Elektrofahrzeuge mit bidirektionalem Laden können Energie ins Stromnetz einspeisen, ein Haus mit Strom versorgen und im Notfall oder bei einem Stromausfall sogar Notstrom liefern. Bidirektionale Ladegeräte ermöglichen es Elektrofahrzeugen, Solarstrom oder günstigen Schwachlaststrom zu speichern und so die Stromkosten im Haushalt zu senken. Beim bidirektionalen Laden kommt das Konzept V2G, V2H und V2L nicht zu kurz. Erfahren Sie in diesem Blog mehr darüber und erfahren Sie mehr über V2G- und V2H-Ladegeräte.
Was ist bidirektionales Laden und wie funktioniert es?
Im Wesentlichen handelt es sich beim bidirektionalen Laden von Elektrofahrzeugen um das Laden, erfolgt auf zwei Arten (hin und her)Bei dieser Ladeart fließt die Energie vom Netz zum Auto, kann zum Betrieb anderer Geräte verwendet oder ins Netz zurückgespeist werden.
Genau wie ein tragbares Ladegerät zum Aufladen Ihrer persönlichen elektronischen Geräte kann auch Ihr Auto auf die gleiche Weise genutzt werden. Elektrofahrzeuge können damit viel größere Geräte wie Ihr Haus, einen Grill oder sogar das Stromnetz aufladen.
Bidirektionales Laden ist ein Überbegriff für verschiedene Anwendungsfälle. Die häufigsten Anwendungsfälle sind V2G, V2H und V2L. Betrachten wir nun das bidirektionale Laden von V2G, V2H und V2L.
Was ist bidirektionales Laden von V2G, V2H und V2L?
Beim bidirektionalen Laden wird viel über die Konzepte V2G, V2H und V2L gesprochen. Es gibt einen großen Unterschied zwischen dem bidirektionalen Laden von V2G, V2H und V2L.
- V2G (Vehicle-to-Grid)- In diesem Programm exportiert das Elektrofahrzeug die Energie in das Stromnetz, um es zu unterstützen.
- V2L (Vehicle-to-Load)- Bei dieser Art von Anordnung kann ein Elektrofahrzeug zum Laden anderer Elektrofahrzeuge oder zum Betreiben anderer Geräte verwendet werden.
- V2H (Vehicle-to-Home)- Hier wird die Energie eines Elektrofahrzeugs zur Stromversorgung eines Unternehmens oder eines Privathaushalts genutzt.
Was ist ein bidirektionales V2G-Ladegerät oder bidirektionales V2G-Laden?
Bei V2G oder Vehicle-to-Grid wird ein kleiner Teil Die gespeicherte Energie der EV-Batterie wird zurück in das Stromnetz exportiert bei Bedarf. Dies hängt von der Servicevereinbarung ab. Für die Teilnahme am V2G-Programm ist ein bidirektionales Ladegerät mit einem kompatiblen Elektrofahrzeug erforderlich.
Besitzer von Elektrofahrzeugen, die sich für dieses Programm entscheiden, erhalten zudem finanzielle Anreize. Sie erhalten entweder Gutschriften oder eine Reduzierung ihrer Stromkosten. Mit V2G ausgestattete Elektrofahrzeuge ermöglichen ihren Besitzern zudem die Teilnahme an einem VPP-Programm (Virtual Power Plant). Dieses liefert Strom während der Spitzenlastzeiten und verbessert zudem die Netzstabilität.
Derzeit verfügen nur wenige Elektrofahrzeuge über V2G- und bidirektionales Gleichstromladen. Zu den V2G-fähigen Elektrofahrzeugen gehören unter anderem die Plug-in-Hybride Mitsubishi Outlander und Eclipse sowie das neuere Modell Nissan Leaf (ZE1). Damit wissen Sie nun, was ein bidirektionales V2G-Ladegerät bzw. bidirektionales V2G-Laden ist.
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Was ist das Problem beim bidirektionalen V2G-Laden?
Eines der größten Probleme der V2G-Technologie ist der Mangel an Standardmäßige bidirektionale Ladeanschlüsse und -protokolleDarüber hinaus gibt es regulatorische Herausforderungen.
