1. Welche Wallbox ist die richtige für mich?

Welche Unterschiede gibt es bei Wallboxen? Welche Gründe sprechen für eine bestimmte Wallbox? Hier vorab eine Übersicht über die möglichen Anwendungen.

Schauen wir uns die Varianten etwas genauer an.

1.1. Die einfache Wallbox für ein Auto

Wenn Sie ein Auto gleichzeitig laden möchten und keine spezielle Steuerung benötigen, könnte eine einfache Wallbox wie die Heidelberg Home Eco die richtige Wahl sein. Diese Wallboxen sind im Grunde eine Art aufgemotzte Steckdose und bieten dabei mehr Sicherheit und Leistung (Standard 11 kW), welche zum Laden Ihres Fahrzeugs benötigt werden.

1.2. Die intelligente 'smarte' Wallbox - Firmenwagen & Privat

Für diejenigen unter Ihnen, die ein bisschen mehr Kontrolle und Informationen über den Ladevorgang wünschen, gibt es smarte Wallboxen. Diese bieten Steuerungsmöglichkeiten über eine Smartphone-App oder eine Schnittstelle zum Hausenergiemanagement-System. Sie können den Ladevorgang planen, zum Beispiel nachts, falls dann der Strom in Ihrem Tarif günstiger ist. Und wenn Sie mehrere Fahrzeuge haben, können Sie mehrere Wallboxen zusammenschalten, um die Leistung aufzuteilen.

Zudem ist eine optimierte Nutzung des Solarstroms möglich, und Sie können Privat- und Firmenwagen trennen sowie eine Auswertung in der Cloud vornehmen.

1.3. Mehrere Autos mit einer Wallbox laden

Wenn Sie mehrere Fahrzeuge gleichzeitig laden müssen, könnte eine Wallbox mit zwei Buchsen oder mehrere Wallboxen an einem Hausanschluss (z.B. für Doppelgaragen) eine geeignete Option sein. Normalerweise können an einem Hausanschluss in dieser Art bis zu 3 Wallboxen (also Ladepunkte für max. drei Fahrzeuge) angeschlossen werden.

Was bedeutet Lastmanagement?
Ein Lastmanagementsystem sorgt dafür, dass der verfügbare Strom gleichmäßig an mehrere Ladestationen verteilt wird, ohne dass es zu einer Überlastung kommt. Es gibt sowohl statisches als auch dynamisches Lastmanagement.
Bei statischem Lastmanagement wird eine festgelegte Gesamtleistung auf mehrere Wallboxen verteilt
Beim dynamischen Lastmanagement wird der Gesamtverbrauch des Hauses oder der Wohnanlage gemessen wird und bei niedrigem Verbrauch mehr Energie zum Aufladen der Autos zur Verfügung steht. Besonders praktisch ist das nachts, wenn viel Strompotenzial zur Verfügung steht. Manche Wallboxen haben ein integriertes Lastmanagementsystem, achten Sie also beim Kauf darauf, ob das für Sie relevant ist.

1.4. Wallbox mit PV-Überschussladen

Unsere gesuchte Möglichkeit für die Optimierung der PV-Anlage ist nun aber eine Wallbox mit Photovoltaik-Überschussladefunktion. Hier messen Sensoren, ob Solarstrom eingespeist wird.

• Wird Solarstrom eingespeist, schaltet sich die Ladestation automatisch an und nutzt den Überschussstrom zum Laden Ihres Autos. Sie können die Allbox programmieren, um einzustellen mit welchem Strommix geladen werden soll (z.B. nur mit Solarstrom, einem Strommix, oder wenn Sie den Wagen in Kürze benötigen einfachen mit voller Leistung unter Mitverwendung des Netzstroms).

Alternativ eine Wallbox auch mit zusätzlichen Komponenten aufrüsten, um dieses intelligente Steuern des Solarstrom zu ermöglichen. Der sogenannte "Solarmanager" ermöglicht diese Ansteuerung beispielsweise. Dieses Gerät wird an den Wechselrichter angeschlossen und ermöglicht dann sogar die Umschaltung zwischen 1-phasigem und 3-phasigem Überschussladen.

