Basiswissen Aufladen

Wechselstrom, Gleichstrom, Phasen und kW

In den frühen Tagen der Elektrifizierung war Gleichstrom der Standard für die Lieferung von elektrischer Leistung – wobei der Strom nur in eine Richtung fliesst. Heute haben wir bereits das europäische Stromnetz von Gleichstrom auf Wechselstrom umgestellt, bei dem der Stromfluss ständig die Richtung wechselt, z. B. 50 Mal pro Sekunde, und so die elektrische Ladung über lange Strecken effizienter transportiert.

Während die meisten unserer Haushaltsgeräte mit Wechselstrom betrieben werden, kann jedes Gerät mit einer eingebauten Batterie – wie ein Mobiltelefon oder ein Laptop – nur mit Gleichstrom geladen werden. Auch Elektroautos fallen in diese Kategorie. Deshalb ist es hilfreich, über Wechsel- und Gleichstrom Bescheid zu wissen, solltest du vorhaben, ein Elektrofahrzeug zu fahren.

In Europa wird die elektrische Energie über ein dreiphasiges Netz verteilt. Das heisst, es gibt drei Leitungen, die den elektrischen Strom führen.

Für kleinere elektrische Geräte, wie die meisten Haushaltsgeräte, reicht eine Phase aus. Deshalb sind alle normalen Haushaltssteckdosen einphasig.

Opel, Simply Electric, AC/DC, Conversion

Grössere Geräte, wie sie z. B. in der Industrie genutzt werden, aber auch Backöfen werden manchmal an den Dreiphasenwechselstrom angeschlossen, da er höhere Leistung bietet (Starkstrom).

In einigen Ländern (z. B. Frankreich) sind Privathaushalte normalerweise an das einphasige Netz angeschlossen, in anderen (z. B. Deutschland) sind sie mit dem Dreiphasenwechselstrom verbunden. Deshalb ist es in diesen Ländern ratsam, zum Aufladen ebenfalls dreiphasige Ladetechnologie (Wallbox, integriertes Ladegerät – siehe unten) zu nutzen, da die Ladegeschwindigkeit dadurch erhöht wird.

Um die Batterie deines Elektroautos aufzuladen, muss der Strom in Gleichstrom umgewandelt werden, wobei der Strom nur in eine Richtung fliesst. Ansonsten würde er in die und aus der Batterie fliessen und könnte somit nicht gespeichert werden.

Diese Umwandlung kann entweder direkt durch das im Fahrzeug integrierte Ladegerät (On-Board Charger, OBC) oder ausserhalb des Fahrzeugs an Gleichstrom-Schnellladestationen erfolgen, die über eine bedeutend höhere Ladekapazität verfügen (bis zu 100 kW oder 80 % Aufladung in 30 Minuten).

Der OBC ist Bestandteil deines Elektrofahrzeugs und ist mit einer einphasigen Leistung von bis zu 3,7 kW bis zu einer dreiphasigen Leistung von 11 kW erhältlich. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass die tatsächliche Ladeleistung vom schwächsten Glied der Ladekette abhängt (z. B. Haushaltssteckdose, Ladekabel oder Wallbox). Um die optimale Ladeleistung zu erhalten, muss das Fahrzeug mit einem entsprechend leistungsstarken Ladegerät verbunden werden. Der effizienteste und beste Weg, zuhause zu laden, ist deshalb immer die Wallbox. Hier erfährst du mehr über Wallboxen.

Watt und Kilowatt (kW) sind Masseinheiten für die Leistung, das heisst die Menge an transportierter, verbrauchter oder bereitgestellter Energie pro Sekunde. Daher wird die Leistung von elektrischen Geräten in Watt oder Kilowatt (1.000 Watt = 1 Kilowatt) angegeben. Auch die Leistung von Automotoren wird heutzutage nicht mehr nur in «Pferdestärken» (PS), sondern auch in kW aufgeführt.

Lampe: 10 Watt
Föhn: 1.500 Watt = 1,5 kW
Corsa-e-Motor: 100 kW

Kilowattstunde (kWh) ist die Masseinheit für gespeicherte oder verbrauchte Energie. Sie entspricht der Menge Kraftstoff, die ein Auto mit Verbrennungsmotor aufnehmen kann. Deshalb wird z. B. die Kapazität des «elektrischen Tanks» – also der Batterie – in Kilowattstunden angegeben.

Die Energie, die Stromversorger an Endkunden liefern, wird ebenfalls in Kilowattstunden abgerechnet.

Eine elektrische Heizung mit 1.000 Watt (1 kW) Leistung, die eine Stunde läuft, verbraucht eine Kilowattstunde Energie.
Ein Fernseher mit einer 100 Watt Leistung, der 10 Stunden ununterbrochen läuft, verbraucht dieselbe Energiemenge (1 kWh).

Wenn ein Elektrofahrzeug an einer normalen Haushaltssteckdose aufgeladen wird, dann wird der Wechselstrom im Fahrzeug in Gleichstrom umgewandelt. Aber das braucht Zeit. Diese Zeit kann verkürzt werden, indem du eine als «Wall Box» bezeichnete Wechselstrom-Hausladestation installierst. Diese Anschlüsse laden die Batterie schneller auf, da ihre Energietransferrate (in kW/h) höher ist. Wenn du dein Fahrzeug an einer öffentlichen Ladestation auflädst, geht das unter Umständen noch schneller. Die schnellste Möglichkeit ist allerdings eine Gleichstrom-Ladestation. Das liegt daran, dass der Wechselstrom aus dem Netz bereits in Gleichstrom transformiert wurde und dieser Strom direkt in die Batterie eingespeist werden kann. Gleichstrom-Ladestationen sind bislang für Privathaushalte noch nicht erhältlich, stellen aber eine sehr einfache und bequeme Möglichkeit dar, unterwegs das Fahrzeug aufzuladen.

Wenn du dir dieses Basiswissen im Gedächtnis behälst, wird es dir viel leichter fallen, die beste Lösung für das Aufladen deines Elektrofahrzeugs zu finden – ob zuhause, unterwegs oder auf längeren Reisen.

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