„Wallbox-Inspektion“: Neues Prüfverfahren für solaroptimiertes Laden

Zahlreiche Hersteller bieten mit ihren Wallboxen eigene Lösungen für ein solaroptimiertes Laden oder für das Laden mit zeitvariablen Strompreisen an. Um solche Produkte und Lösungen einheitlich miteinander vergleichen zu können, hat das Projekt „Wallbox-Inspektion“ entsprechende Tests entwickelt und ermittelt, wie die Funktionen möglichst exakt und wirtschaftlich geregelt werden können.

Dabei wurden unter anderem der Stromverbrauch im Betrieb sowie im Stand-by-Modus gemessen, die Regelungsgüte ermittelt und auch Betriebseffekte rund um das solare Laden festgehalten – also wie der solare Überschuss im Fahrzeug gespeichert wird und wie einfach zwischen einphasigen und dreiphasigem Laden umgeschaltet werden kann.

Die im Projekt entwickelten Tests betrachteten den Stromfluss zwischen Photovoltaikanlage, Haushalt, Stromnetz und Elektrofahrzeug. Das Energiemanagementsystem – in die Wallbox oder das Energy Meter integriert – überwacht dabei über das Energy Meter den Netzanschluss und steuert über die Wallbox das Elektrofahrzeug. Bei den Tests der Ladestationen kamen aber keine echten Autos zum Einsatz, sondern der digitale Fahrzeug-Zwilling „ev twin“ des Fraunhofer ISE, der das Verhalten von 5.000 verschiedenen E-Autos simulieren kann. „Dies bietet den Vorteil, dass nach dem Ladetest für einen weiteren Test kein Fahrzeug leergefahren werden muss. Stattdessen wird der Leistungsfluss mit bidirektionalen Netzteilen emuliert. Weiterer Vorteil: die Einflüsse verschiedener Laderegler im Fahrzeug sind eliminiert“, teilt das Fraunhofer ISE mit.

Das Team testete das Reaktionsverhalten der Wallbox in spezifischen realitätsnahen Situationen, wie dem Standby-Modus und verschieden großen Sprüngen in der Leistung der Solaranlage. „Eine schnelle Regelgeschwindigkeit bei hoher Regelgüte ist entscheidend für das solargesteuerte Laden. Im praktischen Betrieb bedeutet dies, dass die Steuerung durch die Wallbox dem solaren Überschuss möglichst gut folgt“, erklärt Dernhard Wille-Haussmann, der Leiter des Projekts. Dabei haben die Forschenden teils deutliche Unterschiede festgestellt: Einige Wallboxen reagierten sofort, andere mit bis zu 90 Sekunden Verzögerung.

Ein weiteres Learning der Tests: Bei vielen Wallboxen muss für eine gute Regelqualität das Energiemanagement angepasst werden. Daher empfiehlt das Projektteam, die Wallboxen generell auf die eigenen Bedürfnisse einzustellen. „Die Geräte arbeiten dann präziser als unter Standardeinstellungen. Auch die Unterschiede zwischen den Geräten der verschiedenen Hersteller sind dann nicht mehr so groß. Die Eigenheiten des eigenen Energiesystems spielen eben eine große Rolle“, so Wille-Haussmann.

Gemeinsam mit einem Industriebeirat wurde ein Prüfleitfaden für das unidirektionale und solare Laden entwickelt, die Messergebnisse werden in einem Wallbox-Score für Endnutzer verständlich quantifiziert. Das soll für Verbraucher die Transparenz im Wallbox-Markt erhöhen und einen Qualitätsstandard für die Industrie etablieren. Der ADAC als Projektpartner wioll die Ergebnisse für die Beratung seiner Kunden nutzen.

Auf der Messe „The Smarter E“ in München stellt das Projektteam am 8. Mai die Ergebnisse auch in einem Workshop vor. Ab dem 8. Mai ist der Testleitfaden dann auch online zu finden.

fraunhofer.de (Mitteilung), fraunhofer.de (Testleitfaden am dem 8.5.)