Was ist Vehicle-to-Home (V2H) und wie funktioniert es?

Vehicle-to-Home (V2H) ist eine Technologie für bidirektionales Laden, mit der Sie den in Ihrem Elektrofahrzeug (E-Auto) gespeicherten Strom für Ihr Zuhause nutzen. Durch bidirektionales Laden wird Ihr E-Auto zu einer mobilen Batterie, die bei Stromausfällen Energie liefert, die Stromkosten in Spitzenzeiten senkt und die Einbindung erneuerbarer Energien unterstützt.

Die wichtigsten Vorteile von V2H:

• Niedrigere Energiekosten: Nutzen Sie die im E-Auto gespeicherte Energie für Ihr Zuhause, wenn der Strom teuer ist, und senken Sie so Ihre Energierechnung.
• Notstrom: Halten Sie wichtige Geräte bei Netzausfällen in Betrieb, indem Sie Ihr E-Auto als zuverlässige Notstromquelle nutzen.
• Nachhaltigkeit: Speichern Sie überschüssigen Solarstrom in Ihrem E-Auto und nutzen Sie ihn zu Hause. Das verringert die Abhängigkeit vom Netz und fördert erneuerbare Energien.

Was ist Vehicle-to-Home (V2H)?

Mit Vehicle-to-Home (V2H) versorgt die Batterie eines Elektrofahrzeugs das Stromnetz eines Hauses. Das E-Auto dient bei Ausfällen als Notstromquelle oder ergänzt den Energieverbrauch in Spitzenzeiten, was die Stromkosten senken kann. Diese Technologie für bidirektionales Laden macht das E-Auto im Grunde zu einem mobilen Energiespeicher, der Strom liefert, wenn er am dringendsten gebraucht wird.

Die Technologie beruht auf bidirektionalem Laden: Strom fließt sowohl vom Netz ins E-Auto (zum Laden) als auch vom E-Auto ins Haus (zur Versorgung). So entsteht ein dynamisches Energiesystem, in dem Ihr Elektrofahrzeug fester Bestandteil des Energiemanagements Ihres Zuhauses wird.

Wie funktioniert V2H?

Bidirektionales Laden erklärt

V2H beruht auf bidirektionalem Laden, einer Technologie, bei der Strom in beide Richtungen zwischen der Batterie des E-Autos und der Elektroinstallation Ihres Hauses fließen kann. Anders als beim herkömmlichen EV-Laden, bei dem Strom nur vom Netz ins Fahrzeug fließt, ermöglicht bidirektionales Laden auch den umgekehrten Energiefluss.

Möglich macht das eine ausgefeilte Leistungselektronik, die den in der Batterie gespeicherten Gleichstrom (DC) in den Wechselstrom (AC) umwandelt, den Ihre Haushaltsgeräte benötigen. Diese Umwandlung übernimmt die bidirektionale Ladestation, die zugleich als Ladestation und als Wechselrichter dient.

Komponenten einer V2H-Anlage

Ein vollständiges V2H-System besteht aus mehreren wesentlichen Komponenten, die zusammenspielen:

1. Kompatibles Elektrofahrzeug:

Das E-Auto muss bidirektionales Laden unterstützen. Derzeit können das noch nicht alle Elektrofahrzeuge, doch immer mehr Hersteller bauen die Technologie in neue Modelle ein.

2. Bidirektionale Ladestation/Wechselrichter:

Dieses Gerät steuert den Stromfluss in beide Richtungen zwischen Ihrem E-Auto und Ihrem Zuhause. Es wandelt Gleichstrom aus der Fahrzeugbatterie in Wechselstrom für den Haushalt um und übernimmt bei Bedarf den Ladevorgang.

3. Hausanschluss/Umschalter (Inselbetrieb):

Diese Komponente trennt Ihr Haus bei Stromausfällen sicher vom Netz und leitet den Strom aus Ihrem E-Auto in die wichtigsten Stromkreise. Sie schützt Techniker des Netzbetreibers und verhindert, dass Strom ins Netz zurückgespeist wird.