Vehicle-to-Grid-Standards sind komplex und schwierig, da sie die Sicherheits-, Leistungs- und elektrischen Anforderungen bei der Energieeinspeisung ins Netz regeln. Für bidirektionale Ladesysteme für Elektrofahrzeuge ist UL9741 ein vorgeschlagener Sicherheitsstandard, der sich noch in der Entwicklung befindet. Er basiert auf dem Sicherheitsstandard UL1741 und dem Standard IEEE1547 für die Verbindung von DER (Distributed Energy Resources) mit elektrischen Energiesystemen.
Heutzutage verfügen die meisten Elektrofahrzeuge standardmäßig über CCS-Gleichstrom-Ladeanschlüsse. Der Ford F-150 Lightning EV ist derzeit das einzige Elektrofahrzeug mit CCS-Anschluss für bidirektionales Laden. Zukünftig werden jedoch weitere Elektrofahrzeuge mit CCS-Anschlüssen und V2G- und V2H-Funktionalität verfügbar sein. Sehen wir uns nun an, was ein bidirektionales V2H-Ladegerät ist.
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Was ist ein bidirektionales V2H-Ladegerät oder bidirektionales V2H-Laden?
Vehicle-to-Home oder V2H ist V2G recht ähnlich. Allerdings der Strom wird nicht ins Stromnetz eingespeist sondern wird lokal zur Stromversorgung eines Hauses genutzt. Dadurch funktioniert das Elektrofahrzeug wie ein herkömmliches Haushaltsbatteriesystem und trägt zur Erhöhung der Autarkie bei, insbesondere in Kombination mit Solaranlagen auf dem Hausdach. Der größte Vorteil von V2H ist jedoch die Möglichkeit, bei einem Stromausfall Notstrom zu liefern.
Für den ordnungsgemäßen Betrieb benötigt V2H ein kompatibles bidirektionales Ladegerät und zusätzliche Geräte wie einen Energiezähler (CT-Meter). Der CT-Meter dient zur Überwachung des Energieflusses zum und vom Netz. Deshalb sollte der Zähler am Hauptnetzanschlusspunkt installiert werden. Sobald das System den von Ihrem Haushalt verbrauchten Netzstrom ermittelt, signalisiert es dem bidirektionalen EV-Ladegerät um eine gleiche Menge zu entladen. Es gleicht den Strombezug aus dem Netz aus. Sobald dieses System Energie von einer Solaranlage auf dem Dach abgibt, leitet es diese Energie zum Laden des Elektrofahrzeugs um. Dies ähnelt der Funktionsweise intelligenter Ladegeräte für Elektrofahrzeuge.
Um im Notfall oder bei einem Stromausfall eine Notstromversorgung zu gewährleisten, muss das V2H-System den Netzausfall erkennen und ihn mithilfe eines automatischen Schützes (Schalters) vom Netz trennen können. Dies wird als Inselbetrieb bezeichnet.
Derzeit verfügen nur wenige Elektrofahrzeuge über V2H-Technologie. Zu diesen Elektrofahrzeugen gehören der Mitsubishi Outlander PHEV und das neuere Modell des Nissan Leaf. Beide nutzen den älteren CHAdeMO-Anschluss. Der neue Ford F-150 Lightning EV ist einzigartig, da er über einen CCS-Anschluss und ein bidirektionales Ladegerät im Fahrzeug im V2H-Modus betrieben werden kann. Allerdings gibt es einen Haken: Dieses Elektrofahrzeugmodell funktioniert nur in Verbindung mit der Ford Charge Station Pro und dem Ford Home Integration System. Sie haben nun verstanden, was ein bidirektionales V2H-Ladegerät ist. Nun möchten Sie sicher auch wissen, was V2L-Laden ist und ob V2L bidirektional ist.
Was ist V2L-Laden? Ist V2L bidirektional?
V2L- oder Vehicle-to-Load-Technologie benötigt kein bidirektionales Ladegerät zu bedienen und ist daher viel einfacher als die beiden anderen oben besprochenen Technologien. Es wird manchmal auch VTOL genannt.
Fahrzeuge mit V2L verfügen über ein eingebautes bidirektionales Ladegerät und Standard Wechselstrom Steckdosen, an die alle gängigen Wechselstrom-Haushaltsgeräte angeschlossen werden können. Für die Stromversorgung über ein Kabel gibt es auch bestimmte Fahrzeuge, die einen speziellen V2L-Adapter und den EV-Ladeanschluss verwenden. Im Notfall können Verlängerungskabel vom Fahrzeug zum Haus angeschlossen werden, um wichtige Verbraucher wie Computer, Kühlschränke, Beleuchtung und sogar Kochgeräte mit Strom zu versorgen.