1.4.1. Wallbox und Bidirektionales Laden: Was bedeutet das?

Ein Elektroauto sogar als zusätzlicher Energiespeicher fungieren, indem es überschüssigen Strom, etwa aus einer Photovoltaik-Anlage, speichert und bei Bedarf wieder abgibt. Dieser Prozess wird als "bidirektionales Laden" bezeichnet und kann zur Energieversorgung des Haushalts oder sogar des öffentlichen Stromnetzes beitragen (siehe https://link.springer.com/article/10.1007/s35148-022-1515-y) .

Wichtig: Es gibt erhebliche technische Unterschiede zwischen verschiedenen E-Auto-Modellen, die Hausanschlüsse und Wallboxen berücksichtigen müssen. Außerdem ist unklar, wie sich das bidirektionale Laden auf die Garantie der Autobatterie auswirkt, da die Batterie dabei häufiger geladen und entladen wird - dies sollte bestenfalls im Vorfeld mit dem Händler oder Hersteller geklärt werden.

Hier einige weitere wichtige Punkte, die es bei diesem Thema zu beachten gibt:

1. Bidirektionales Laden: Beim bidirektionalen Laden kann Strom aus dem Netz in die Batterie des Autos fließen und anschließend wieder aus ihr heraus, zurück ins Netz. Dies erfordert spezielle Technologie in der Wallbox und im Auto, einschließlich Gleich- und Wechselrichtern, die den Strom je nach Bedarf umwandeln können.

2. Verschiedene Arten des bidirektionalen Ladens: Es gibt drei Arten des bidirektionalen Ladens:

   1. Vehicle-to-Load (V2L), bei dem das Auto als mobile Energiequelle für andere Geräte dient

   2. Vehicle-to-Home (V2H), bei dem das Auto überschüssige Energie in das Hausnetz einspeist. 

   3. Vehicle-to-Grid (V2G), bei dem das Auto Energie ins allgemeine Stromnetz einspeist

3. Technische Normen: Es existieren bereits Normen für das bidirektionale Laden (z.B. ISO 15118-20), welche die Kommunikation zwischen E-Auto und Wallbox regeln. Hersteller von Wallboxen und E-Autos sind nun gefordert, Produkte zu entwickeln, die diesen Normen entsprechen.

4. Intelligentes Energiemanagement: Für das bidirektionale Laden ist ein intelligentes Energiemanagement im Eigenheim notwendig. Dieses System muss den Stromverbrauch des Haushalts, die Energieproduktion der PV-Anlage und den Ladestand des Autos überwachen und steuern können.

1.5. Mobile Ladelösung

Vielleicht benötigen Sie auch eine mobile Ladelösung wie z.B. den JuiceBooster. Damit können Sie Ihr Auto auch unterwegs an Drehstromsteckdosen CEE oder mit einem Schukoadapter laden. Der Vorteil dieses System ist, dass die zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen im System integriert sind und Sie diese sozusagen mittransportieren. Ein Kabelbrand an einer zu schlecht abgesicherten Steckdose aus dem Altbau ist damit ausgeschlossen.

Wenn Sie zuhause sind können solche Systeme wieder als feste Wallbox in ein dafür vorgesehenes Gehäuse gesetzt werden.

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1.6. Mehrere Ladeplätze für Firmenparkplätze, Mehrfamilienhäuser, Tiefgaragen usw.

Für größere Installationen mit mehr als drei Wallboxen, beispielsweise auf Firmenparkplätzen, in Mehrfamilienhäusern oder Tiefgaragen, könnte ein System wie das des Herstellers chargeX die Lösung sein. In jedem Fall wird hier mehr Leistung benötigt, um die angeschlossenen Fahrzeuge mit Strom zu versorgen. 