4. Energiemanagementsystem/App:

Software, die den Energiefluss überwacht, Lade- und Entladezeiten optimiert und Ihnen die Steuerung des V2H-Systems ermöglicht. Dazu gehören in der Regel Smartphone-Apps und Weboberflächen.

5. Optionale Einbindung von Solaranlage/Speicher:

Viele V2H-Systeme lassen sich mit Solarmodulen und zusätzlichen Batteriespeichern im Haus kombinieren und bilden so ein umfassendes Energiesystem.

Teil von V2X: V2H, V2G und V2L

V2H gehört zur größeren Technologiefamilie Vehicle-to-Everything (V2X), die mehrere verwandte Anwendungen umfasst:

Vehicle-to-Grid (V2G): Speist Strom ins Netz zurück und unterstützt so die Netzstabilisierung und das Management von Lastspitzen. Über Programme der Energieversorger können E-Auto-Besitzer damit Einnahmen erzielen.

Vehicle-to-Load (V2L): Versorgt externe Geräte direkt aus dem Fahrzeug, etwa beim Camping, auf Baustellen oder in Notfällen.

Vehicle-to-Home (V2H): Konzentriert sich auf die Versorgung von Wohngebäuden und bietet Notstrom sowie Vorteile beim Management der Energiekosten.

Was bedeutet V2H für CPOs?

Für Ladestationsbetreiber (CPOs) bringt V2H Chancen und Herausforderungen mit sich. Die Technologie erfordert fortschrittliche Interoperabilitätsstandards, vor allem die Unterstützung von OCPP (Open Charge Point Protocol) und ISO 15118-20, damit die Ladeinfrastruktur mit ihren Ladepunkten und die Fahrzeuge nahtlos miteinander kommunizieren.

Energiemanagement und Laststeuerung werden entscheidend, denn Betreiber müssen die Ladenachfrage mit der Netzstabilität in Einklang bringen und zugleich bidirektionale Energieflüsse berücksichtigen. Die Einbindung dezentraler Energieressourcen (DER) und von Programmen der Energieversorger eröffnet neue Einnahmequellen, erfordert aber ausgefeilte Energiemanagementsysteme.

Betreiber müssen außerdem Infrastruktur-Upgrades für bidirektionales Laden einplanen und sicherstellen, dass ihre Systeme die komplexen Energieflüsse bewältigen, die V2H erfordert.

Vorteile und Anwendungen von V2H

1. Niedrigere Energiekosten und mehr Effizienz

V2H ermöglicht deutliche Kosteneinsparungen durch Peak Shaving und die Optimierung zeitvariabler Tarife (Time-of-Use, TOU). Sie senken Ihre Stromrechnung erheblich, wenn Sie außerhalb der Spitzenzeiten laden und die gespeicherte Energie nutzen, wenn der Strom teuer ist.

Ein Beispiel: Berechnet Ihr Energieversorger in den Spitzenzeiten (16 bis 21 Uhr) 0,35 $ pro kWh, außerhalb der Spitzenzeiten (23 bis 7 Uhr) aber nur 0,12 $ pro kWh, können Sie über 65 % der Energiekosten sparen, indem Sie die im E-Auto gespeicherte Energie gezielt in den teuren Zeiträumen nutzen.

2. Notstrom bei Ausfällen

V2H liefert bei Netzausfällen Notstrom. Ein typisches E-Auto mit einer Batterie von 75 kWh kann die wichtigsten Systeme eines Hauses je nach Verbrauch mehrere Tage lang versorgen.

Beispiel: Ein Haushalt mit einem Verbrauch von 30 kWh pro Tag kommt mit einer voll geladenen E-Auto-Batterie etwa 2,5 Tage aus. Beschränken Sie den Verbrauch auf wichtige Geräte (Kühlschrank, Licht, Kommunikationsgeräte), reicht dieselbe Batterie 4 bis 6 Tage oder länger.

3. Umweltwirkung und Nachhaltigkeit

V2H verbessert die Umweltbilanz deutlich, vor allem in Kombination mit einer Solaranlage. An sonnigen Tagen lädt überschüssiger Solarstrom Ihr E-Auto, das Ihr Zuhause dann am Abend versorgt, wenn die Solarmodule keinen Strom erzeugen.

