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Ladeinfrastruktur für Elektromobilität – Anschlussleistung und Ladebedarf abschätzen

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Einleitung

Ladeinfrastruktur für Elektromobilität – Anschlussleistung und Ladebedarf abschätzen

Zielgruppe: Ausbildung in der Elektrotechnik, Gebäudetechnik, Fahrzeugtechnik und im technischen Gebäudemanagement.

Dauer: Ca. 90–120 Minuten.

Kurzbeschreibung: Du lernst, aus Fahrprofil, Standzeit und Gleichzeitigkeit den Energie- und Leistungsbedarf von Elektrofahrzeugen abzuschätzen. Ein Ausbildungsfall mit sechs Firmenfahrzeugen begleitet Dich durch sechs kurze Lerneinheiten.

Deine Lernziele:

Fahrprofil: Du ermittelst den täglichen Energiebedarf.
Ladeleistung: Du unterscheidest kW und kWh.
Standzeit: Du schätzt die erforderliche durchschnittliche Ladeleistung ab.
Gleichzeitigkeitsfaktor: Du beurteilst zeitgleiche Ladevorgänge.
Lastmanagement: Du vergleichst feste und dynamische Leistungsbegrenzungen.
Netzanschluss: Du erkennst, welche Daten für eine Fachplanung noch fehlen.

Sicherheitsgrenze: Der Kurs vermittelt planerische Grundlagen. Arbeiten an geöffneten Hochvoltsystemen, Traktionsbatterien, PV-Gleichstromkreisen und unter Spannung stehenden Anlagen sind ausgeschlossen. Nutze ausschließlich theoretische Modelle, Datensätze oder sichere Simulatoren. Die praktische Errichtung, Prüfung und Freigabe elektrischer Anlagen bleiben entsprechend qualifizierten und befugten Fachkräften vorbehalten. Dieser Kurs stellt keinen Qualifikations- oder Befähigungsnachweis aus.

Dein Lernweg

Lerneinheit	Schwerpunkt	Zeit
1	Fahrprofil und Energiebedarf	8 Minuten
2	Standzeit und Ladeleistung	8 Minuten
3	Anschlussleistung und Gleichzeitigkeitsfaktor	10 Minuten
4	Lastmanagement	10 Minuten
5	Gebäudemodell und Netzanschluss	10 Minuten
6	PV, Diagnose und sichere Planung	10 Minuten

Anschließend bearbeitest Du den Ausbildungsfall, interaktive Übungen und offene Projektaufgaben.

Der Ausbildungsfall: Sechs Elektrofahrzeuge im Betrieb

Ein Handwerksbetrieb möchte seinen Fuhrpark elektrifizieren. Die sechs Firmenfahrzeuge werden überwiegend tagsüber genutzt und nachts auf dem Betriebsgelände abgestellt.

Dein Auftrag: Erstelle eine überschlägige, nachvollziehbare Abschätzung des Ladebedarfs. Prüfe, ob eine begrenzte Ladeleistung grundsätzlich ausreichen könnte.

Die Planungsdaten

Größe	Vorgabe
Anzahl Fahrzeuge	6
Durchschnittliche Tagesfahrstrecke je Fahrzeug	70 km
Angenommener Energieverbrauch	20 kWh je 100 km
Gemeinsame Standzeit	8 Stunden
Angenommener Ladegesamtwirkungsgrad	90 %
Geplante AC-Ladepunkte	6 mit jeweils bis zu 11 kW
Betriebliches Wirkleistungsbudget des Standortes	60 kW
Angenommene maximale Gebäudelast während des Ladefensters	30 kW
Angestrebte Begrenzung der gesamten Ladeleistung	22 kW

Wichtig: Dies sind didaktische Modellannahmen, keine Messergebnisse oder genehmigten Anschlusswerte. Insbesondere müssen die realen Fahrzeugdaten, Gleichzeitigkeiten, Netzanschlussbedingungen und Schutzkonzepte später fachlich geprüft werden.

Gebäudemodell

Gebäudebereich	Nutzung	Planungsfrage
Dach	Optionale Photovoltaikanlage	Wann steht Solarstrom zur Verfügung?
Obergeschoss	Büros	Wie hoch ist die zeitgleiche Gebäudelast?
Erdgeschoss	Werkstatt und Verwaltung	Welche Lastspitzen entstehen?
Außenbereich	Sechs Stellplätze mit Ladepunkten	Wann müssen die Fahrzeuge wieder einsatzbereit sein?
Technikraum	Zähler, Verteilung und Energiemanagement	Welche Leistungsgrenzen sind einzuhalten?

Arbeitsauftrag: Skizziere das Gebäudemodell und markiere die Bereiche, die Du für eine Lastgangbetrachtung benötigst.

Lerneinheit 1: Fahrprofil und Energiebedarf

Ein Fahrprofil beschreibt, wann, wie weit und wie häufig ein Fahrzeug unterwegs ist. Für eine Ladebedarfsabschätzung sind die gefahrenen Kilometer und der spezifische Energieverbrauch entscheidend.