2. Voraussetzungen für die Installation der Wallbox

Hier möchten wir uns einige Voraussetzungen ansehen, welche speziell bei den kleineren, privaten Anwendungen einer Wallbox in einem Einfamilienhaus oder Doppelhaus wichtig sind. Bevor Sie loslegen, hier also einige Punkte, die Sie beachten sollten, erst einmal als tabellarische Übersicht und anschließend gehen wir auf die Punkte einzeln ein:

2.1. Der ideale Standort: Ein fester Stellplatz

Zuallererst brauchen Sie natürlich einen festen Stellplatz für Ihr Elektroauto. Idealerweise ist das eine Garage oder ein Carport, der direkt an Ihr Haus angrenzt. Denn dann lassen sich die nötigen Leitungen meist recht einfach verlegen. Wenn Ihr Stellplatz getrennt von Ihrem Haus liegt, wird es etwas aufwendiger: Erd- und Pflasterarbeiten könnten nötig sein, um die Kabel zu verlegen.

Haben Sie keine Hauswand oder Garagenwand zur Verfügung, auf der Sie die Wallbox montieren können, benötigen Sie eine sogenannte Metallstele. Das ist eine Art Metallpfosten, an dem die Ladestation befestigt wird. Bedenken Sie, dass diese zusätzliche Anschaffung Ihre Kosten etwas erhöhen wird.

2.2. Kabelverlegung & Anschluss: Ist das bei Ihnen möglich?

Als nächstes sollten Sie überprüfen, ob die Verlegung der Kabel für die Wallbox mit einem sinnvollen Aufwand möglich ist. Hier kann es helfen, einen Fachmann zurate zu ziehen. Der kennt sich aus und kann Ihnen sagen, was in Ihrem speziellen Fall zu tun ist. Zu den Aufgaben gehört:

1. Erstbewertung: Ein Elektrofachmann prüft die Kapazität Ihres Stromnetzes und stellt sicher, dass es den zusätzlichen Lasten, die durch das Laden eines Elektroautos entstehen, standhalten kann. Der Profi kann Ihnen sagen, ob Ihr Verteilerkasten genügend Platz bietet für eine dreiphasige Sicherung und einen FI-Schalter, die für die Installation der Wallbox nötig sind.

2. Planung des Kabelweges: Man bestimmt den besten Weg für das Kabel von Ihrem Sicherungskasten zur Wallbox. Hierbei ist zu beachten, dass die Kabel möglicherweise durch Wände, Decken oder Böden geführt werden müssen.

3. Bauarbeiten: Abhängig vom geplanten Kabelweg könnten kleinere Bauarbeiten notwendig sein, wie das Bohren von Löchern in Wänden oder Decken, um das Kabel zu verlegen. Bei längeren Strecken (z.B. zur Garage) oder schwierigen Kabelwegen könnten auch Erdarbeiten, Pflasterarbeiten oder das Durchtrennen von Beton erforderlich sein.

4. Installation der Kabel: Die eigentliche Verlegung und Befestigung der Kabel. Hierbei ist zu beachten, dass die Kabel ordnungsgemäß isoliert und gesichert sind, um die Sicherheit zu gewährleisten und das Risiko von Stromschlägen oder Bränden zu minimieren.

5. Anschluss der Wallbox: Sobald das Kabel verlegt ist, muss die Wallbox an das Kabel angeschlossen und geerdet werden. Diese Arbeit sollte immer von einem qualifizierten Elektriker durchgeführt werden.

6. Abschließende Überprüfung: Nach der Installation sollte der Elektriker eine abschließende Überprüfung durchführen, um sicherzustellen, dass alles ordnungsgemäß funktioniert und sicher ist.

2.3. Wallboxen in Mehrfamilienhäusern: Erlaubt oder nicht?

Nun fragen Sie sich vielleicht: Darf ich als Eigentümer oder Mieter in einem Mehrfamilienhaus überhaupt eine Wallbox installieren? Die gute Nachricht ist: Ja, das dürfen Sie in der Regel.

