistungsgrenzen des großflächig verfügbaren Niederspannungsnetzes in einer relativ großen Batterie zwischengespeichert, um diese dann mithilfe modernster Leistungselektronik mit Ladeleistungen von bis zu 320 Kilowatt schnell in das Elektroauto zu übertragen. Somit ist ein direkter Anschluss an das übergeordnete, regionale Mittelspannungsnetz nicht notwendig. Teurer und aufwendiger Netzausbau und Betrieb können vermieden werden.

Flexibel und dezentral installierbar – weltweit einzigartig in ihrer Art

Zwei Varianten sind derzeit auf dem Markt: ChargeBox (Ladeleistung bis zu 320 Kilowatt, Batteriekapazität 140 Kilowattstunden) und ChargePost (Ladeleistung bis zu 300 Kilowatt, Batteriekapazität 201 Kilowattstunden) mit üblicherweise zwei Ladepunkten für zwei E-Fahrzeuge und mit einem Platzbedarf von jeweils nur etwas mehr als einem Quadratmeter Grundfläche. Bei der ChargeBox sind die Ladesäulen separate Einheiten, beim ChargePost ist alles in einem System integriert. Der ChargePost ist von den Maßen her mit einer traditionellen Telefonzelle vergleichbar. Beide Varianten sind – unabhängig von üblichen Ladeparks – flexibel und dezentral etwa an Straßenrändern, Firmengebäuden, in Wohngebieten oder urbanen Ballungsräumen installierbar.

Je nach Batteriekapazität der Elektroautos – zurzeit typischerweise im Bereich von 50 kWh bis 80 kWh – und je nach Batteriezustand und Ladeverhalten der Fahrzeuge, können mit einer ChargeBox oder einem ChargePost mehr als 20 Fahrzeuge pro Tag schnellstmöglich aufgeladen werden. Diese neuartigen batteriegestützte Schnellladesysteme befinden sich bereits in Serienproduktion und sind bezüglich Performance und Funktionalität weltweit einzigartig.

Relevant für kritische Infrastruktur

Die Technologie bietet weitere Vorteile: Einerseits können ChargeBox und ChargePost auch in Regionen mit schwacher Elektroinfrastruktur und hohen Leistungsanforderungen für Netzstabilität im Gebäude- und Quartiersbereich sorgen, indem mögliche Netzengpässe mit der mit der gespeicherten Energie abgepuffert werden können. Andererseits können die Schnellladesysteme dank ihrer Batterien auch Energie zwischenspeichern und zeitlich flexibel wieder in das Netz abgeben, zum Beispiel wenn an Tagen mit viel Wind oder Sonne Überschüsse an erneuerbarer Energie zur Verfügung stehen. Wenn andererseits im Stromnetz eine hohe Energienachfrage herrscht, was erhöhte Stromkosten bedeutet, können Unternehmen die zuvor gespeicherte Energie nutzen. Das wirkt derartigen Lastspitzen gezielt entgegen. Zudem wird durch diese „Peak Shaving“-Möglichkeiten auf Erzeugungs- und Verbrauchsseite das Energienetz entlastet. Das heißt: Netzkomponenten wie Leitungen und Transformatoren werden geschont, müssen nicht ausgebaut werden und halten länger. Zudem lassen sich viele der dezentral verteilten Einheiten vernetzen, sodass Betreiber*innen von mehreren Stationen quasi ein virtuelles Speicherkraftwerk zur Verfügung steht.

Stromkostenoptimierung für mittelständische Branchen

Die ausgezeichneten Speicher- und Schnellladelösungen sind also nicht nur Schnellladestationen, sondern flexible Energiespeicher wie sie zukünftig für eine sichere dezentrale Energieinfrastruktur benötigt werden. Flexibilität ist nun einmal der physikalische Zwillingsbruder der Erneuerbaren, da diese nicht immer und überall verfügbar sind.

Beispielsweise können Betriebe profitieren, die ihre Flotte elektrifizieren, dabei für Gäste und Mitarbeiter*innen Schnellladefunktionen bereitstellen wollen und parallel über eine eigene Photovoltaikanlage verfügen. Da die Stationen überall aufgestellt und einfach angeschlossen werden können, sind keine Branchen und Anwendungsfälle ausgeschlossen. Viele Installationen sind heute bereits erfolgreich im Einsatz, sei es an Supermärkten, Hotels, Tankstellen, Autohäusern, in Quartieren oder bei Firmen. Aufgrund ihrer Kompaktheit und der geringen Lärmemissionen können sie sehr gut im städtischen Umfeld eingesetzt werden, also dort, wo die Flächenkonkurrenz hoch ist. Die Skalierbarkeit des Systems und attraktive Einsatzmöglichkeiten sind gegeben, sodass einer breiten Anwendung nichts im Wege steht. Oder wie Umweltpreisträger Thomas Speidel es ausdrückt: „Die batteriegepufferten Hochleistungssysteme sind Multitools der Energiewende, sie fungieren wie ein Schweizer Taschenmesser.“

Weitere Informationen im Presstext hier.

Im Video erklärt Thomas Speidel, wie die Speicherung der Energie funktioniert:

Text: Manuel Dalsass