Gastautor / 14.06.2019 / 06:15 / Foto: Pixabay / 186 / Seite ausdrucken

Die Leiden eines Hausplaners: Hilfe, E-Auto-Ladestation!

Von Paul Lech. 

Deutschland 2019. Umbruchstimmung entnehme ich vielen Schlagzeilen. Das ist der Aufbruch in die Elektromobilität, heißt es, 1.000.000 E-Autos werden angestrebt. So weit die Theorie. Die Praxis geht anders: Da landet die schöne neue Elektromobilität auf meinem Schreibtisch, und ich weiß nicht recht, wie ich damit umgehen soll.

Ich (m) werde in wenigen Wochen 59 Jahre alt und bin in einem Ingenieurbüro für Haustechnik in NRW beschäftigt. Ich arbeite nun seit zwei Jahren in einer Mini-Elektroabteilung – 4 Menschen = 3+1, entsprechend 25 Prozent Frauenanteil – und wie Sie sich denken können, bei weitem der Älteste. In den vergangenen zwei Jahren haben wir bei verschiedenen Projekten so zwischen 400 und 500 Wohnungen geplant, teils auch höherwertige Ausstattungen, alles in allem etwa 20 Prozent Sanierungen.

Nun ist bei einer Neubau-Wohnanlage (ca. 100 Wohnungen in 12 Häusern) Folgendes passiert. Der Bauherr möchte in der gemeinsamen Tiefgarage mindestens 20 Ladesäulen für Elektroautos installiert haben. Eine entsprechende Ladesäule kann bei Schnellladung einen Strom von 32 A liefern. Das heißt, würden alle Ladesäulen voll in Betrieb gehen, müsste ich theoretisch 640 Ampere vorhalten. Das geht natürlich nicht. Die Säulen sind untereinander vernetzt und regulieren sich gegenseitig. Somit kann die Ladezeit – bei Mehrfachnutzung – auf mehrere Stunden anwachsen, wo der Hersteller der Säulen sagt, dass dies vertretbar ist, aber der Bauherr hartnäckig nachfragt, warum das denn so sei. Er verkaufe oder vermiete schließlich hochwertige Wohnungen, und eine Ladezeit von mehreren Stunden (bis zu 8 Stunden) wären kein gutes Verkaufsargument.

Kann ich nachvollziehen... aber es kommt noch besser: 100 Wohnungen mit Warmwasserversorgung aus der Heizung (nicht mit Strom) haben nach DIN 18015 einen Anschlusswert von 108 kVA. Die Werte-Tabellen basieren auf den Erfahrungswerten der städtischen Energieversorger (Sehen Sie hierzu die Tabellen auf den Seiten 5 und 6.)

Zu den 100 Wohnungen kommt noch die Lüftungsanlage der Tiefgarage, einige Pumpen und Hebeanlagen, Außenbeleuchtung, Reserve und dergleichen. Ich hätte normalerweise bei den Stadtwerken eine Leistung von 15 bis 180 kVA, entsprechend 130-150 kW angemeldet. Nebenbei bemerkt, auch für diese Leistung hätte ein kleiner Trafo installiert werden müssen, da sich das Grundstück zwar auf Stadtgebiet aber mehr auf der "grünen Wiese" befindet. Bei Großstädten wäre diese Leistung – je nach Lage – aber noch im Netz vorhanden.

„Das muss ich den Bauherren erklären und kann es nicht“

Auf Grund der 20 Ladesäulen, gegebenenfalls auch mehr, muss nun ein Transformator mit 400 kVA installiert werden, weil diese hohe Leistung grundsätzlich nicht mehr im Niederspannungsnetz (400/230V) vorhanden ist. Außerdem möchte der Bauherr, dass die Ladesäulen doch eine entsprechende "Power" bringen und sich nicht selbständig komplett auf den Minimum-Ladestrom reduzieren. Somit also die Ladezeit auf weniger Stunden reduziert wird. Jetzt zu meinem Problem. Auf Grund der 20 Ladesäulen, gegebenfalls auch mehr, muss nun ein Transformator mit 400 kVA installiert werden, weil eine so hohe Leistung nicht im Niederspannungsnetz vorhanden ist.

