Der optimale Anschluss für die Wallbox mit 11 kW Ladeleistung
Du hast dich zur Anschaffung einer eigenen Wallbox für das Laden deines Elektroautos entschieden? Möglicherweise für eine Wallbox mit 11 kW Ladeleistung, weil du hier gelesen hast, dass dies für das heimische Laden völlig ausreicht? Damit beim Anschluss der Wallbox alles glatt läuft, haben wir dir einige wichtige Informationen zusammengefasst.
Wir erklären dir, warum du auf eine Wallbox setzen solltest, wie wichtig der Hausanschlusswert ist und was einphasiger Strom sowie Starkstrom bedeutet.
In einem weiteren Blogbeitrag erfährst du mehr über die Voraussetzungen und rechtlichen Fragen einer Wallbox-Installation.
Wichtig: Die meisten der folgenden Angaben beziehen sich auf Deutschland. Die Regelungen in anderen Ländern können davon abweichen.
Vor der Installation der Wallbox: Hausanschluss-Wert bestimmen
Zunächst musst du herausfinden, wie viel deine vorhandenen Elektrogeräte maximal verbrauchen und klären, wie viel Leistung dein Hausanschluss für die Wallbox bereitstellen kann.
Die Gesamtanschlussleistung ist die Summe aller Anschlussleistungen der einzelnen Verbraucher im Haus. Die Anschlussleistung eines Verbrauchers ist die elektrische Leistung, die er im Betrieb vom Stromnetz bezieht. Ein Verbraucher ist ein Elektrogerät wie eine Lampe, ein Kühlschrank oder eine Wallbox. Die Gesamtanschlussleistung muss kleiner oder gleich dem Hausanschlusswert sein, um eine Überlastung zu vermeiden.
Der maximale Energiebedarf ist die Menge an elektrischer Energie, die für den Betrieb aller Verbraucher benötigt wird. Er tritt auf, wenn alle Verbraucher gleichzeitig eingeschaltet sind und kann je nach Nutzung und Tageszeit variieren.
Der Energiebedarf von Waschmaschinen und anderen Elektrogerät muss bei der Berechnung der Gesamtanschlussleistung berücksichtigt werden.
Beispielrechnung für einen Anschlusswert
Im Normalfall stellt der Netzbetreiber einem Haushalt eine Leistung von rund 24 kW zur Verfügung. Die Vorsicherungen in einem modernen Gebäude sind als 35-A-Schalter ausgelegt.
Nimmt man nun an, dass in Spitzenzeiten Herd, Waschmaschine, Fernseher und andere Geräte parallel laufen, könnte sich theoretisch eine Leistungsspitze von 23 kW ergeben:
- Herd 7,5 kW
- Mikrowelle 1,5 kW
- Kühlschrank 1 kW
- Gefrierschrank 1 kW
- Dunstabzug 1,5 kW
- Geschirrspüler 2 kW
- Waschmaschine 2 kW
- Wäschetrockner 2 kW
- Fernseher und Computer 2 kW
- Beleuchtung 1,5 kW
- Heizung 1 kW
- = 23 kW
Dieser Wert klingt sehr hoch und wird im realen Betrieb nie erreicht. Bei der Bedarfsberechnung wird daher der sogenannte Gleichzeitigkeitsfaktor als ausgleichende Komponente verwendet. Dieser wird für einen normalen Haushalt mit 0,5 angenommen.
Man multipliziert die Leistung mit diesem Faktor und erhält so einen realistischen maximalen Leistungsbedarf. In unserem Fall ca. 11,5 kW (nicht zu verwechseln mit dem durchschnittlichen Tagesleistungsbedarf).
Damit stünde für eine Wallbox noch eine Leistungsreserve von 13,5 kW zur Verfügung. Dies wäre völlig ausreichend, um eine 11-kW-Wallbox jederzeit sicher betreiben zu können. Aufgrund der genannten Leistungsannahmen sind 11-kW-Wallboxen nicht genehmigungspflichtig. Sie müssen lediglich beim Netzbetreiber angemeldet werden.
22 kW-Wallboxen sind hingegen immer genehmigungspflichtig. Hier muss der Netzbetreiber unter Umständen eine kostspielige Verstärkung der Zuleitung und der Zählermesstechnik vornehmen.
