Stromversorgung Bidirektionales Laden: E-Autos als Pufferspeicher für Solarstrom

Von Michael Eckstein

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Siliziumkarbid-Leistungshalbleiter von Infineon helfen, Verluste beim Wandeln von Strom in der Leistungselektronik um etwa die Hälfte gegenüber siliziumbasierten Halbleitern zu reduzieren. Das nutzt Delta für sein Drei-in-Eins-System, das Solaranlage, Heimspeicher und Ladestation vereint.

Pack die Sonne in den Tank: Elektroautos können als wichtiger Energiezwischenspeicher für erneuerbare Energien dienen, deren Erträge Schwankungen unterworfen sind.
Pack die Sonne in den Tank: Elektroautos können als wichtiger Energiezwischenspeicher für erneuerbare Energien dienen, deren Erträge Schwankungen unterworfen sind.
(Bild: Infineon Technologies )

An Sommertagen mit blauem Himmel arbeiten Fotovoltaikmodule optimal, der Anteil des Solarstroms am Energie-Mix erreicht Rekordwerte. Doch was tun, wenn die Sonne nicht scheint? Durch bidirektionales Laden lässt sich Solarstrom aus der Fotovoltaikanlage in Elektroautos und Hausbatterien speichern und bei Bedarf, etwa in den Abendstunden, für den Betrieb von Haushaltsgeräten ins Heimnetz einspeisen. Das schont Umwelt und Geldbeutel gleichermaßen und schafft so weitere Anreize für den Umstieg auf emissionsfreie Elektromobilität.

Für diesen Anwendungsfall haben Halbleiterhersteller Infineon Technologies (Infineon) und Delta Electronics (Delta), ein Anbieter von Stromversorgungs- und Energiemanagementlösungen aus Taiwan, ein Drei-in-Eins-System entwickelt, das Solaranlage, Heimspeicher und Ladestation integriert. Der Clou: Dank bidirektionaler Wechselrichter wird das Elektroauto nicht nur geladen, sondern kann zum Pufferspeicher für die (Not-)Stromversorgung des Eigenheims werden. Immer mehr Autos sind dafür gerüstet. Perspektivisch lassen sich mit bidirektionalen Energieflüssen auch neue Vehicle-to-Home (V2H)- und Vehicle-to-Grid (V2G)-Lösungen realisieren.

„Elektromobilität ganzheitlich denken“

„Um einen nachhaltigen Beitrag zur Dekarbonisierung zu leisten, müssen wir Elektromobilität ganzheitlich denken: von der Erzeugung grünen Stroms über eine stabile, effiziente Netzinfrastruktur bis hin zum Speichern und dem Verbrauch“, sagt Peter Wawer, Leiter der Division Industrial Power Control von Infineon.

Ein Einfamilienhaus verbraucht durchschnittlich 10 bis 15 kWh Energie pro Tag. Eine vollständig geladene Autobatterie mit einer typischen Kapazität zwischen 30 und 100 kWh könnte somit theoretisch einige Tage als Notstromlösung überbrücken. Hausbesitzer sichern sich damit günstigen Strom sowie mehr Unabhängigkeit in der Stromversorgung. Bei einer Ausgangsleistung von etwa 10 kW erlaubt das neue System von Delta einen maximalen Dauerstrom von 34 A und erreicht Spitzenwirkungsgrade von mehr als 97,5 Prozent.

Um die Leistungsdichte zu erhöhen, setzt Delta energieeffiziente Leistungshalbleiter aus Siliziumkarbid (SiC) von Infineon ein. Im Vergleich zu siliziumbasierten Halbleitern senkt der Verbindungshalbleiter SiC die Energieverluste beim Wandeln von Strom um rund die Hälfte. Auch die Baugröße von Ladestationen kann sich um etwa 30 Prozent verringern. Mit SiC-Leistungshlableitern werden Fotovoltaikanlagen leistungsfähiger, Ladezeiten an Schnellladestationen und Wallboxen verkürzen sich spürbar und die Reichweite von Elektroautos lässt sich um fünf bis zehn Prozent steigern.

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