Die Grundformel

Energiebedarf = Fahrstrecke × Verbrauch / 100

Fahrstrecke	Verbrauch	Energiebedarf
50 km	20 kWh/100 km	10 kWh
70 km	20 kWh/100 km	14 kWh
100 km	20 kWh/100 km	20 kWh

Im Ausbildungsfall benötigt jedes Fahrzeug rechnerisch:

70 × 20 / 100 = 14 kWh

Für sechs Fahrzeuge:

6 × 14 = 84 kWh

Die Fahrzeuge müssen also insgesamt 84 kWh als nutzbare Fahrenergie nachladen.

Ladungsverluste berücksichtigen

Die an der Ladeeinrichtung bezogene Energie ist größer als die nutzbar in der Batterie ankommende Energie.

Netzenergie = benötigte Batterieenergie / Ladegesamtwirkungsgrad

Mit dem angenommenen Wirkungsgrad 0,90 ergibt sich:

84 / 0,90 = 93,3 kWh

Ergebnis: Für den Modelltag werden rund 93,3 kWh elektrische Energie benötigt.

Der Wirkungsgrad ist eine Annahme. Tatsächliche Verluste hängen unter anderem von Fahrzeug, Ladeleistung, Temperatur und Nebenverbrauchern ab.

Video: Laden im Unternehmen

Beobachtungsauftrag: Notiere zwei Unterschiede zwischen dem Laden am Arbeitsplatz und dem Laden während einer kurzen Fahrtpause.

Mini-Fall: Mehr Kilometer

Ein Fahrzeug muss statt 70 km plötzlich 110 km fahren.

Frage: Wie verändert sich sein Energiebedarf?

Hilfe 1: Fahrstrecke

Der Energiebedarf steigt bei gleichbleibendem Verbrauch proportional zur Strecke.

Hilfe 2: Rechnung

Berechne 110 × 20 / 100.

Lösung und begründetes Feedback

Das Fahrzeug benötigt 22 kWh Batterieenergie statt 14 kWh. Die zusätzliche Fahrtstrecke erhöht den Bedarf um 8 kWh. Bei 90 % Ladegesamtwirkungsgrad entspricht dies rund 8,9 kWh zusätzlicher Netzenergie.

Lerneinheit 2: Standzeit und Ladeleistung

Die Standzeit ist der Zeitraum, in dem ein Fahrzeug zum Laden verfügbar ist. Die tatsächliche Ladezeit kann kürzer sein.

Merke:

Energie = Leistung × Zeit

Einheiten:

Einheit	Bedeutung
kW	Elektrische Leistung
kWh	Elektrische Energie
h	Zeit in Stunden

Durchschnittliche Ladeleistung berechnen

Durchschnittliche Ladeleistung = benötigte Netzenergie / verfügbare Ladezeit

Für den Fuhrpark:

93,3 kWh / 8 h = 11,7 kW

Die gesamte Fahrzeuggruppe benötigt über das achtstündige Zeitfenster rechnerisch mindestens etwa 11,7 kW mittlere Ladeleistung.

Dies ist eine energetische Untergrenze, keine fertige Auslegung des Netzanschlusses.

Warum 11,7 kW nicht automatisch ausreichen

Die Berechnung setzt voraus, dass die Energie über das gesamte Zeitfenster verteilt werden kann.

In der Praxis können folgende Bedingungen die Ladezeit verkürzen:

Unterschiedliche Ankunfts- und Abfahrtszeiten.
Begrenzte Ladefähigkeit einzelner Fahrzeuge.
Zeitweise Unterbrechungen durch das Lastmanagement.
Ladeleistungsreduzierungen durch Fahrzeug oder Batteriemanagement.

Interaktiver Zeitvergleich

Verfügbare Ladezeit	Rechnerisch erforderliche mittlere Gesamtleistung	Einordnung
8 Stunden	11,7 kW	Im Modell grundsätzlich günstig
6 Stunden	15,6 kW	Höhere Leistung erforderlich
4 Stunden	23,3 kW	Über der vorgesehenen 22-kW-Grenze
2 Stunden	46,7 kW	Deutlich höherer Leistungsbedarf

Basisfrage: Warum kann eine längere Standzeit den notwendigen Leistungsbedarf verringern?

Begründetes Feedback

Dieselbe Energiemenge kann über einen längeren Zeitraum verteilt werden. Die mittlere erforderliche Leistung sinkt. Ein größerer Zeitpuffer erleichtert außerdem die zeitliche Steuerung der einzelnen Ladevorgänge.

Lerneinheit 3: Anschlussleistung und Gleichzeitigkeit

Bildimpuls: Die Grafik veranschaulicht den Unterschied zwischen tatsächlichem Lastverlauf und einer geglätteten Last. Überlege, warum die Höhe der Lastspitze für den Netzanschluss wichtig ist.