Das wird in Zukunft bei fast jedem Bauvorhaben so sein, sage ich mal voraus. Denn in den Ingenieurbüros sind wir nicht nur Planer, sondern auch Berater. Wenn ein Bauherr eine neue Wohnanlage plant – und sei es nur ein 8-Familienhaus –, dann muss ich immer fragen, ob er auch eine Ladesäule in der Tiefgarage oder an den Parkplätzen wünscht. Das zählt zur guten Beratung der heutigen Zeit, jedenfalls meiner Meinung nach.

Wir werden in Zukunft viele Trafos verkaufen. Aber irgendwann geben uns die Elektrizitätsversorger/Stadtwerke keine Trafos mehr, weil auch das Mittelspannungsnetz am Ende ist. "Ausgelastet", wie man sagt. Sollte tatsächlich die Elektromobilität einen Boom bekommen, werden alle nach einem Zeitpunkt X nicht mehr schnell laden können.

Das muss ich den Bauherren erklären und kann es nicht. Wir in den Ingenieurbüros haben selten Kontakt zu anderen Büros, deshalb kann ich mich nicht immer in vollem Umfang austauschen oder beraten. Aber die nächste Elektromesse kommt bestimmt. 

Ich werde das Thema natürlich bei entsprechender Gelegenheit mit den Energieversorgern diskutieren, aber ich weiß jetzt schon, was die antworten werden: "Geh weg, wir haben andere Sorgen. Wenn was nicht geht, dann geht es nicht, und ein Netzausbau steht bei uns immer zum Schluss an".

Der hauseigene Trafo war schon ausgelutscht

Vor ein paar Jahren Jahren habe ich die Bauleitung in einem Luxus-Projekt mit fast 270 Wohnungen begleitet. Wir reden hier über Luxuswohnungen mit einem Preis zwischen 4.500 bis 16.000 Euro je Quadratmeter Wohnfläche, Innenstadt-Lage. Nur nebenbei, die kleinen Wohnungen sind mindestens 80 Quadratmeter groß, und die üppigen Wohnungen bis zu 120 oder gar 200 Quadratmeter. Wer hier lebt, kann sich einen flottes Tesla Luxusmodel als Hobby und gutes Gewissen leisten. Getreu dem Motto, "ich fahre grün".

Ich hatte das Thema Elektromobilität mal bei einer unserer Planungsrunden angesprochen. Wohlgemerkt, Planungsrunde während der Bauzeit zwischen Rohbau und Endausbau. Der lustige Vorschlag der Planer (war nicht unser Büro) und des Bauherrn war, ein paar gewöhnliche Steckdosen an ein paar Stellplätze der Tiefgarage zu verteilen, weil die Leistung der hauseigenen Trafos ja schon fast "ausgelutscht" wäre. Zudem sollten die "Interessierten" die Zusatzkosten für die Zuleitung, etwa 30 Meter im Durchschnitt und die Installation der Steckdose inklusive Absicherung, als Aufpreis bezahlen (280 bis 350 Euro netto ohne Mehrwertsteuer je Stellplatz/Wohnung, Stand 2014). An die Profis: Wir reden über eine offene Rohrinstallation auf-Putz in einer Tiefgarage, am Ende mit einer abschließbaren Klappdeckel-Schutzkontakt-Steckdose 230V, angeschlossen über eine NYM-Leitung 3x2,5 qmm (ggf. 3x4 qmm) separat abgesichert (16 A) in der Zählerverteilung.

Jetzt stellen Sie sich einmal vor, jemand zahlt für seine Wohnung eine Million Euro und bekommt für die Aufladung seines Teslas eine Steckdose, an die man normalerweise eine Waschmaschine anschließen würde. Ein Mittelklasse-Tesla Model S startet ab etwa 72.000,- Euro aufwärts, und nehmen wir einmal an, dass eine 70-kWh-Batterie installiert ist (Reichweite 440 Kilometer). Dann beträgt die Ladezeit laut Wikipedia etwa 20 Stunden, in Worten zwanzig (!), für eine Vollaufladung an eben jener oben genannten Normalo-Steckdose.

Doch noch einmal zu den oben genannten eine Million Elektroautos und den geforderten Schnell-Ladestationen.