Der neue Ford F-2.4 Lightning ist mit vier 9.6-kW-Wechselstromsteckdosen und einer Gesamtleistung von 150 kW V2L-fähig. Weitere Fahrzeuge mit V2L-Technologie sind der Kia EV6 und der neue Hyundai IONIQ 5. Diese Fahrzeuge verfügen sowohl über externe als auch interne Wechselstromsteckdosen. Damit dürfte die Frage beantwortet sein, was V2L-Laden ist und ob V2L bidirektional ist.
V2L für Off-Grid- und Backup-Stromversorgung
Während Fahrzeuge mit V2L sehr nützlich für die Notstromversorgung mit Verlängerungskabeln Zur Stromversorgung ausgewählter Geräte. Sie können die V2L-Versorgung auch direkt an eine Ersatzschalttafel oder sogar an die Hauptverteilung anschließen, indem Sie einen speziellen AC-Umschalter verwenden.
Um den Bedarf an einem Notstromaggregat zu reduzieren oder sogar ganz zu eliminieren, kann ein Fahrzeug mit V2L auch in ein netzunabhängiges Solarstromsystem integriert werden. Die meisten netzunabhängigen Solarstromsysteme verfügen über einen bidirektionalen Wechselrichter. Technisch gesehen kann dieser Wechselrichter Strom von jeder Wechselstromquelle nutzen, auch von einem Fahrzeug mit V2L. Um dies sicher zu gewährleisten, muss der Wechselrichter jedoch von einem Solarspezialisten oder qualifizierten Elektriker installiert und konfiguriert werden. Dies sollte Ihnen geholfen haben, den Unterschied zwischen bidirektionalem Laden von V2G, V2H und V2L zu verstehen.
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Welches sind die 9 besten bidirektionalen Ladegeräte auf dem Markt?
Ein modernes Ladegerät für Elektrofahrzeuge, das bidirektionales Laden ermöglicht, wird als bidirektionales Ladegerät bezeichnet. Es klingt zwar einfach, ist aber ein recht komplexer Umwandlungsprozess von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC). Dies ist das Gegenteil zu herkömmlichen unidirektionalen Ladegeräten für Elektrofahrzeuge, die Wechselstrom zum Laden verwenden.
Bidirektionale Ladegeräte unterscheiden sich von herkömmlichen Ladegeräten für Elektrofahrzeuge und funktionieren ähnlich wie Wechselrichter. Sie wandeln beim Laden Wechselstrom in Gleichstrom um und kehren beim Entladen den Strom um. Diese Ladegeräte sind jedoch nur für Fahrzeuge geeignet, die mit bidirektionalem Gleichstromladen kompatibel sind. Die besten bidirektionalen Ladegeräte auf dem Markt sind:
1. Wallbox Quasar
Der Wallbox Quasar ist ein bidirektionales Ladegerät, das kleinste seiner Art. Es handelt sich tatsächlich um das erste Ladegerät für Elektrofahrzeuge, das für den Heimgebrauch konzipiert wurde. Es bietet erweiterte bidirektionale Gleichstromladefunktionen.
Dieses Ladegerät hat eine maximale Nennleistung von 32 A bzw. 7.4 kW. Beachten Sie jedoch, dass es nur mit Fahrzeugen kompatibel ist, die über einen CHAdeMO-Gleichstrom-Fahrzeugstecker verfügen. Derzeit kann es nur mit dem Mitsubishi Outlander Plug-in-Hybrid und dem Nissan Leaf EV der neueren Generation verwendet werden. Die Wallbox Quasar kostet zwischen 4500 und 8000 US-Dollar (abhängig von den lokalen Steuern und dem Land).
