Elektromobilität: Wie sicher fährt man mit E-Autos? Wie wird die Sicherheit um die Elektroautos geprüft?

Elektrofahrzeuge prüfen mit PROFITEST – Bild: Gossen Metrawatt GmbH

Elektromobilität ist weltweit der Schlüssel klimafreundlicher Mobilität. Der Betrieb von Elektrofahrzeugen erzeugt insbesondere in Verbindung mit regenerativ erzeugtem Strom deutlich weniger CO2.

Die Ladeinfrastruktur hat maßgeblichen Einfluss auf den zuverlässigen Ladebetrieb eines Elektrofahrzeuges. Bei Beachtung einiger weniger, aber wichtiger Sicherheitsaspekte ist Elektromobilität einfach und problemlos für alle Anwender zu nutzen. Beim Elektrofahrzeug wird über die gesamte Dauer des Ladevorgangs – u. U. mehrere Stunden – eine sehr hohe elektrische Leistung abgerufen. Folglich muss die Ladeinfrastruktur entsprechend ausgelegt und geprüft sein.

Zurzeit sind 36.894 Normalladepunkte und 6.099 Schnellladepunkte in Deutschland installiert (Bundesnetzagentur Stand 1. Mai 2021). Das kombinierte Ladesystem CCS gewährleistet sowohl das Laden an Normalladesäulen mit Wechselstrom (AC-Ladesäulen), als auch das Schnellladen mit Gleichstrom (DC-Ladesäulen).

Zusätzlich zu den Prüfungen der Schutzmaßnahmen der Ladeinfrastruktur und der elektrischen Sicherheit muss auch die Funktion der Ladesäule geprüft werden. Zu diesem Zweck wird das an die Säule angeschlossene Fahrzeug sowie die Codierung der Ladekabel über Adapter simuliert (gemäß DIN EN 61851 /VDE0122 / DIN SPEC 70121-1 sowie ISO 15118-1).

Alle Komponenten der AC-(Normal) und DC-(Schnellladung) Ladeinfrastruktur können umfassend und normkonform mit den Prüfgeräten der Gossen Metrawatt getestet werden.

• Simulation aller Ladezustände unter Verwendung von Prüfadaptern ProTyp
• Ladeinfrastruktur prüfen mit PROFITEST MXTRA/PRIME und Prüfadapter
• Diagnose von Fehlfunktionen der Ladeinfrastruktur PROFITEST H+E BASE/XTRA
• Ladekabel prüfen mit SECUTEST ST und PROFITEST MXTRA
• Funktionsstörungen im Ladeprozess analysieren mit MAVOWATT PQ
• Hochvolttechnik von E-Kfz prüfen mit METRAHIT IM-XTRA/E-DRIVE

Die erneuerbaren Energien (EE) kamen im Jahr 2020 erstmals zusammen auf einen Anteil von größer 50 % bei der Nettostromerzeugung in Deutschland. Dabei fiel auf die Photovoltaik, auf Basis der Verbrauchszahlen aus dem Vorjahr [BDEW3], mit einer Stromerzeugung von 51,42 TWh (laut Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE) ein Anteil von ca. 10,5 % an der Nettostromerzeugung.

Prüfkoffer PV SUN 1500 zum Messen an PV-Modulen – Bild: Gossen Metrawatt GmbH

Die Sonne steht als unerschöpfliche Energiequelle überall zur Verfügung und ist eine der natürlichen Energien der Erde. Immer wieder regeneriert wird diese Energie durch die Kraft der Sonne.

Durch ein patentiertes Verfahren kann der PROFITEST PV bei den installierten PV-Modulen mit nur einer Messung und ohne Angabe der Moduldaten direkt am Aufstellungsort prüfen:

• Peakleistung
• Serieninnenwiderstand
• Parallelinnenwiderstand
• Isolation
• Polarität
• Erdschluss
• Schutzleiter

Mit dem PROFITEST PVSUN und dem PROFITEST PVSUN MEMO können alle geforderten elektrischen Sicherheitsprüfungen an Photovoltaik-Systemen einfach, sicher und normgerecht nach DIN EN 62446 durchgeführt und die Kennlinien der Module aufgenommen werden. Die Prüfgeräte eignen sich zum Testen von PV-Modulen und -Strings bis zu max. 1.500 V / 20 A.

Passen dazu:

• Photovoltaik (PV): Mit Solar eine PV Freiflächenanlage bzw. PV Freilandanlage bauen – Solarpark Anlage Beratung mit Xpert.Solar
• PV Anlage 750 kWp und mehr – Freilandanlage / Freiflächenanlage

Schon immer hat der Mensch sich die Kraft des Windes zunutze gemacht. Ob bei Windmühlen oder bei Segelschiffen wird seit Jahrhunderten diese Energie genutzt. Mit neuesten technischen Möglichkeiten gelingt es immer besser, dieses enorme Potenzial besser auszuschöpfen.