• Als Eigentümer sollten Sie das Thema allerdings in einer Eigentümerversammlung ansprechen und den anderen Eigentümern erklären, was Sie vorhaben.
• Als Mieter benötigen Sie die Genehmigung Ihres Vermieters. Dieser darf die Installation einer Wallbox grundsätzlich nicht verweigern, hat aber ein Mitspracherecht bei der Umsetzung.

2.4. Anmeldung und Genehmigung

Jetzt kommen wir zu den formalen Aspekten.

• Eine Wallbox mit bis zu 11 kW müssen Sie beim örtlichen Stromnetzbetreiber anmelden. Das übernimmt in der Regel der Elektriker für Sie.
• Für eine Wallbox mit bis zu 22 kW ist eine zusätzliche kostenpflichtige Genehmigung des Netzbetreibers nötig. Auch hier hilft Ihnen der Elektriker weiter und nimmt Ihnen die bürokratischen Hürden ab. Die Kosten sind jedoch nicht unerheblich (500-2000€).

3. Welche sonstigen Unterschiede haben Wallboxen?

Hier ist eine ausführlichere Erläuterung der verschiedenen Aspekte und Unterschiede, die Sie bei der Auswahl einer Wallbox berücksichtigen sollten:

• Leistung 11 oder 22 kW: Wallboxen gibt es wie bereits erwähnt mit unterschiedlichen Leistungskapazitäten, üblicherweise bis zu 11 kW oder 22 kW. Welche Leistung Sie benötigen, hängt von Ihrem Elektroauto ab. Nicht jedes Auto kann die volle Leistung einer 22 kW-Wallbox nutzen. Wichtig ist hier, dass Ihr Fahrzeug die AC-Ladeleistung (mit Wechselstrom) der Wallbox auch verarbeiten kann. Übrigens ist die DC-Ladeleistung (also mit Gleichstrom an Schnellladesäulen) deutlich höher und geht bis in den dreistelligen kW-Bereich. Da Wechselstrom im Fahrzeug aber immer erst in Gleichstrom umgewandelt werden muss, begrenzt diese im Auto integrierte Technik die Ladeleistung am Wechselstrom.
• Buchse oder Kabel: Bei der Auswahl zwischen einer Wallbox mit Buchse (also ohne fest angeschlossenes Kabel) oder einer Wallbox mit Kabel sollten Sie den Installationsort und Ihre persönlichen Vorlieben berücksichtigen. Eine Wallbox mit Buchse kann optisch attraktiver sein, da das Kabel nicht ständig sichtbar ist. Andererseits ist eine Wallbox mit Kabel in der Regel bequemer zu bedienen, da Sie das Kabel nicht jedes Mal ein- und ausstecken müssen.
• Die Länge des Kabels kann ebenfalls wichtig sein. Ein kürzeres Kabel (4-5 Meter) ist günstiger und leichter zu handhaben, während ein längeres Kabel (7-8 Meter) eine größere Flexibilität bietet. Ein Spiralkabel hat den Vorteil, dass es den Boden nicht berührt, kann aber durch das ständige Durchziehen etwas umständlicher in der Handhabung sein.
• Anzeigen: Manche Wallboxen haben ein Display, das Ihnen Informationen über den Ladezustand und andere wichtige Daten anzeigt. Andere Wallboxen verwenden einfachere Leuchtanzeigen, um den Betriebsstatus anzuzeigen. Hier sollten Sie überlegen, welche Art von Information und Bedienung Ihnen am wichtigsten ist.
• Zugriffsschutz: Die Zugangskontrolle ist ein weiterer wichtiger Aspekt, insbesondere wenn die Wallbox an einem öffentlich zugänglichen Ort installiert ist. Es gibt verschiedene Möglichkeiten für den Zugriffsschutz, darunter Schlüssel, PIN-Codes, Apps oder Ladekarten (RFID-Karten, die sie einfach an das Gerät halten und damit den Ladevorgang freischalten). Einige Wallboxen bieten auch die Möglichkeit, über einen Dienst wie DKV die Ladevorgänge abzurechnen, was besonders interessant sein kann, wenn Sie Ihr Fahrzeug auch geschäftlich nutzen.

