Funktionsweise von Ladesystemen für Elektroautos

Bildergalerie: Elektroautos Eine Ladestation für Elektroautos befindet sich am Hauptsitz des Energieversorgers RWE in Essen. Weitere Bilder von Elektroautos. AP Foto / Frank Augstein

Viele Experten glauben, dass die 2010er Jahre das Jahrzehnt des Elektrofahrzeugs (EV) sein werden, in dem Mitte des Jahrzehnts Hunderttausende batteriebetriebene Autos auf den Straßen erscheinen werden. Diesen Autos, Lastwagen und SUVs werden die Verbrennungsmotoren fehlen, die die Räder der meisten Autos, sogar Hybriden, im letzten Jahrhundert gedreht haben. Stattdessen werden sie Motoren verwenden, die von einer Reihe elektrischer Batterien angetrieben werden, eine Energieform, die als sauberer und sicherer gilt als fossile Brennstoffe wie Benzin. Elektroautos verschmutzen auch nicht - zumindest nicht am Auspuff, und sie erschöpfen nicht unbedingt die verbleibenden fossilen Kohlenwasserstoffreserven der Erde. Mit anderen Worten, Elektrofahrzeuge sind umweltfreundlich und beschädigen den Planeten, auf dem wir leben, nicht.

Das Hauptproblem bei der Einführung der Elektroautotechnologie durch die Fahrer besteht nicht darin, dass sie eine begrenzte Reichweite haben - neue Technologien haben die Entfernung, die ein Elektrofahrzeug mit einer einzigen Ladung zurücklegen kann, erheblich vergrößert -, sondern vielmehr darin, dass das Aufladen des Batteriearrays umständlich ist. Die Förderer dieser Fahrzeuge möchten potenziellen Käufern versichern, dass sie einfach eine kleine Ladestation in ihrer Garage installieren und die Batterien über Nacht einschalten können, indem sie Strom aus dem lokalen Stromnetz beziehen. Aber viele Leute haben keine Garagen. Sie leben in Wohnungen oder kleinen Vorstadthäusern und parken ihre Autos auf der Straße oder auf riesigen Parkplätzen. Schätzungen zufolge haben etwa 80 Prozent der Autokäufer keinen Platz, um ihr Elektroauto an das Stromnetz anzuschließen [Quelle: Garthwaite]. Wo werden diese Leute ihre Elektrofahrzeuge aufladen? Und während die meisten Fahrten innerhalb von 40,2 Kilometern von zu Hause aus stattfinden, unternehmen die Menschen manchmal gerne längere Fahrten. Wo werden sie ihre Elektrofahrzeuge aufladen, wenn sie unterwegs sind??

Die derzeit beste verfügbare Lösung für dieses Problem ist das Ladesystem. Dies sind kleine Ladestationen, die nicht größer als eine Gaspumpe sind und miteinander vernetzt sind. Die Stationen können miteinander sprechen und Ihr Auto kann auch über das Internet mit ihnen sprechen. Auf diese Weise können Sie Stationen entlang Ihrer geplanten Route lokalisieren und für Ihre Verwendung reservieren. Sobald die Infrastruktur vorhanden ist, stehen diese Stationen in privaten Stadtteilen und entlang von Straßen zur Verfügung, genau dort, wo Sie sie benötigen.

Mike Howard hält ein Ladegerät für Elektroautos vor seiner Tankstelle in Elk Horn, Iowa. Elk Horn verfügt über vier Geräte, mit denen Elektrofahrzeuge, die durch West-Iowa fahren, mit Strom versorgt werden können. AP Foto / Charlie Neibergall

Stellen Sie sich vor, es sind fünf bis zehn Jahre in der Zukunft. Sie sitzen auf dem Fahrersitz Ihres brandneuen Elektroautos. Es sieht aus wie jedes andere Auto auf der Straße, obwohl es vielleicht etwas stylischer aussieht. Immerhin ist es brandneu. Sie haben es nicht nur wegen seines Aussehens gekauft, sondern auch, weil es billig zu fahren ist - der Strom kostet Sie nicht annähernd so viel wie früher Benzin - und weil es umweltfreundlich ist. Sie sind auf dem Heimweg von der Arbeit und parken das Auto für den Abend. Ein Messgerät auf dem Armaturenbrett zeigt jedoch an, dass der Akku fast leer ist. Sie müssen sich einschalten, bevor das Auto für den morgigen Pendelverkehr bereit ist.