Hilfe, mein Hausanschlusswert reicht nicht aus!
Der Wert kann die Gesamtanschlussleistung aller Verbraucher nicht decken? Ist der Hausanschlusswert zu niedrig, kann es zu einer Überlastung des Hausanschlusses kommen. Dies kann zu Schäden an den elektrischen Anlagen oder Geräten führen. Um das zu vermeiden, hast du mehrere Möglichkeiten:
- Möglichkeit 1: Energieeffiziente Geräte verwenden oder – im Falle der Anschlussleistung einer Wallbox – die Leistungsaufnahme reduzieren.
- Möglichkeit 2: Den Hausanschlusswert erhöhen. Hierzu musst du deinen Netzbetreiber kontaktieren und einen Elektrofachbetrieb beauftragen, die erforderliche elektrotechnische Anpassung durchzuführen. Dies kann zu zusätzlichen Kosten führen.
- Möglichkeit 3: Eine Lastmanagement-Lösung. Das ist ein System, das die Gebäudeinstallation, die zur Verfügung stehende Gesamtanschlussleistung, den sonstigen Energiebedarf des Gebäudes und den Energiebedarf der Ladestation vereint.
Optimal: Die Wallbox an Starkstrom anschließen
Die Grundvoraussetzung für eine 11-kW- oder 22-kW-Wallbox ist ein dreiphasiger Drehstromanschluss mit 400-Volt-Spannung. Umgangssprachlich wird dieser oft als „Starkstromanschluss“ bezeichnet. Doch was bedeutet es genau, wenn Nutzer:innen ihr E-Auto an Starkstrom laden?
Einphasiger Strom vs. dreiphasiger Strom
Einphasiger Strom fließt über eine einzelne Phase (auch „stromführender Leiter“ genannt). Dreiphasiger Strom wird über drei stromführende Leiter übertragen. Egal ob einphasig oder dreiphasig: Die Stecker haben zusätzlich einen Neutral-Leiter und sind über einen Schutzleiter geerdet. Die Spannung von einphasigem Strom beträgt 230 Volt und die Spannung von dreiphasigem Strom 400 Volt.
Einphasiger Strom ist die häufigste Form. Die meisten deiner elektrischen Geräte – alle, die du an eine normale Steckdose („Schuko-Steckdose“) anschließt – nutzen einphasigen Wechselstrom.
Dreiphasiger Strom hingegen wird hauptsächlich in Industriebetrieben und für größere elektrische Geräte verwendet. Hierzu zählen auch Wallboxen. Der Einfachheit halber nennen wir diese im weiteren Text „Starkstrom-Wallboxen“.
Nicht zu empfehlen: Das Laden an der Schuko-Steckdose
Also wieso das Elektroauto nicht einfach an der Schuko-Steckdose laden, wenn diese praktisch überall zu finden ist? Diese Frage hören wir häufig, aber das E-Auto sollte nicht an einer Schuko-Steckdose geladen werden. Ein Grund ist die auf maximal 2,3 kW begrenzte Ladeleistung, die deutlich langsamer als bei einer Starkstrom-Wallbox ist.
Ein besonders wichtiger Aspekt ist die Sicherheit. Denn eine Schuko-Steckdose kann bei extremer Dauerbelastung überhitzen oder einen Kurzschluss verursachen. Schuko-Steckdosen sind für eine maximale Dauerlast von 10 Ampere ausgelegt, beim Laden werden jedoch 16 Ampere erreicht. Bei einer solchen Belastung kann die Steckdose zum Brandrisiko werden.
Schon besser: Die mobile Wallbox an der Camping-Steckdose
Wird oft mobil geladen oder steht ein Starkstromanschluss nicht zur Verfügung? Dann ist eine mobile Wallbox eine wunderbare Alternative. Diese kannst du an einer CEE 16-A/230-V-Steckdose („Camping-Stecker“) anschließen.
Die blauen Steckdosen findest du oft auf Campingplätzen oder Wohnmobilstellplätzen. Damit kannst du je nach Modell bis zu 3,7 kW Ladeleistung erreichen.
