Ladein­fra­struktur planen
Die wich­tigsten Krite­rien

Grund­lage für die Planung einer sicheren und zuver­läs­sigen Ladein­fra­struktur ist die Ermitt­lung der benö­tigten Anschluss­leis­tung. Sie ist abhängig von mehreren Faktoren:

• von der Art und Anzahl der Fahr­zeuge, die am Standort geladen werden sollen,
• von der Lade­leis­tung der entspre­chenden Fahr­zeuge,
• von der durch­schnitt­li­chen Park­dauer sowie
• vom Lade­ver­halten der Nutzer.

Ein zusätz­li­cher Faktor ist das Last­ma­nage­ment, das den Bedarf an Anschluss­leis­tung redu­zieren kann. Eine genaue Vorgabe von Richt­werten ist schwierig, da die Auswir­kungen der einzelnen Elemente bei jedem Objekt stark vari­ieren können. Aller­dings lässt sich bei einer dyna­mi­schen Rege­lung mit Messung am Netein­spei­ße­punkt der Richt­wert genau ermit­teln.

Lade­leis­tung und Anzahl der Lade­punkte fest­legen

Die Lade­leis­tung ist maßgeb­lich für die Lade­dauer der Batterie eines Elek­tro­autos. Die für die KfW-Förde­rung vorge­ge­bene Lade­leis­tung von 22 kW für das 3-phasige AC-Laden ist für Elek­tro­fahr­zeuge mit größeren Batte­rie­ka­pa­zi­täten oder für schnell­la­de­fä­hige Batte­rien bestens geeignet. Auch die zu erwar­tenden durch­schnitt­li­chen Fahr­leis­tungen sollten bei der Lade­leis­tung berück­sich­tigt werden. Weiterhin zu klären ist: Über wie viele Lade­punkte soll eine Lade­sta­tion verfügen und sollen diese gleich­zeitig bei voller Leis­tung betrieben werden können?

Last­ma­nage­ment

Die Inte­gra­tion eines Leis­tungs­ma­nage­ments ist bei Gebäuden mit mehreren Nutzern eine sinn­volle Ergän­zung. Damit können unter anderem gleich­zeitig auftre­tende Leis­tungs­spitzen (durch paral­lele Lade­vor­gänge) verhin­dert werden – und dadurch eine Über­las­tung der gesamten Elek­tro­in­stal­la­tion. Mit einem Leis­tungs­ma­nage­ment ist es somit auch möglich, eine umfang­rei­chere und somit teurere Ausle­gung des Netz­an­schlusses zu umgehen. Weitere Anwen­dungs­bei­spiele für Leis­tungs­ma­nage­ment­sys­teme sind:

• die Prio­ri­sie­rung von Lade­vor­gängen und die Fest­le­gung von Maxi­mal­leis­tungen;
• die bessere Vertei­lung von Last­spitzen durch Lade­vor­gänge von E-Autos und unge­steu­erten Verbrau­chern im Gebäude;
• die Nutzung von rege­ne­ra­tiven Ener­gien, zum Beispiel von selbst produ­ziertem Solar­strom aus einer PV-Anlage.

Insbe­son­dere bei Anschlüssen, die auf Basis des maxi­malen Leis­tungs­be­darfs abge­rechnet werden, ist ein Leis­tungs­ma­nage­ment­system empfeh­lens­wert, um hohe Last­spitzen zu vermeiden.

Als Mehr­wert­dienst wird beispiels­weise ein dyna­mi­sches Leis­tungs- und Ener­gie­ma­nage­ment verstanden. Mit solchen Zusatz­dienst­leis­tungen lässt sich die Ladein­fra­struktur um verschie­dene Funk­tionen erwei­tern: Der Status des Lade­punkts kann ebenso über­tragen werden wie Zähler­stands- und Abrech­nungs­in­for­ma­tionen, um nur einige Beispiele zu nennen.
Diese Dienste sind aller­dings auf eine nach­ge­schal­tete Netz­werk­struktur ange­wiesen, um den Infor­ma­ti­ons­fluss zu gewähr­leisten.
Soll die Ladein­fra­struktur darüber hinaus in der Lage sein, einzelne Lade­vor­gänge abzu­rechnen, muss die Verbrauch­ser­fas­sung entspre­chend einge­richtet werden. Die muss unter Einhal­tung des Mess- und Eich­ge­setzes (MessEG) sowie der Mess- und Eich­ver­ord­nung (MessEV) geschehen.