Die Windkraft war 2020 mit einem Anteil von 27 Prozent an der Stromerzeugung wieder die wichtigste Energiequelle. Aber der deutsche Offshore-Windenergiemarkt lag in der zweiten Jahreshälfte 2020 auf Eis. Verglichen mit dem Vorjahr war die Leistung der neu in Betrieb genommenen Windenergieanlagen auf See 2020 um etwa 80 Prozent zurückgegangen.

Trotzdem kommt der Betriebssicherheit von Windkraftanlagen eine zentrale Bedeutung zu. Professionelle Prüftechnik muss sicherstellen, dass sich die hohen Investitionen in den Ausbau dieser Technologie auszahlen und die von Versicherern verlangte Zuverlässigkeit während der gesamten Laufzeit erhalten bleibt.

Der PROFITEST PRIME, als Prüfgerät für die Schutzmaßnahmen Prüfungen in AC-Netzen bis 690V und DC-Netzen bis 800V, wird als zugelassenes Prüfgerät nach DIN EN 61557/VDE 0413 zur Prüfung von Windkraftanlagen eingesetzt für:

• Netzinnen- und Fehlerschleifenimpedanz
• Niederohmigkeit
• RCD-Prüfung
• Isolation
• Ableit- und Differenzströme
• Spannungsfestigkeit
• Schutzleiter

Nicht nur als USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) in Rechenzentren, Krankenhäusern oder anderen kritischen Installationen werden Batteriespeicher eingesetzt.

Die zu erwartende Zunahme von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen im Straßenverkehr führt zu tageszeitabhängigen Lastspitzen bei allen Stromkunden. Mithilfe von batteriebetriebenen Stromspeichern lassen sich diese reduzieren und eventuell nahezu komplett vermeiden. In Verbindung mit der Photovoltaik werden Batteriespeicher die privaten Installationen von Wallboxen für das Laden von E-Mobilität ermöglichen. Unter Einbindung eines geeigneten Heimspeichers kann der Anteil des selbstgenutzten PV-Stroms stark erhöht werden.

METRACELL BT PRO wird eingesetzt zur Prüfung von:

• Innenwiderstand von Batteriespeichern
• Messung des elektrischen Widerstandes (Rel)
• Messung des elektrochemischen (Charge-Transfer) Widerstandes (Rct)
• Messung von Blockspannungen
• Messung von Gesamtspannungen bis 600 V
• Messung von Lade- und Entladeströmen
• Messung von Blocktemperaturen
• Erfassung von Säuredichten

In allen Bereichen steht der Schutz des Anwenders vor Schäden durch elektrischen Strom an erster Stelle. Darüber hinaus werden die Funktion und die Leistungsfähigkeit der verwendeten Komponenten geprüft. Alle durchgeführten Prüfungen müssen dokumentiert und in regelmäßigen Abständen wiederholt werden. Die Intervalle werden durch gesetzliche Vorgaben, Normen oder die Herstellerangaben vorgegeben.
Für die Durchführung der Messungen und Prüfungen ist eine Sach- und Fachkunde seitens des Prüfers erforderlich. Diese kann durch Aus- oder Weiterbildung erworben werden und sollte immer wieder aktualisiert werden.

Passend dazu:

• Solarcarport mit Batteriespeicher planen und bauen als Solartankstelle für Elektroautos
• Bundesweite Solarpflicht in Deutschland?

Die Metrawatt International GmbH ist die Obergesellschaft der Gossen-Metrawatt-Gruppe, eines in Nürnberg ansässigen, weltweit agierenden Anbieters von elektronischen Investitionsgütern. Unter ihrem Dach firmieren unter anderem die Gossen Metrawatt GmbH, Nürnberg, als Weltmarktführer bei Mess- und Prüfgeräten, die Camille Bauer Metrawatt AG, CH-Wohlen, die sich mit industrieller Mess- und Regelungstechnik beschäftigt oder die Global Power Technology Inc. mit den operativen Unternehmen Dranetz, Daytronic und Electrotek Concepts in den USA, die auf Netzqualität und -analyse spezialisiert ist. Ebenso gehört zu der Gruppe die Gossen Photo- und Lichtmesstechnik GmbH, die industrielle Lichtmesstechnik herstellt. 2014 kam durch Zukauf die britische Seaward-Gruppe, Hersteller von elektrischen Mess- und Prüfgeräten für die sicherheitstechnische Geräteprüfung, der Medizingeräteprüfung sowie von Prüfungen im Bereich erneuerbarer Energien, dazu, im Jahr 2016 die Kurth Elektronik GmbH, einem Messtechnik-Spezialisten im Bereich Telekommunikation, Datentechnik und Elektroinstallation.

Produziert wird in Nürnberg, in Wohlen und seit der Übernahme von Dranetz auch in den USA. Daneben befinden sich in Italien, den Niederlanden, Tschechien, der Schweiz, Österreich, in Frankreich sowie in Spanien eigene Vertriebsgesellschaften.