1.000.000 Autos mal 16-Ampere-CEE-Steckdose (400 V) in der Garage zum laden, sind gleich 16.000.000 Ampere gleich 16 Mega-Ampere! Dabei könnte das größte deutsche Kraftwerk, Neurath in meiner Heimat NRW, mit 4.400 MW Leistung (Kohlekraftwerk!), bei einer Spannung von 400 V gleich 4.400 Mega-Watt geteilt durch Wurzel 3 = 1,73 x 400 Volt theoretisch nur 6,35 Mega-Ampere liefern. Da fehlen noch fast 10 Mega-Ampere.

Glücklicherweise steht neben dem Kraftwerk Neurath in vier Kilometer Entfernung auch noch das Kohlekraftwerk Frimmersdorf. Anfang der 1970er Jahre immerhin das größte Kohlekraftwerk der Welt! Doch das läuft aktuell nur noch auf 2 x 300 MW. Soll das wirklich abgeschaltet werden? 

Meine Intention ist, mit diesem Beitrag eine Diskussionsgrundlage für Fachleute und Interessierte zu schaffen. Interessant wären auch Fragen oder Hinweise und Beispiele von absoluten Laien. Erfahrungsgemäß kommen hier recht unbedarfte aber auch echt originelle Lösungsansätze. Ich weiß keinen anderen Weg, als mich an eine breitere Öffentlichkleit zu wenden. Jedes Mal, wenn ich dieses Thema anschneide, kommt ein Schulterzucken, von Kollegen, Freunden, teils werde ich auch belächelt.

Ich sammle die Zuschriften der Leserpost und werde diese in einem zweiten Beitrag oder auch weiteren Beiträgen ansprechen, auswerten und kommentieren. Das wird sicher einige Zeit in Anspruch nehmen, da ich ja nebenbei voll berufstätig bin. Es werden auch einige Profis meine Zahlenbeispiele kommentieren und gegebenfalls korrigieren, und das ist gut so. Nur so werden wir uns gemeinsam den tatsächlichen Gegebenheiten nähern können. Ich bitte sogar ausdrücklich darum, von Ihren Erfahrungen zu berichten, auch mit Berechnungsbeispielen. Ich bitte die Leserinnen und Leser um Verständnis, dass ich unter einem Pseudonym schreibe. Im oben beschriebenen Projekt handelt es sich um eine laufende Baumaßnahme. Der hier veröffentlichte Text ist mit der Geschäftsleitung unseres Büros abgestimmt.

Nachtrag/Update vom 17.06.2019:

Werte Leserinnen und Leser,

ich bin überwältigt von so vielen qualitativ hochwertigen Postings, schön gemischt mit Beiträgen wo ich laut aufgelacht habe, kontrovers aber doch effektiv geführte Diskussionsansätze und herrlich verrückte Vorschläge von den Laien. Ich habe alle 186 Postigs in mehreren Stunden gelesen - ich hatte das in dieser Form und Intensität nicht erwartet.

Hierfür möchte ich mich ganz besonders bei Ihnen bedanken!

Da kommt ein schönes Stück Freizeitarbeit auf mich zu, mit der ich mich gerne in den nächsten Tagen beschäftigen werde.

Klarstellung:

Die Berechnungen rund um das Kraftwerk Neurath waren rein fiktiv und sollten den Laien einmal zeigen, wieviel Energie für die E-Mobilität gebraucht werden könnte. Hierbei lege ich besonderen Wert auf den Konjunktiv, den ich auch im Beitrag häufig bewusst gewählt habe. Meine Intension ist weder ein Experte zu sein, noch irgendwie ein Besserwisser und Fingerzeiger. Mir geht es lediglich darum aufzuzeigen was auf uns zukommen könnte, wenn wir einen Boom bekommen. Ich möchte Ihre Vorschläge sammeln und am Ende dieser kleinen Serie zu Lösungsansätzen zusammen führen. Vielleicht nimmt das ja eine(r) außerhalb der Achse als Anregung.

Folgende Themen haben sich für den nächsten Beitrag heraus kristalisiert:

  • Brandgefahr!
  • Gleichzeitigkeit, damit verbunden das Lastmangement
  • standardisierte Batterien für die E-Autos - Tausch, Leasing o.Ä.
  • Speicherbatterien im eigenen Haus zur Abdeckung der Spitzenlasten
  • die Erfahrungen der E-Auto-Besitzer
  • die Energiepolitik in Deutschland 

Ich weiß noch nicht ganz wie ich die Themen kombinieren werde, um einerseits nicht zu lange Artikel zu verfassen, und andererseits "was passt zusammen?".