Wie geht's? Zu Hause in Ihrer Garage gibt es keine Ladestation, da Sie keine Garage besitzen. Sie wohnen in einer Wohnung oder einem kleinen Haus. Wenn Sie also an einer Ampel stehen bleiben, ziehen Sie Ihr internetfähiges Touchscreen-Handy heraus (oder verwenden eine in Ihr GPS integrierte Schnittstelle) und surfen zu einer vertrauten Website. Auf dem Bildschirm sehen Sie eine Karte des Gebiets um Ihr Haus mit roten und grünen Punkten, die anzeigen, wo sich die lokalen Ladestationen befinden. Diese Stationen sind kleine Kisten, die wie Parkuhren neben der Straße stehen und darauf warten, dass Sie neben ihnen parken. Die roten Punkte auf der Karte stehen für bereits besetzte Ladestationen. Die grünen können Sie kostenlos verwenden. Sie tippen auf den grünen Punkt, der Ihrem Wohnort am nächsten liegt, und es erscheint eine Box, in der Sie gefragt werden, ob Sie diese Station für den Abend reservieren möchten. Sie drücken die Taste "Ja". Die Ampel wird grün und Sie fahren los, um die Ladestation zu suchen. Verwenden Sie die Bildschirmkarte, um sich zurechtzufinden.

Minuten später parken Sie. Sie ziehen Ihre Schlüssel aus der Tasche und winken mit dem Anhänger einer kleinen Kiste - der Ladestation - neben der Straße. Sie ziehen ein Elektrokabel aus einer versenkten Verkleidung im Heck Ihres Autos, öffnen eine Tür an der Ladestation und stecken Ihr Auto in eine Steckdose. Dann machen Sie den kurzen Weg nach Hause. Wenn Sie am nächsten Morgen wieder zu Ihrem Auto zurückkehren, ist der Akku voll aufgeladen und bereit, Sie wieder zur Arbeit oder überall hin zu bringen.

Die Station, an die Sie gerade Ihr Auto angeschlossen haben, ist Teil eines Ladesystems. Sie zahlen eine monatliche Abonnementgebühr für die Nutzung des Netzwerks und können Ihr Auto im Gegenzug jeden Abend an verfügbare Ladegeräte anschließen. Das Aufladen kann je nach Ladestation und Batterietyp in Ihrem Auto zwischen 15 Minuten und drei oder vier Stunden dauern. Hochleistungsbatterien, die zwischen den Ladevorgängen mehrere hundert Kilometer weit fahren können, benötigen wahrscheinlich länger als leichte Batterien, die für einen kurzen Pendelverkehr geeignet sind. Aber da Sie die Zeit so festgelegt haben, dass Sie Ihr Auto erst morgen früh wieder brauchen, spielt die Länge des Aufladens keine Rolle. Auf derselben Website, auf der Sie die Ladestation reservieren können, können Sie auch entscheiden, wann Ihr Auto aufgeladen werden soll. Auf diese Weise können Sie günstige Stromtarife außerhalb der Spitzenzeiten nutzen.

Hört sich toll an, nicht wahr? Wie stehen die Chancen, dass Sie in naher Zukunft ein Netzwerk von Ladestationen in Ihrer Nachbarschaft haben? Wir werden auf der nächsten Seite darüber sprechen.

Während einer Demonstration des kalifornischen Unternehmens Better Place in Tel Aviv, Israel, am 7. Februar 2010 wird ein Elektroauto an einer Ladestation an die Stromversorgung angeschlossen. AP Photo / Ariel Schalit

Wenn Sie heute ein Elektroauto kaufen und keine Garage haben, in der Sie eine Ladestation installieren könnten, haben Sie dann einen Platz zum Aufladen Ihres Autos? Vielleicht. Es hängt davon ab, wo Sie leben. Wenn Sie beispielsweise in Los Angeles, Kalifornien, zu Hause sind, können Sie zum örtlichen Ralph's Grocery gehen. Die meisten Geschäfte in der Kette haben Ladestationen in der Nähe des Haupteingangs, an Orten, die für Elektroautos reserviert sind, genauso wie behindertengerechte Plätze für Autos mit speziellen Tags oder Plakaten reserviert sind. Aber es gibt immer noch wenige Ladestationen, und es gibt große Teile Nordamerikas, in denen Sie überhaupt keine Ladestationen finden.