So entsteht ein geschlossener Kreislauf aus erneuerbarer Energie, der die Abhängigkeit von Netzstrom aus fossilen Quellen verringert und sauberen Solarstrom bestmöglich nutzt. Zudem entlastet die Technologie das Stromnetz in Spitzenzeiten und trägt so zu einem effizienteren Netz bei.

Welche Grenzen hat die V2H-Technologie?

Das größte Problem bei V2H ist die geringe Zahl kompatibler Elektrofahrzeuge auf dem Markt. Derzeit verfügen nur wenige E-Autos über die nötige Hardware und Software für V2H. Daher können viele heutige und künftige E-Auto-Besitzer die Vorteile von V2H noch nicht nutzen.

Ein V2H-System erfordert eine Anfangsinvestition für die bidirektionale Ladestation und die fachgerechte Installation. Diese Vorabkosten sind für viele ein großes Hindernis.

Da immer mehr Automobilhersteller bidirektionales Laden in neue Modelle integrieren und die Technologie an Verbreitung gewinnt, dürften die Kosten sinken. Damit wird V2H für mehr Menschen zugänglich und praktikabel.

Wie wird ein V2H-System installiert?

Die Installation von V2H erfordert Arbeiten durch eine Elektrofachkraft und umfasst in der Regel mehrere Schritte:

1. Prüfung vor Ort: Eine Elektrofachkraft prüft den Sicherungskasten, den verfügbaren Platz und die Anforderungen an die Einbindung.
   
2. Genehmigungen: Wegen der Änderungen an der Elektroinstallation sind für V2H-Anlagen meist Genehmigungen erforderlich.
   
3. Installation der Geräte: Montage der bidirektionalen Ladestation, des Umschalters und des Energiemanagementsystems.
   
4. Netzanschluss: Abstimmung mit Ihrem Energieversorger zur Genehmigung des Netzanschlusses und zu einem eventuell nötigen Zählertausch.
   
5. Inbetriebnahme: Test und Konfiguration des gesamten V2H-Systems für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb.
   

Dauer der Installation: Eine typische Installation dauert je nach Komplexität des Systems und eventuell nötigen Arbeiten am Sicherungskasten 1 bis 3 Tage.

Sicherheit und Regulierung

Vorschriften im Vereinigten Königreich:

• Normen EREC G98/G99 für den Netzanschluss kleiner Erzeugungsanlagen
• Anforderungen nach G100 zur Begrenzung der Einspeisung bei netzgekoppelten Systemen
• Einhaltung der Verkabelungsvorschriften nach BS 7671 (18. Ausgabe)
• Genehmigung des Verteilnetzbetreibers (DNO) für den Netzanschluss
• Smart Charge Point Regulations für private Installationen

Vorschriften in den USA:

• Zertifizierung nach UL 9741 für bidirektionale EVSE
• Normen UL 1741/IEEE 1547 für den Netzanschluss
• Einhaltung der Artikel 625 und 702 des National Electrical Code (NEC)
• Genehmigung des örtlichen Energieversorgers und Anschlussgenehmigungen
• Einhaltung der Bauvorschriften für Elektroinstallationen

Vehicle-to-Grid (V2G) vs. Vehicle-to-Home (V2H)

Trends und Marktwachstum

Der V2H-Markt wächst schnell, angetrieben von mehreren wichtigen Entwicklungen. Die Einführung der Kommunikationsnorm ISO 15118-20 vereinheitlicht die Protokolle für bidirektionales Laden. Dadurch wird V2H zugänglicher und über Fahrzeug- und Gerätehersteller hinweg interoperabel.

Große Automobilhersteller (OEMs) wie BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen und Tesla entwickeln V2H-fähige Fahrzeuge für die Markteinführung 2025 bis 2027.

Auch staatliche Förderungen und Programme der Energieversorger beschleunigen die Verbreitung. Viele Regionen bieten Zuschüsse für V2H-Installationen und zeitvariable Tarife, die die Technologie finanziell attraktiv machen.