Mobilität als Speicher: Bidirektionales Laden im vernetzten Gebäudeenergiesystem

Technologische Grundlagen: Von V1G zu V2X

Um Kundinnen und Kunden adäquat zu beraten, ist eine präzise Abgrenzung der Begrifflichkeiten notwendig. Nicht jede Wallbox und nicht jedes Fahrzeug ist per se für die Rückspeisung geeignet.

Unidirektionales, gesteuertes Laden (V1G)

Dies ist der aktuelle Standard im fortschrittlichen Lastmanagement. Das Fahrzeug kommuniziert mit der Ladeinfrastruktur, um den Ladevorgang zeitlich zu verschieben oder in der Leistung zu drosseln (z.B. Überschussladen bei PV-Erzeugung). Energie fließt jedoch ausschließlich in Richtung Fahrzeug.

Bidirektionales Laden (V2X)

Hierbei kann der Energiefluss umgekehrt werden. Man unterscheidet je nach Senke:

• Vehicle-to-Load (V2L): Das Fahrzeug versorgt direkt ein elektrisches Gerät (z.B. über eine 230V-Steckdose im Innenraum). Für die Gebäudeintegration ist dies von untergeordneter Relevanz.
• Vehicle-to-Home (V2H): Das Fahrzeug speist Energie in das hausinterne Netz zurück, etwa um in den Abendstunden den Bezug aus dem öffentlichen Netz zu minimieren oder bei Stromausfall als Notstromaggregat zu fungieren (Inselbetrieb).
• Vehicle-to-Grid (V2G): Das Fahrzeug speist Energie über den Netzanschlusspunkt hinaus in das öffentliche Stromnetz ein, um Systemdienstleistungen (z.B. Frequenzhaltung) zu erbringen.

Wechselstrom- vs. Gleichstromkopplung

Eine technische Hürde stellt die Position des Wechselrichters dar. Da Batterien Gleichstrom (DC) speichern, das Hausnetz aber auf Wechselstrom (AC) basiert, muss eine Umwandlung erfolgen.

• AC-Lösung: Der Wechselrichter befindet sich im Fahrzeug (On-Board-Charger). Dies erfordert Fahrzeuge, deren interne Ladeelektronik bidirektional ausgelegt ist.
• DC-Lösung: Der Wechselrichter befindet sich in der Wallbox. Das Fahrzeug gibt den Gleichstrom direkt über den CCS-Stecker (Combined Charging System) aus. Dies gilt aktuell als der dominierende Pfad für V2H/V2G, da die Normung (ISO 15118-20) hierfür weit fortgeschritten ist.

Das Gebäude als Gesamtsystem: Integration und Synergien

Die bloße Existenz einer PV-Anlage und eines E-Autos schafft noch keine Effizienz. Der Mehrwert entsteht durch die intelligente Vernetzung der Komponenten, oft realisiert durch Bussysteme wie KNX oder proprietäre Energiemanagementsysteme (EMS), die Schnittstellenstandards wie EEBUS nutzen.

Die Rolle des Energiemanagementsystems (EMS)

Das EMS fungiert als das „Gehirn“ des Gebäudes. Es erfasst Echtzeitdaten aller Erzeuger (PV) und Verbraucher. Im Kontext des bidirektionalen Ladens übernimmt es folgende Aufgaben:

1. Prognosebasiertes Laden: Unter Einbeziehung von Wetterdaten und Nutzerverhalten (geplante Abfahrtszeit) wird entschieden, wann das Fahrzeug geladen und wann entladen wird.
2. Sektorkopplung: Das EMS koordiniert die Wärmepumpe und das Elektrofahrzeug. Droht beispielsweise eine Abregelung der PV-Anlage wegen Netzeinspeisebegrenzungen, kann das EMS zeitgleich den Pufferspeicher der Wärmepumpe überhöhen und die Ladeleistung des Fahrzeugs maximieren.

Demand Side Management (DSM) und Peak Shaving

Insbesondere im gewerblichen Bereich oder bei Mehrfamilienhäusern ist die Reduktion von Lastspitzen (Peak Shaving) ein zentrales wirtschaftliches Argument. Ein ungesteuertes gleichzeitiges Anlaufen von Wärmepumpe, Aufzug und mehreren Ladesäulen führt zu hohen Leistungsspitzen. Über Protokolle wie KNX können nicht-kritische Lasten kurzzeitig deaktiviert oder gedrosselt werden. Binden Beratende hier bidirektionale Fahrzeuge ein, können diese Lastspitzen aktiv abgefedert werden, indem die Fahrzeugbatterien kurzzeitig Energie in das Gebäudenetz einspeisen („Peak Shaving durch Entladen“).

Wirtschaftlichkeit und Netzintegration

Für Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümer steht die Frage nach dem „Return on Invest“ (ROI) im Zentrum. Bidirektionales Laden eröffnet hier neue Erlösmodelle, die über die reine Einsparung von Netzentgelten hinausgehen.

Herausforderungen und Lösungsansätze in der Beratung

Trotz vieler Vorteile gibt es auch Vorbehalte. Energieberatende können diese proaktiv und faktenbasiert adressieren:

Das vernetzte Gebäude als Standard

Die Integration von Elektromobilität in das Gebäudesystem ist kein Nischenthema mehr, sondern eine Grundvoraussetzung für die Erreichung der Klimaziele im Gebäudesektor. Das Elektroauto ist in diesem Szenario nicht mehr Problem (Last), sondern Lösung (Speicher).

Für die Energieberatung bedeutet dies eine Erweiterung des Kompetenzfeldes: Weg von der reinen Hüllflächen- und Wärmeerzeuger-Betrachtung hin zur systemischen Beratung von Energieflüssen. Die Kombination aus PV, Wärmepumpe und bidirektional ladendem Fahrzeug, orchestriert durch ein intelligentes EMS, stellt das technisch und ökonomisch sinnvollste Zielbild dar – vorausgesetzt, die passende Hardware wird bereits bei der Anschaffung berücksichtigt.