Mit dem Aufkommen von Ladesystemen beginnt sich dies zu ändern. In den nächsten Jahren haben mehrere Länder, Staaten und Gemeinden die Installation von Tausenden von Ladestationen an strategischen Standorten und entlang beliebter Routen veranlasst. Wenn Sie in einem dieser Gebiete wohnen, werden diese Stationen möglicherweise bereits am Straßenrand angezeigt.

Das US-Energieministerium hat mit einer Reihe von Unternehmen einen Vertrag über die Erstellung des sogenannten EV-Projekts abgeschlossen. Ziel dieses Projekts ist der Aufbau einer Ladeinfrastruktur in fünf Bundesstaaten: Arizona, Washington, Kalifornien, Oregon und Tennessee. Diese Demonstrationsprojekte sollen die Nützlichkeit von Elektroautos unter Beweis stellen und werden von eTec, einer Tochtergesellschaft des Unternehmens ECOtality Inc. aus Arizona, installierte Ladesysteme nutzen. ETec stellt das Minit-Ladegerät her, mit dem leichte Batterien in nur wenigen Schritten aufgeladen werden können 15 Minuten.

Andere Unternehmen, die an der Erstellung von Ladesystemen beteiligt sind, sind Coulomb (ausgesprochen "cool-ohm") Technologies aus San Jose, Kalifornien, und Better Place aus Palo Alto, Kalifornien. Coulomb stellt die ChargePoint Networked Charging Stations her. Sie haben vernetzte Ladestationen in der San Francisco Bay sowie Europas erstes Ladesystem in Amsterdam installiert. Better Place (der Name stammt von der erklärten Mission des Unternehmens, die Welt zu einem "besseren Ort" zu machen) baut nicht nur Netze von Ladestationen auf, sondern baut auch Batterieschaltstationen, an denen EV-Fahrer Batteriearrays austauschen können, für die der Strom knapp wird frisch geladene, ein Vorgang, der wesentlich schneller ist als die Verwendung einer Ladestation. Better Place arbeitet derzeit an der Ladestationsinfrastruktur in Hawaii und Kalifornien sowie in Dänemark, Australien und Israel.

Diese Projekte haben bereits begonnen, sind jedoch in erster Linie als Demonstrationsprojekte gedacht. Ob die Infrastruktur für Ihre Nachbarschaft vorhanden sein wird, ist eine ganz andere Frage. Es hängt davon ab, ob Sie in einem Gebiet leben, in dem diese Unternehmen Netzwerke installieren. Es kann 2020 sein, bis eine beträchtliche Anzahl von Ladesystemen in den Vereinigten Staaten verfügbar ist und noch länger, bis die Infrastruktur zum Laden von Elektroautos mit der derzeit verfügbaren Infrastruktur zum Nachfüllen der Tanks von Autos, die mit Benzin oder Diesel betrieben werden, mithalten kann.

Weitere Informationen zu Ladesystemen für Elektroautos und anderen verwandten Themen finden Sie unter den Links auf der nächsten Seite.

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Weitere großartige Links

• Besserer Ort
• ECOtality
• Das EV-Projekt

Quellen

• Begonnen, Daniel A. "Hawaii sagt Aloha zu einem elektrischen Ladesystem." Heiße Hardware. 3. Dezember 2008. (25. Februar 2010) http://hothardware.com/News/Hawaii-Says-Aloha-to-an-Electric-Car-Network/
• Besserer Ort. (25. Februar 2010) http://www.betterplace.com/
• Coulomb Technologies. "Infrastruktur für Ladestationen für Elektrofahrzeuge." (25. Februar 2010) http://www.coulombtech.com/
• ECOtality. (25. Februar 2010) http://www.ecotality.com/index.php
• Garthwaite, Josie. "Denken Sie, dass Plug-in-Autos zu Hause aufgeladen werden? Denken Sie noch einmal." Earth2Tech. 28. Mai 2009. (25. Februar 2010) http://earth2tech.com/2009/05/28/think-plug-in-cars-will-charge-up-at-home-think-again/
• Hurst, Timothy B. "Bay Area mit Elektroauto-Ladesystem voranschreiten." Ökopolitologie. 23. Februar 2009. (25. Februar 2010) http://ecopolitology.org/2009/02/23/bay-area-forging-ahead-with-electric-car-charging-network/
• Lorinc, John. "Elektroauto-Ladesystem erweitert." Die New York Times. 9. September 2009. (25. Februar 2010) http://greeninc.blogs.nytimes.com/2009/09/09/electric-car-charging-network-expands/
• Das EV-Projekt. (25. Februar 2010) http://www.theevproject.com/