Am effizientesten, sichersten und schnellsten: die Starkstrom-Wallbox mit 11 kW
Dennoch: Mit einer Starkstrom-Wallbox kannst du dein Elektroauto sicherer und effizienter laden. Denn je höher die Ladeleistung ist, desto schneller ist die Batterie wieder voll. Beim Laden mit Wechselstrom nehmen die Ladeverluste zu, je länger der Ladevorgang dauert. Ladeverluste sind die Energie, die nicht in den Akku wandert, sondern einfach verpufft.
Mehr noch: Eine Starkstrom-Wallbox ist schneller. Ein Elektroauto mit 50-kWh-Akku benötigt an der 2,3-kW-Haushaltssteckdose fast 22 Stunden. Am Camping-Stecker mit unserem Charger compact.lite mit 3,7 kW braucht es 13,5 Stunden. An einer Starkstrom-Wallbox wie der Amperfied Wallbox connect.home mit 11 kW lädt das Elektrofahrzeug in unter 4,5 Stunden.
Außerdem hast du mit einer Starkstrom-Wallbox mehr Möglichkeiten. Zum Beispiel durch zeitgesteuertes Laden per App oder die Nutzung von PV-Strom.
In unserem Blog haben wir weitere Informationen zu den Unterschieden zwischen einer mobilen Wallbox und einer fest installierten Starkstrom-Wallbox für dich zusammengefasst.
Wieso nicht gleich eine 22-kW-Wallbox?
Eine 11-kW-Wallbox wie die Amperfied Wallbox connect.home ist aus mehreren Gründen eine bessere Wahl als eine 22-kW-Wallbox.
Der dreiphasige Strom einer Starkstrom-Wallbox ermöglicht das schnellere Laden deines Elektrofahrzeugs – je nach Ampere-Wert mit 11 kW (3 x 16 A) oder 22 kW (3 x 32 A). Also warum nicht gleich die vollen 22 kW? Die 11-kW-Wallbox ist aus mehreren Gründen die bessere Wahl als die 22-kW-Wallbox.
Die 22-kW-Wallbox ist genehmigungspflichtig
Für eine 22-kW-Wallbox musst du die Zustimmung deines Netzbetreibers einholen. Diese gibt es für private Haushalte selten und wenn, dann nur mit einer Laststeuerung wie beispielsweise einem Lastabwurfrelais. Dabei handelt es sich um ein Stromrelais, das einen zweiten Verbraucher von der Stromversorgung trennt, wenn und solange ein erster Verbraucher mindestens einen bestimmten Strom aufnimmt.
Mit einem Lastabwurfrelais kann eine Vorrangschaltung eingerichtet werden, wenn mehrere Geräte mit hoher Leistungsaufnahme an einem Hauptanschluss angeschlossen sind. Beispielsweise könnte das Lastabwurfrelais die Wallbox abschalten, wenn gleichzeitig der Durchlauferhitzer eingeschaltet ist. So wird eine Überlastung des Stromnetzes vermieden.
Die Zuleitung der Wallbox unterscheidet sich
Darüber hinaus wirkt sich die Entscheidung für 11 oder 22 kW auf die zu installierende Anschlussleitung für die Wallbox aus. Also:
- Welche Zuleitung benötigt eine 11-kW Wallbox? Hier ist ein Leiterquerschnitt von mindestens 2,5 mm² gefordert.
- Welche Zuleitung benötigt eine 22-kW-Wallbox? Hier beträgt der Mindest-Kabelquerschnitt 6 mm².
Besonders wichtig: Oft bringt dir eine 22-kW-Wallbox nicht die erhoffe Ladegeschwindigkeit. Die Leistung der Wallbox muss zum On-Board-Charger des E-Autos passen, denn dieser begrenzt die maximale Ladeleistung des Fahrzeugs. Die meisten Elektroautos können mit 11 kW Ladeleistung geladen werden.
Aber das war noch nicht alles: Die weiteren Gründe für eine 11-kW-Wallbox findest du in unserem Blog.
Lade dein E-Auto mit selbsterzeugtem Photovoltaikstrom
Korrekt eingerichtet, kann der vom Solardach produzierte Photovoltaikstrom direkt zum Laden des Elektroautos verwendet werden.
Vielleicht möchtest du deine Ladestation dazu verwenden, um mit deinem Photovoltaikstrom zu laden? Mit dem PV-Überschussladen lädst du nur, wenn die PV-Anlage genug Energie erzeugt und alle anderen Verbraucher im Gebäude versorgt sind. Wird ein voreingestellter Wert erreicht bzw. überschritten, sendet der Wechselrichter ein Startsignal an die Wallbox, um den Ladevorgang zu starten.
