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Die Anforderungen an Stromtankstellen sind komplex (Quelle: Carlo Gavazzi)
Elektromobilität | Energietechnik/-Anwendungen

Aus dem Facharchiv: Elektropraxis

Was Stromtankstellen so 
detailreich macht

30.12.2021

Nutzer von Elektrofahrzeugen dürfen an kommerziellen Ladestationen gegenüber den Nutzern von Benzin- oder Dieselfahrzeugen an Tankstellen nicht benachteiligt werden. Für die Messung und Abrechnung der geladenen Strommenge müssen 
die gleichen Kriterien gelten wie für Kraftstoffe.

Diese Anforderung der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) macht das Stromtanken zu einem hoch-
komplexen Prozess mit Komponenten, die erst einmal entwickelt und zum Teil 
zertifiziert sein müssen, bevor sie an Ladesäulen verwendet werden können. Der Umbau der Mobilität hin zum Elektroauto schreitet langsam voran. Fördermittel für die Anschaffung von Elektrofahrzeugen und das wachsende Modellangebot machen den Umstieg für Privatpersonen und Unternehmen attraktiv, aber Fragen der Ladeinfrastruktur lassen bei der Entscheidung für ein Elektrofahrzeug zögern. Denn da im Vergleich zur Tankfüllung mit herkömmlichem Kraftstoff die Reichweite von E-Fahrzeugen durch die Batteriespeicher heute noch geringer ist, müssen E-Mobilisten ein anderes „Tankverhalten“ an den Tag legen als die Nutzer von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Damit ihnen unterwegs unnötige Zwangspausen zum Aufladen erspart bleiben, müssen sie jeden Aufenthalt, bei dem das Auto ungenutzt steht, ob zu Hause oder am Arbeitsplatz, während des Einkaufsbummels oder eines Kinobesuches fürs Laden nutzen, sodass sie jederzeit mit möglichst vollem Batteriespeicher starten können. Noch aber sind die Maschen im Versorgungsnetz locker geknüpft, und noch gehört die öffentliche Ladesäule, genauer: das Messsystem in der Ladesäule, zum Bremsklotz der E-Mobilität.

Die Anforderungen 
der PTB

Eigentlich ist die Messung von Stromverbrauch kein Hexenwerk. Stromzähler für jeden Haushalt sind in allen Gebäuden installiert, die, da sie Abrechnungszwecken dienen, geeicht sein müssen. Die Eichung der Energiezähler muss der europäischen Messgeräterichtlinie 2004/22/EG MID (Measurement Instruments Directive) [1] entsprechen. Die Vorgaben der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) jedoch lassen die Komplexität der Messeinrichtung für öffentliche Ladepunkte gegenüber dem Haushaltszähler in die Höhe schnellen. Denn zum Schutz der Verbraucher fordert sie, dass nicht nur die Messung, sondern auch der gesamte Abrechnungsprozess dem nationalen Recht entspricht. An der Stromtankstelle soll es so zugehen wie an der Tankstelle für Kraftstoffe. Die wesentlichen Punkte dabei:
  • Dem Kunden ist nur die Strommenge zu berechnen, die tatsächlich geladen wurde. Die Betreiber kommerzieller Ladestationen dürfen keine Pauschale oder einen von der Ladezeit abhängigen Betrag fürs Stromtanken erheben, sondern müssen das Entgelt nach den tatsächlich abgegebenen Kilowattstunden berechnen. Zudem sind beim DC-Laden Messlösungen nicht zulässig, bei denen anstelle einer DC-Messung eine AC-Messung vor der Wandlung des Ladestroms in Gleichstrom vorgenommen wird, da bei der AC-Messung Verluste des AC-/DC-Wandler-Systems zu Lasten des Abnehmers gehen würden.
  • Bei Ladepunkten müssen das aktuelle Datum, die aktuelle Uhrzeit, der aktuelle Zählerstand (kWhtot), der Zählerstand beim Start des Ladevorgangs (kWhstart), die bereits geladene Energie (kWhcharging) und die aktuelle Ladeleistung (kWdm) dargestellt werden. Weiterhin müssen der öffentliche Schlüssel der Messkapsel (Public Key), die ID-Nummer des Zählers und die aktuelle Softwareversion der Ladesäule ersichtlich sein. Die Ablesbarkeit der eichrechtlich relevanten Anzeige muss unter allen Einflussfaktoren und Umgebungsbedingungen sichergestellt sein. In der Praxis heißt das, dass diese Anzeige in der Ladeeinrichtung beleuchtet sein muss.
  • Die angezeigten Werte an der Ladesäule müssen mit den Angaben an unterschiedlichen Ableseeinrichtungen, zu denen sie übertragen werden, übereinstimmen und vor Manipulation geschützt sein. Hierzu gehören das Backend, also die Verrechnungsstelle, oder eine App auf dem Mobiltelefon des Kunden.
  • Damit ein Nutzer später nachvollziehen kann, wann er wo wieviel Strom zu welchem Preis getankt hat, müssen von jedem Ladevorgang zusätzlich zum kWh-Wert die Identifikationsnummer des Zählers, das Datum und die Uhrzeit zusammen mit seiner Kundennummer erfasst und gespeichert werden.
  • Stromzähler werden unter anderen Bedingungen eingesetzt als Haushaltszähler. Da Ladesäulen in der Regel im Außenbereich aufgestellt sind, zudem häufig in Ladesäulen mit schwarzem Design, und unter Umständen in der prallen Sonne statt im gleichmäßig temperierten Gebäudeinneren stehen, müssen die darin verwendeten Zähler für den Einsatz bis 70 °C geeignet sein.
  • Der Nachweis über die regelkonforme Funktionsfähigkeit für den Zähler ist per MID-Zertifizierung nachzuweisen und bei jeder Änderung am Zähler erneut zu erbringen.
Autor: M. Schultze Literatur: [1] Richtlinie 2004/22/EG des europäischen Parlaments und des Rates vom 31. März 2004 über Messgeräte. Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.