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2. Gleichrichtertechnologien Highbury
Rectifier Technologies ist ein australischer Hersteller von Stromumwandlungsgeräten. Es ist der zweites Unternehmen weltweit, um ein kompaktes Zweiwege-Ladegerät für Privathaushalte zu entwickeln. Obwohl die Bidirektionales DC-Ladegerät von Highbury Obwohl es noch nicht auf dem Markt ist, soll es dennoch einen Wirkungsgrad von 96 % haben und verfügt über ein recht modernes und schlankes Design. Das Unternehmen gibt an, dass dieses Ladegerät das weltweit schlankeste bidirektionale Gleichstromladegerät sein wird. Es wird eine Standardleistung von 7 kW und eine Hochleistungsleistung von 11 kW (46 A) haben und in zwei Größen erhältlich sein.
Zunächst ermöglicht es den Besitzern von Elektrofahrzeugen über V2G, überschüssigen Strom an das Netz zu verkaufen. Zusätzliche Funktionen wie V2H (Vehicle-to-Home) werden jedoch zu einem späteren Zeitpunkt verfügbar sein. Das System wird sowohl mit CSS- als auch mit CHAdeMO-konformen Elektrofahrzeugen kompatibel sein. Die Preise stehen noch nicht fest.
3. Wallbox Quasar 2
Kürzlich kündigte Wallbox die zweite Generation an Quasar 2. Diese neue bidirektionale DC-Charta wurde von Grund auf neu entwickeltEs bietet nun bis zu 48 A bzw. 11.5 kW Entlade- bzw. Ladeleistung. Auch das Design unterscheidet sich grundlegend vom Vorgängermodell. Dieses hatte ein unkonventionelles Design und verzichtete auf ein Display. Der neue Quasar 2 verfügt jedoch über einen Blackout-Modus, der es einem kompatiblen Fahrzeug ermöglicht, bei Stromausfällen Haushalte mit Strom zu versorgen.
Wallbox verspricht, dass dieses Ladegerät Ihr Haus problemlos vom Stromnetz auf die Fahrzeugversorgung umstellen kann. Das bedeutet, dass es mit einem externen Netztrenner (Contractor) kompatibel ist, der Ihr Haus sicher vom Stromnetz trennt. Die vollständigen Spezifikationen sind noch nicht veröffentlicht, daher sind auch die Preise noch nicht verfügbar. Auf der Website des Unternehmens heißt es jedoch, dass das Ladegerät über zahlreiche Kommunikationsoptionen wie Bluetooth, WLAN, Ethernet und sogar 3G/4G verfügen wird.
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4. Emporia V2X bidirektionalonal Ladegerät
Emporia ist ein kleines Unternehmen mit Sitz in Colorado, das die Bidirektionales V2X-Heimladegerät. Dieses Ladegerät ist ziemlich beeindruckend, da es verfügt über einen integrierten AC/DC-Wechselrichter auf Siliziumkarbidbasis (Entwickelt von BREK Electronics). Die maximale Nennleistung beträgt 11.52 kW bzw. 48 A. Es kann mit dem Emporia Vue Heimenergiemanagementsystem gekoppelt werden und ist mit dem CSS Typ 1-Anschluss kompatibel, um Ihren Speicherbedarf und Energieverbrauch zu automatisieren. Sein auffälligstes Merkmal ist die Unterstützung für netzunabhängiges Inselbetrieb. Mit einem kompatiblen Netztrenngerät (Contractor) funktioniert es im netzunabhängigen Modus.
Der Preis liegt bei rund 1500 US-Dollar und damit ist es eines der günstigsten universellen bidirektionalen Ladegeräte. Das Produkt befindet sich jedoch noch in der Entwicklungsphase und wird voraussichtlich im Jahr 2023 auf den Markt kommen.
5. Delta V2H bidirektionales Ladegerät
Delta Electronics ist ein Unternehmen, das spezialisiert auf Energieumwandlung und Energieeffizienzausrüstung, einschließlich Energiespeicherung und Solarenergie. Dieses Unternehmen hat eine Reihe bidirektionaler EV-Ladegeräte für private und gewerbliche Anwendungen hergestellt.
Das Delta V2H ist ein dreiphasiges bidirektionales Fahrzeug-zu-Haus-Ladegerät (V3H), das in zwei Modellen mit 2 kW oder 22 kW Leistung erhältlich ist. Das Ladegerät kann im Off-Grid-Modus (Backup) und im On-Grid-Modus betrieben werden. Derzeit ist es jedoch nur mit CHAdeMO-Fahrzeugsteckern kompatibel. Es bietet einen hohen Wirkungsgrad von 11 %. Eine einphasige 95-kW-Version dieses Ladegeräts befindet sich ebenfalls in der Entwicklung, über die bisher jedoch nur wenige Details bekannt sind.