Wird der Wert unterschritten, stoppt der Ladevorgang. Voraussetzung ist eine smarte Wallbox, die das Start- und Stoppsignal des Wechselrichters versteht.
Eine Alternative: die Ladestation in ein Home Energy Management System mit dynamischem Lastmanagement einbinden. Dieses umfasst zusätzlich zur PV-Anlage einen Energiespeicher und bietet noch mehr Flexibilität und Autarkie.
Eine weitere Möglichkeit ist eine eigenständige Photovoltaikanlage, die nicht mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden ist – die sogenannte PV-Inselanlage. Um nicht benötigten Strom zeitversetzt nutzbar zu machen, speichert ihn die PV-Inselanlage in einer Batterie.
Um das E-Auto direkt mit dem eigenen Solarstrom zu laden, ist eine ausreichende Leistung der PV-Anlage erforderlich. Die dauerhaft abgegebene Leistung der Solaranlage muss mindestens 1,4 kW (1380 W) bei einphasigem Laden oder mindestens 4,1 kW (3 x 1380 W) bei dreiphasigem Laden betragen. Reicht die Leistung nicht, muss zusätzlich Strom aus dem Netz ergänzt werden.
Bringe deine Wallbox ins Internet
Vielleicht möchtest du deine Wallbox nicht nur mit dem Stromnetz, sondern auch mit dem Internet verbinden? Dafür hast du in der Regel zwei Möglichkeiten: Klassisch und zuverlässig über einen Ethernet-Netzwerkanschluss oder flexibel über WLAN. Das geht übrigens auch mit unserer Amperfied Wallbox connect.home.
Im Falle eines Ethernet-Anschlusses muss eine geeignete Steckdose in der Nähe deiner Ladestation vorhanden sein. Bei WLAN musst du darauf achten, dass sich deine Wallbox innerhalb des Abdeckungsbereichs deines WLANs befindet.
Beauftrage eine Elektrofachkraft mit dem Stromanschluss der Wallbox
Für die Arbeiten an elektrischen Anlagen wie dem Sicherungskasten musst du einen Elektriker beauftragen.
Bitte beachte: Für die Installation der Wallbox musst du einen Fachbetrieb beauftragen. Nur Elektriker:innen dürfen Installationen an elektrischen Anlagen vornehmen. Geregelt ist dies in §13 der Niederspannungsanschlussverordnung. Eine Elektrofachkraft sorgt in der Regel auch dafür, dass die Ladestation und die notwendige Elektrik in einem Schaltplan korrekt erfasst werden.
Die Installation durch Elektroinstallateur:innen hat auch den Vorteil, dass der Fachbetrieb für den fachgerechten Einbau haftet und sich für gewöhnlich um die Anmeldung der Ladeeinrichtung beim Netzbetreiber kümmert.
Was im Sicherungskasten vorbereitet werden muss
Der von dir beauftragte Fachbetrieb muss auch im Sicherungskasten tätig werden. Je nach Wallbox ist hier mehr oder weniger Arbeit nötig. Im Falle von Amperfied Wallboxen ist eine DC-Fehlerstromerkennung nach IEC 62955 bereits integriert, sodass neben dem Leitungsschutzschalter (auch Sicherungsautomat genannt) ein günstiger FI Typ A (Fehlerstromschutzschalter) ausreicht.
Die DC-Fehlerstromerkennung schützt vor gefährlichen Gleichströmen, die bei einem Defekt der Wallbox oder des Elektroautos entstehen können. Falls die Ladestation über keine integrierte DC-Fehlerstromerkennung verfügt, muss der Fachbetrieb diese Absicherung über einen FI Typ A-EV oder Typ B in der Unterverteilung einbauen.
Hintergrund: Die elektrischen Regelwerke verlangen immer einen Schutz vor elektrischem Schlag. Die wichtigste Schutzmaßnahme ist der sogenannte PE-Leiter (englisch „Protective Earth“), der im Fehlerfall zusammen mit einer Abschalteinrichtung dafür sorgt, dass eine schnelle Abschaltung erfolgt.