Paul Lech

Foto: Pixabay

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Leserpost

netiquette:

Gerald Pesch / 14.06.2019

Ich arbeite seit 35 Jahren als Techniker in der Kabelindustrie und bin mit Kabelquerschnittsberechnungen vertraut. Die Naivität der politisch verantwortlichen sowie der Jubelpresse aus der grünen Ecke lassen einen nur fassungslos zurück. Die Zusammenhänge zwischen Leistung und Energie sind Bömische Dörfer für die Fans der E-Mobilität, der Unterschied zwischen installierter EE-Leistung und Leistungsbereitstellung dieser Anlagen bleibt völlig unverstanden. Sie kämpfen da gegen Windmühlen, in Deutschland muss erst das Licht ausgehen ehe vielen ein Licht aufgeht.

Gottfried Meier / 14.06.2019

Wie schaut es bei dir einer so großen Tiefgarage mit dem Brandschutz aus? Mein Sohn ist Feuerwehrler. Er meinte, dass E-Fahrzeuge schwer zu löschen seien.  Bei angenommen 100 Autos kann das ein ganz schönes Feuer werden.

Jörg Tappeser / 14.06.2019

Hallo, wir fahren bei uns in der Firma 4 Elektrofahrzeuge , das Erste seit 7 Jahren!! und bauen auch Ladeinfrastruktur. Das geschilderte Problem gibt’s in der Praxis nicht! Alle unsere Fahrzeuge laden an allen Standorten mit 3,6 KW, das reicht aus! Das auch nicht täglich! Wenn man schnell laden möchte dann auf der längeren Strecke. AUSSERDEM MACHT Elektromobilität nur Sinn wenn ich es nachhaltig organisiere, wir machen das mit PV Strom und Speicher, das ist AUSSERDEM viel günstiger. Anfragen nehmen wir gern entgegen. Planung gegen Bezahlung, unser KnowHow haben wir ja auch teuer erkauft. Die Lösung liegt in der Kommunikation der Ladesäulen, dann kann auch Mal schnell geladen werden wenn man unbedingt möchte. Ich empfehle dringend Mal 4 Wochen ein Elektrofahrzeug zu fahren, dann kann man auch mitreden und korrekt argumentieren. Wenn ich sowas lese,sorry, bekomme ich Bluthochdruck! Gern organisiere ich Mal eine Diskussionsveranstaltung siehe Facebook unter Jörg Tappeser.

Stefan Leikert / 14.06.2019

Nach 16/17 Seiten Leserpost kam mir eine völlig abseitige Frage in den Sinn: Macht elektrisch Fahren eigentlich Spaß? Warum soll ich mir all diese Probleme antuen? Was ist da das Bewegende, die Motivation… Und komme mir keiner mit Umwelt- und Naturschutz!

Rainer Hinz / 14.06.2019

Ein E-Auto fahren gibt ein gutes Gefühl für die gehobenen Grünen. Ich habe wenig Ahnung von Strom und Leitungen, aber um eine Batterie zu laden, muss die doch erst einmal gebaut werden. Lithium wird vor allem im Dreiländereck Argentinien,  Chile und Bolivien gewonnen, dort wird ein Ökosystem zerstört . Mit KohleEnergie werden in Korea und China die Batterien hergestellt, also ist so ein E-Auto schon ziemlich vorbelastet. Auch darf man nicht vergessen, dass Deutschland nur mit ca. 2,4% am weltweiten CO2-Ausstoß beteiligt ist. Auch wenn wir uns Völlig dekarbonisieren, ist das weltweit gesehen sehr, sehr wenig. Der Preis dafür ist auch sehr hoch, ich habe die Zahl einmal gelesen aber leider vergessen, es geht aber deutlich in die Billionen.

sybille eden / 14.06.2019

Ich denke einmal ganz naiv, daß wir auch ziemlich bald an die Kapazitätsgrenze beim Bauen von BATTERIEN kommen werden! Solche Unmengen von seltenen Grundstoffen müssen doch erst mal gefördert werden,-und gibt es schon Studien welche Mengen überhaupt vorhanden und verfügbar sind ?