Bei der Auswahl des Stand­orts spielen vor allem Sicher­heits­as­pekte eine Rolle – es muss zu jeder Zeit gewähr­leistet sein, dass das Laden eines Elek­tro­autos sicher ist. Der Instal­la­ti­onsort ist deshalb so zu wählen, dass

• Nutzer nicht auf Verlän­ge­rungs­kabel oder Kabel­trom­meln zurück­greifen müssen;
• die Lade­sta­tion unmit­telbar an der Stell­fläche aufge­baut wird, ohne Personen und Fahr­zeuge zu gefährden;
• Lade­säulen oder Wall­boxen sicher befes­tigt sind;
• am Betriebsort eine ausrei­chende Beleuch­tung vorhanden ist.

Unter Umständen sind beim Aufstellen im öffent­li­chen oder halb­öf­fent­li­chen Raum kommu­nale Vorgaben zu beachten. Die entspre­chenden Stellen in der Kommu­nal­ver­wal­tung (also die Bau-, Stadt­pla­nungs-, Verkehrs- oder Umwelt­ämter) können hierzu Auskunft geben.

Abhängig vom Standort bedeutet Sicher­heit für die Lade­sta­tion auch, dass diese beson­ders robust sein muss. Das gilt für Umwelt­ein­flüsse (Nieder­schlag, Tempe­ra­tur­schwan­kungen, UV-Licht etc.) genauso wie für mecha­ni­sche Einwir­kungen (Aufprall von Fahr­zeugen, Vanda­lismus, Graf­fiti etc.). Hager bietet zudem die Möglich­keit, die Lade­kabel per Soft­ware zu sperren und die Lade­sta­tion so dieb­stahl­si­cher zu machen. Für die Authen­ti­fi­zie­rung des Lade­vor­gangs braucht es dann ledig­lich eine RFID-Karte.

Die Elek­tro­in­stal­la­tion und die Ladein­fra­struktur für Elek­tro­fahr­zeuge müssen in der Lage sein, sehr hohe elek­tri­sche Leis­tungen über längere Zeit­räume von bis zu mehreren Stunden abzu­rufen. Vor allem dort, wo mehrere Lade­sta­tionen bereit­ge­stellt werden, liegt das Haupt­au­gen­merk auf einem sicheren Lade­vor­gang.

Netz­an­schluss

Um die benö­tigte Leis­tung erbringen zu können – insbe­son­dere bei mehreren gleich­zeitig ladenden E-Autos –, ist es unter Umständen erfor­der­lich, den Haupt­an­schluss des Gebäudes zu verstärken oder zu erwei­tern.

Die intel­li­gente Alter­na­tive besteht in der Nutzung eines Last­ma­nage­ments. Der Anschluss der Lade­sta­tionen ist aber in jedem Fall beim Netz­be­treiber anzu­melden, das ist in der Nieder­span­nungs­an­schluss­ver­ord­nung (NAV) so vorge­schrieben. Beim Anschluss selbst sind die Vorgaben der VDE Anwen­dungs­regel VDE-AR-N 4100 („Tech­ni­sche Anschluss­re­geln Nieder­span­nung“) einzu­halten. Das kann unter Umständen bedeuten, dass wegen der Anschluss­leis­tung der Lade­sta­tion Maßnahmen in Bezug auf den Strom­bezug zu treffen sind.

Neuin­stal­la­tion und Nach­rüs­tung

Das GEIG gibt vor, in welchem Umfang an Wohn- und Nicht­wohn-Gebäuden die Ladein­fra­struktur für Elek­tro­mo­bi­lität ausge­baut werden muss. Die Planungs­grund­lage für die Umset­zung bleibt dabei die DIN 18015-1. Diese sieht eine Zulei­tung vom Haupt­ver­teiler oder vom Zähler­schrank bis zum Lade­punkt vor, die für eine Dauer­strom­be­last­bar­keit geeignet ist.