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6. Fermatenenergie FE-15
Das bidirektionale Ladegerät FE-15 wird hergestellt von Fermata-Energie Das ist ein US-amerikanisches Unternehmen, das 2010 gegründet wurde. Es ist eines der leistungsstärksten Zweiwege-DC-Ladegeräte Erhältlich in Nordamerika. Es verfügt über eine Lade- und Entladeleistung von 15 kW. Derzeit ist dieses Ladegerät nur mit Fahrzeugen mit CHAdeMO-DC-Anschluss kompatibel. Aufgrund seiner Spezifikationen und seines Designs ist dieses wandmontierte Ladegerät eindeutig auf Langlebigkeit, Sicherheit und Leistung ausgelegt.
Dieses Ladegerät ist außerdem UL9741-zertifiziert. Derzeit ist es in den USA das einzige für den Nissan LEAF zertifizierte Gleichstromladegerät. Das Mutterunternehmen hat außerdem ein leistungsstärkeres dreiphasiges bidirektionales 3-kW-Ladegerät entwickelt, das für den Einsatz mit kleinen kommerziellen Elektrofahrzeugen geeignet ist.
7. Autel MaxiCharger V2X
Autel Energie ist ein US-amerikanisches Unternehmen, das 2004 gegründet wurde. Es ist spezialisiert auf intelligente Automotive-Dienste und -ProdukteIm Laufe der Jahre war das Unternehmen an der Entwicklung hochwertiger Ladegeräte für Elektrofahrzeuge für den Heimgebrauch, kommerzieller Ladelösungen für Elektrofahrzeuge und einer Reihe von schnellen Gleichstromladegeräten beteiligt.
Autel MaxiCharger V2X ist ein leistungsstarkes, bidirektionales Ladegerät mit 12 kW, das sowohl V2H- als auch V2G-Funktionen bzw. Vehicle-to-Everything-Funktionen bietet (daher der Name V2X). Es wird entweder mit CHAdeMO oder CCS1 erhältlich sein und bietet eine breite Palette an Kommunikationsoptionen, darunter Ethernet, CAN, WLAN, Bluetooth, das Kommunikationsprotokoll OCPP 1.6J und RS485. Besonders hervorzuheben ist, dass die CCS1-Version mit einem variablen Gleichspannungsbereich von 150 bis 950 V DC arbeitet. Dadurch ist es mit Fahrzeugplattformen mit neueren Hochspannungssystemen kompatibel. Offizielles Erscheinungsdatum und Preis sind noch nicht bekannt.
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8. Bidirektionales EV-Ladegerät von Enphase
Enphase Energy ist ein weltweit führender Hersteller von Solar-Mikrowechselrichtern, gegründet 2006. Das bidirektionale EV-Ladegerät von Enphase ist basiert auf der IQ8 Mikrowechselrichter-Technologie, das sowohl V2H- als auch V2G-Funktionalität ermöglicht. Diese Funktion macht ihn einzigartig. Die IQ8-Mikrowechselrichter sind eigentlich bidirektionale Mikrowechselrichter, die sowohl im Off-Grid- als auch im On-Grid-Modus betrieben werden können.
Dieses Ladegerät eignet sich ideal für den Aufbau eines bidirektionalen Ladegeräts. Darüber hinaus ermöglicht es die nahtlose Integration in das Enphase-Heimenergie-Ökosystem. Das bidirektionale Ladegerät ähnelt dem Enphase Encharge-Batteriesystem, allerdings befindet sich die Batterie beim EV-Ladegerät im Fahrzeug.
Enphase hat die vollständigen Spezifikationen dieses Ladegeräts noch nicht veröffentlicht. Basierend auf den wenigen verfügbaren Informationen scheint das Ladegerät dem Encharge 10-Batteriesystem recht ähnlich zu sein. Es wird höchstwahrscheinlich 2024 auf den Markt kommen.