Thomas Wörner / 14.06.2019

Schöner wird es noch wenn man daran denkt, dass es aktuell in D 44,7 Mio. Pkw gibt (Stand 1.1.19). Außerdem haben speziell in großen Städten viele Autobesitzer gar keine festen Stellplätze, sondern parken unweit an der Straße. Das wird erst ein Spaß - von Zeit und Kosten für diese Ladestationen gar nicht zu reden!

Marianne Sommer / 14.06.2019

Was auch noch interessant wäre (ergänzend zu meinem ersten Beitrag) Wie sieht das mit den Nutzungsentgelten aus bei einer so hoch ausgelegten Anlage? Wie wird die Bereitstellung berechnet für die zur Verfügung gestellte Leistung mit den Ladestationen? Zahlen das alle Mieter? Also auch die 80, die gar nichts mit dem E-Auto-Kram zu tun haben? Und was ist, wenn die Durchschnittliche abgerufene Leistung viel niedriger ist und einmal ein Peak in der Abnahme auftritt (z.B. im Winter) der evtl. die Jahresnutzungsstunden in den Keller „knallen“ und Nachzahlungen anstehen? Wer zahlt das?

toni Keller / 14.06.2019

Es gibt ja schon eine Menge Tiefgaragen in Großwohnanlagen, wo die reine Aufrüstung der Garagentore auf “elektrisch” zu großen Problemen führt, einfach weil das Stromnetz nicht dafür ausgelegt ist. Und wie manche hier schreiben durchaus nicht jeder zur gleichen Zeit heimkommt und in seine Garage will, bzw wieder raus. Prinzipiell halte ich diese ganze gehypte E-mobilität für eine “grüne Tisch Idee” um den Flackerstrom von Wind und Sonne aufzufangen. Was jedoch nicht berücksichtigt wird, und das ist eine reine, laienhafte Erfahrung , dass bestehende Stromnetze für eine bestimmt Kapazität ausgelegt sind. Meine Eltern haben ein altes Haus saniert und zwar neue Leitungen in die neuen Räume legen lassen, aber die Zuleitungen im Keller waren die alten. Dann haben sie sich eine große Kühltruhe angeschafft, diese vollgefüllt und sind in Urlaub gefahren, als sie wiederkamen war der Inhalt der Kühltruhe aufgetaut und es stank bestialisch. Ansage des Elektrikers “ja ihre Leitungen sind für sowas nicht ausgelegt!” Meine Schwester hatte in ihrer Wohnung Baujahr 1970 einen Wäschetrockner installiert, den konnte sie nur betreiben, wenn sie in den entsprechenden Zimmer sonst nichts an der Steckdose hatte, einmal Licht angemacht, oder gar den Staubsauger angeworfen führte zum Kurzschluss. Ich habe mir sagen lassen in der dritten Welt gibt es solche Vorrichtungen, die das Haushaltsgerät, den Computer und sonstwas ausschalten, sobald der Strom anfängt zu schwanken,  auch das müsste dann dringend angeschafft werden. Möglicherweise lässt sich das Problem in kompletten, neu ausgewiesenen und neu erschlossenen Neubaugebieten durch entsprechende Zuleitungen lösen, alleine für den bestehenden Wohnraum sehe ich nicht, wie man das machen können soll. Klar wird man jetzt antworten, man hat ja auch irgendwann einmal von Gaslaternen auf elektrische Straßenlaternen umgestellt nur waren wir damals bedeutend weniger Leute

Gerd Thiele / 14.06.2019

Einfache Rechnung, es sollen 20 e autos laden, der Durchschnitt der gefahrenen Strecke sollen in D 35km pro Tag sein. Das sind dann 8kwh die jedes Auto nachladen muss. Das sind dann 160kwh pro Tag. Bei 10 Nachtstunden sind das 1.6 kW die durchschnittlich reichen wuerden. Also an jedem Stellplatz 11kw (3x16A) mit lastmanagement machen. Und alle sind glücklich. In 10 bis 20 Jahren kann man ja noch einen Pufferspeicher dazu setzen, wenn dann alle im aussendienst arbeiten und elektrisch unterwegs sind. Wenn das zu günstig ist, wuerd eich statt extra Trafo eine 50kw DC Station mit Ccs (und evt. CHADEMO) empfehlen. Da kann dann auch der Besuch schnell wieder laden und nach Hause fahren.

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