Empfeh­lens­wert ist außerdem, bei Neubauten bereits ein Leer­rohr für eine Netz­werk­lei­tung zu verlegen. Auf diese Weise kann die Lade­sta­tion zu einem späteren Zeit­punkt problemlos an Mehr­wert­dienste (Last­ma­nage­ment, Abrech­nungs­mes­sung am Lade­punkt etc.) ange­schlossen werden. Es kann darüber hinaus sinn­voll sein, Vorkeh­rungen wegen der stei­genden Nach­frage nach Elek­tro­fahr­zeugen zu treffen, so dass die Ladein­fra­struktur nach­träg­lich schnell ergänzt werden kann.

Es besteht im Übrigen die Möglich­keit, eine zentrale Lade­sta­tion von einem Dienst­halter instal­lieren zu lassen. Diese können anschlie­ßend auch den Betrieb und die Abrech­nung über­nehmen.

Bei der Moder­ni­sie­rung von Bestands­ge­bäuden ist im Vorfeld unbe­dingt zu prüfen, ob die vorhan­dene Elek­tro­in­stal­la­tion den Anfor­de­rungen für das Laden von Elek­tro­autos entspricht.

Errichten der Anlage – Richt­li­nien und Normen

Die Ladein­fra­struktur für Elek­tro­mo­bi­lität gilt als Ener­gie­an­lage. Deshalb muss beim Errichten und beim Betrieb die tech­ni­sche Sicher­heit nach den aner­kannten Regeln der Technik gewähr­leistet werden. Maßgeb­lich sind dazu die tech­ni­schen Regeln des VDE, die eben­falls für das Erwei­tern, Ändern und Instand­halten dieser Anlagen gelten.

Für Neuin­stal­la­tionen und Erwei­te­rungen sind die VDE-AR-N 4100 sowie die VDE 0100-722 rele­vant. Bei Lade­sta­tionen in Gewerbe- und Indus­trie­be­rei­chen genauso wie in Garagen ab einer Nutz­fläche von 100 m2 müssen außerdem regio­nale Vorschriften (Landes­bau­ord­nungen etc.) beachtet werden.

Die Steck­vor­rich­tungen der Lade­punkte sollten mit AC-Steck­dosen Typ 2 (gemäß DIN EN 62196-2) oder DC-Fahr­zeug­kupp­lungen CCS-Stecker (gemäß DIN EN 62196-3) ausge­stattet werden.

Bei fest instal­lierten Lade­säulen oder Wall­boxen muss für ausrei­chenden Über­span­nungs­schutz gesorgt werden. Für öffent­lich zugäng­liche Lade­punkte ist der Schutz gegen tran­si­ente Über­span­nungen sogar verbind­lich gefor­dert. Grund­lage hierfür ist die DIN VDE 0100-722:2019-06 (Abschnitt 443). Ein Über­span­nungs­gerät Typ 2 (SPD Typ 2) erfüllt dabei die Mindest­an­for­de­rungen nach DIN VDE 0100-534.

Blitz­schutz­sys­teme müssen entweder mit einem Blitz­strom-Ableiter (SPD Typ 1) oder einem Kombi-Ableiter (SPD Typ 1 und 2 mit Schutz­wir­kung Typ 1, 2 und 3) ausge­stattet sein.

Öffent­lich zugäng­liche Lade­säulen mit Zählein­rich­tung

Zusätz­liche Vorkeh­rungen sind für öffent­lich zugäng­liche Lade­sta­tionen zu treffen, die über eine Zählein­rich­tung verfügen. In solchen Fällen kommt die VDE-AR-N 4100 zu Anwen­dung. Empfeh­lens­wert ist es, den Über­span­nungs­schutz vor der Zählein­rich­tung anzu­bringen. Um die Mindest­an­for­de­rungen zu erfüllen, sollten dazu die oben beschrie­benen Blitz­schutz­sys­teme instal­liert werden.

Schutz der Infor­ma­ti­ons­technik

Weitere Schutz­maß­nahmen sind für die Anschlüsse der Infor­ma­ti­ons­technik zu treffen. Genau wie beim Ener­gie­an­schluss kann die Daten­über­tra­gung der Verbrauchs­daten mit SPD Typ 1 (D1 und C2) oder SPD Typ 2 (D1 und C2) ausrei­chend gesi­chert werden.