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4. Was ist beim Anschluss der Wallbox zu beachten?

Kommen wir nun zu ein paar zusätzlichen Fragen zum Anschluss der Wallbox.

4.1. Benötige ich einen eigenen Stromzähler für die Wallbox?

Nein, Sie benötigen für den Betrieb einer Wallbox grundsätzlich keinen eigenen Stromzähler. Die Wallbox kann in der Regel problemlos an Ihr vorhandenes häusliches Stromnetz angeschlossen werden.

4.1.1. Wann ist ein Stromzähler trotzdem sinnvoll?

Ein eigener Stromzähler für die Wallbox kann in bestimmten Situationen trotzdem vorteilhaft sein. Hier sind einige Gründe, warum Sie darüber nachdenken sollten:

1. Separate Abrechnung: Wenn Sie den Stromverbrauch für Ihr Elektroauto separat erfassen möchten und dies über die Wallbox nicht möglich ist, kann ein eigener Stromzähler hilfreich sein.

2. Steuerliche Gründe: Ein eigener Stromzähler kann auch für steuerliche Zwecke nützlich sein. So können Sie nachweisen, wie viel Strom tatsächlich für das Laden des Autos und nicht für den Haushaltsgebrauch verwendet wurde.

3. Spezielle Stromtarife: Einige Energieversorger bieten spezielle Tarife für Elektroauto-Besitzer an. Mit einem eigenen Stromzähler können Sie diese speziellen Tarife nutzen.

4.2. Wie wird die Wallbox angeschlossen?

Eine Wallbox sollte immer nur von einem qualifizierten Elektriker angeschlossen werden. Das Anschließen einer Wallbox kann komplex sein und erfordert Fachwissen über elektrische Systeme. Zudem besteht bei unsachgemäßer Installation das Risiko von Stromschlägen oder Bränden. Daher sollten Sie diese Arbeit niemals selbst durchführen, auch wenn Sie Kenntnisse in der Elektrik haben.

4.2.1. Übersicht der Steckertypen und Anwendungen

4.2.2. Übersicht der Ladekabel-Typen und Anwendungen

Das Herz eines jeden Elektroautos ist sein internes Ladegerät (On-Board Charger). Es kommuniziert mit der Wallbox und regelt die Ladespannung nach den Anforderungen des Batteriemanagementsystems während des Ladevorgangs. Sensoren überwachen den Prozess und senden Informationen an die Steuergeräte im Auto, um Fehlfunktionen oder Überhitzung entgegenzuwirken.

Die Wahl des richtigen Steckers und Kabels hängt von Ihrem Fahrzeug und Ihren spezifischen Ladebedürfnissen ab. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass Sie die richtige Ausrüstung haben, um Ihr Auto effizient und sicher zu laden.

5. Häufige Fragen zu Wallboxen

5.1. Sollte ich eine 11kW oder eine 22kW Wallbox kaufen?

Eine 22 kW Wallbox lohnt sich vor allem dann, wenn man regelmäßig eine schnelle Ladezeit benötigst, beispielsweise wenn für ein Elektro-Dienstfahrzeug, für welches oft kurze Pausen zwischen den Fahrten existieren, um das Auto aufzuladen. Außerdem ist es wichtig, dass sowohl das Elektroauto als auch die elektrische Installation in Ihrem Haus eine solche höhere Ladeleistung unterstützen können.