9. Ford Charge Station Pro
Der Ladestation Pro ist ein Ford-exklusives Ladegerät für Elektrofahrzeuge. Es hat eine maximale Leistung von 19.2 kW (240 V) bzw. 80 Ampere. Es wurde Mitte 150 zusammen mit dem neuen Ford F-2022 Lightning Electric Pickup auf den Markt gebracht. Ford hat mit Siemens eMobility zusammengearbeitet, um dieses Ladegerät zu entwickeln. Damit kann der F-150 EV ein Haus mit Strom versorgen und in Kombination mit dem Home Integration System bis zu 9.6 kW Leistung bereitstellen, um eine intelligente Notstromversorgung zu ermöglichen.
Die Funktionsweise dieses Ladegeräts hinsichtlich der Stromumwandlung ist noch unklar. Es scheint jedoch, dass das Ladegerät entweder als bidirektionales AC-System mit dem internen Ladegerät des Elektrofahrzeugs zur bidirektionalen Stromumwandlung oder als herkömmliches AC-Ladegerät mit dem US-Standard J1172 (J-Stecker) betrieben werden kann. Daher verfügt dieses Ladegerät nicht über einen eingebauten Wechselrichter wie die anderen in dieser Liste genannten Ladegeräte.
Der offizielle Preis der Ford Charge Station Pro beträgt rund 1310 US-Dollar zuzüglich Installation. Die Preise für das Ford Home Integration System sind jedoch noch nicht verfügbar.
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Wie können Sie vom bidirektionalen Laden profitieren?
Das bidirektionale Laden bietet drei Hauptvorteile:
1. Geld verdienen
V2G ermöglicht es Ihnen, Geld zu verdienen durch Bereitstellung von Dienstleistungen für das StromnetzIhr Energieversorger entlädt Ihre Batterie bei hoher Nachfrage und lädt sie bei geringer Nachfrage auf. Abhängig von der Dauer und Art der Dienstleistung erhalten Sie einen vereinbarten Tarif.
2. Geld sparen
Es ist eine Selbstverständlichkeit, dass die laufenden Kosten für den Besitz eines Elektroautos deutlich niedriger sind als bei einem Benzinauto. Dies liegt an den geringeren Service-, Wartungs- und Kraftstoffkosten.
Mit bidirektionalem Laden haben Sie die Möglichkeit, Ihren Stromverbrauch um Senden von Energie von der Autobatterie zu Ihnen nach Hause (V2H)Um Ihre Stromrechnung zu senken, können Sie Lastverschiebungen wie bei stationären Batterien einsetzen.
Durch Lastverschiebung wird Ihre Stromrechnung reduziert, indem bei hohem Energiepreis geladen und entladen und bei günstigem Energiepreis geladen wird. Der größte Nachteil eines V2H-Systems besteht darin, dass Sie immer an die kompatible bidirektionale Lade-Wallbox angeschlossen sein müssen.
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3. Energieunabhängigkeit
Dies ist einer der Hauptvorteile des bidirektionalen Ladens. Bidirektionales Laden eliminiert oder reduziert Ihre Abhängigkeit vom NetzstromEs ist jedoch ziemlich unwahrscheinlich, dass Sie durch das bidirektionale Laden völlig unabhängig vom Stromnetz sein können. Es wird jedoch Ihren Netzstromverbrauch deutlich reduzieren.
Führt bidirektionales Laden zu einer stärkeren Verschlechterung der Leistung von Elektrofahrzeugen?
Ähnlich wie bei der Batterie in Ihrem Telefon gibt es jedes Mal, wenn ein Elektrofahrzeug Energie verbraucht, eine kaum nachweisbare DegradationWenn Sie Ihr Auto zusätzlich zum alltäglichen Fahren auch als Energiespeicher nutzen, erhöht sich die Anzahl der Zyklen (vollständiges Laden und Entladen). Theoretisch erhöht dies die Degradation Ihrer Batterie.
Es gibt Hinweise darauf, dass die bidirektionale Entladung im Vergleich zum Fahren weniger Belastung für die Batterie darstellt. Durch die Leistungsschwankungen und -intensität beim Fahren entsteht mehr Wärme als durch die geringere Dauerbelastung bei bidirektionaler Nutzung.
Damit haben Sie alle wichtigen Punkte zum bidirektionalen Laden, seinen Vorteilen und vor allem den Vergleich des bidirektionalen Ladens V2G vs. V2H vs. V2L kennengelernt.