5.2. Wie lange dauert das Aufladen des Elektrofahrzeugs?

Die Ladezeit eines Elektroautos hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Ladeleistung der Ladestation oder Wallbox, der Kapazität des Autobatterie, der Art des verwendeten Stroms (Wechselstrom oder Gleichstrom) und der Umgebungsbedingungen. Hier ist die angefragte Tabelle, welche die wichtigsten Ladearten und ihre Ladedauer aufzeigt:

Weiterführend kann die Ladedauer eines Elektroautos unter Verwendung von Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC) auf die folgende Art und Weise berechnet werden:

1. Laden per AC: Ladedauer = netto kWh (Batteriekapazität des Akkus) / Ladeleistung in kW. Zum Beispiel, für einen 55 kWh Akku an einer Wallbox von 11 kW würde die Ladezeit ungefähr 5 Stunden betragen.

2. Laden per DC / Schnellladen: Ladedauer = netto kWh (Batteriekapazität des Akkus) / maximale Ladeleistung in DC in kW. Zum Beispiel, für einen 55 kWh Akku an einer Schnellladestation von 100 kW wäre die Ladezeit theoretisch 30 Minuten, jedoch wird die Ladeleistung meist ab einer Batterieladung von 80% gedrosselt, was die Ladezeit erhöht.

Wichtig zu beachten ist, dass die Ladeleistung auch von der Außentemperatur und der Akkutemperatur beeinflusst werden kann. Ist die Temperatur zu hoch oder zu niedrig, kann dies zu einer reduzierten Ladeleistung führen. Außerdem ist es ratsam, den Ladezustand des Akkus idealerweise bei etwa 50% zu halten, um die Lebensdauer des Akkus zu verlängern.

Hier noch als Tipp ein Video zu der Frage, was beim Laden vom E-Auto zu beachten ist:

5.3. Was haben die 11kW für die Wallbox mit Starkstrom (Drehstrom) zu tun? 

Die 11 kW, die oft als Standardleistung für Wallboxen genannt werden, haben tatsächlich direkt etwas mit Drehstrom zu tun.

In Europa, einschließlich Deutschland, beträgt die übliche Netzspannung 230 Volt, und wir verwenden überwiegend Wechselstrom. In unseren Haushalten haben wir in der Regel einen Drehstromanschluss, auch Kraftstrom genannt. Dieser besteht aus drei einzelnen Phasen, die jeweils 230 Volt haben und um jeweils 120 Grad zueinander versetzt sind.

Wenn Sie alle drei Phasen zusammen nutzen, was man bei der Ladung von Elektroautos in der Regel tut, können Sie die Spannungen addieren. Das führt zu einer Gesamtspannung von 400 Volt (die genaue Rechnung ist etwas komplizierter, da es sich um einen Vektor handelt, aber das ist das Grundprinzip).

Die Formel zur Berechnung der elektrischen Leistung ist P = U * I. Dabei steht P für Leistung, U für Spannung und I für Strom. Bei einer Wallbox mit 11 kW und einer Spannung von 400 Volt ergibt das einen Strom von rund 16 Ampere (P = 400 V * 16 A = 6400 W pro Phase, und da wir drei Phasen haben, haben wir 6400 W * 3 = 19200 W = 19,2 kW, wobei normalerweise die Leistung auf 16A pro Phase begrenzt wird, um eine Sicherheitsmarge zu haben, was uns zu den 11 kW bringt).

In vielen Ländern, darunter Deutschland, ist die maximale Stromstärke, die Sie ohne besondere Genehmigung des Netzbetreibers abnehmen dürfen, auf 16 Ampere pro Phase begrenzt. Deshalb ist eine Wallbox mit 11 kW so verbreitet: Sie nutzt den Drehstrom voll aus, bleibt aber unter dem Limit von 16 Ampere pro Phase.

5.4. Weiterführende Links

• "Chancen und Risiken der Elektromobilität" https://opus.campus02.at/frontdoor/index/index/docId/82 

• "KURZSTUDIE: Können PV-Speichersysteme die Netzintegration der Elektromobilität unterstützen?" https://die-sonne-speichern.de/wp-content/uploads/2019/03/studie_speicher_netzausbau_ev.pdf