Installierte Leistung und tatsächlich bezogene Leistung

Sechs Ladepunkte mit je 11 kW besitzen zusammen eine installierte Nennladeleistung von:

6 × 11 kW = 66 kW

Das bedeutet nicht, dass jederzeit 66 kW bezogen werden.

Der tatsächliche Leistungsbezug hängt davon ab, wie viele Fahrzeuge gleichzeitig laden und welche Leistung sie jeweils aufnehmen.

Gleichzeitigkeitsfaktor verstehen

Ein Gleichzeitigkeitsfaktor beschreibt bei einer definierten Betrachtung, welcher Anteil einer Leistungssumme zeitgleich benötigt wird.

Eine vereinfachte Betrachtung lautet:

Gleichzeitigkeitsfaktor = gleichzeitige Gesamtleistung / Summe der Einzelleistungen

Beispiel:

Zwei Fahrzeuge laden gleichzeitig mit jeweils 11 kW. Die übrigen vier Fahrzeuge laden nicht.

22 / 66 = 0,33

Der beobachtete Faktor beträgt in diesem Moment etwa 0,33.

Achtung: Dieser Momentwert ist kein allgemeingültiger Bemessungsfaktor. Ohne ein geeignetes Leistungsmanagement darf für die normgerechte Dimensionierung von Ladeinfrastruktur nicht einfach eine beliebig niedrige Gleichzeitigkeit angenommen werden. Die entsprechenden Anforderungen der DIN VDE 0100-722 und der Gesamtanlage sind fachlich anzuwenden.

Zwei Szenarien vergleichen

Szenario	Gesamtleistung	Bewertung
Sechs Fahrzeuge laden mit jeweils 11 kW	66 kW	Mögliche Summenleistung ohne wirksame Begrenzung
Zwei Fahrzeuge laden mit jeweils 11 kW	22 kW	Momentane Teillast
Ein Lastmanagement begrenzt die Gesamtleistung	Maximal 22 kW	Technisch überwachte Leistungsgrenze im Modell

Merksatz: Natürliche Gleichzeitigkeit beschreibt das Nutzerverhalten. Aktives Lastmanagement begrenzt den Leistungsbezug gezielt.

Lerneinheit 4: Lastmanagement

Lastmanagement verhindert, dass eine festgelegte Leistungsgrenze durch die gesteuerten Ladevorgänge überschritten wird.

Statisches und dynamisches Lastmanagement

Statisches Lastmanagement	Dynamisches Lastmanagement
Feste Leistungsobergrenze	Veränderliche Ladeleistungsfreigabe
Berücksichtigt eine fest eingestellte Reserve	Kann gemessene Gebäudelasten berücksichtigen
Einfacheres Regelprinzip	Bessere Nutzung freier Leistung möglich

Ein geeignetes System muss auch die technischen Mindestladeleistungen, einzelne Phasenbelastungen, Fahrzeuggrenzen und seine Reaktion bei Kommunikations- oder Messausfällen berücksichtigen.

Video: Lastmanagement erklärt

Beobachtungsauftrag: Erkläre nach dem Video den Unterschied zwischen einem festen Ladebudget und einem von der Gebäudelast abhängigen Ladebudget.

Simulierter Diagnosefall: Lastspitze

Für das betriebliche Standortmodell gilt eine Grenze von 60 kW.

Situation	Gebäudelast	Ladeleistung	Summe
A	30 kW	22 kW	52 kW
B	43 kW	22 kW	65 kW
C	43 kW	17 kW	60 kW

Deine Entscheidung: Welche Situation überschreitet das Modellbudget und welche Reaktion ist sinnvoll?

Hilfe 1: Grenze

Vergleiche die jeweilige Gesamtleistung mit 60 kW.

Hilfe 2: Freie Leistung

Ziehe die Gebäudelast vom Standortbudget ab.

Lösung und begründetes Feedback

Situation B überschreitet das Budget um 5 kW. Bei 43 kW Gebäudelast bleiben höchstens 17 kW für den Ladevorgang. Situation C nutzt das Budget vollständig aus, enthält jedoch keine zusätzliche rechnerische Reserve. Soll eine Reserve von 8 kW verbleiben, dürfte das Laden in dieser Situation nur 9 kW beanspruchen. Ein dynamisches Lastmanagement kann eine solche Absenkung bei entsprechender Konfiguration und technischer Eignung umsetzen.

Lerneinheit 5: Gebäudemodell und Netzanschluss

Die Abbildung veranschaulicht grundsätzliche Energie- und Kommunikationswege einer Ladeinfrastruktur.

Vereinfachtes Anlagenschema

                  ÖFFENTLICHES NETZ
                         |
                  NETZANSCHLUSS
                         |
                       ZÄHLER
                         |
                 HAUPTVERTEILUNG
                         |
           +-------------+-------------+
           |                           |
     GEBÄUDEVERBRAUCH            LADEINFRASTRUKTUR
           |                           |
    Büro / Werkstatt             LASTMANAGEMENT
                                       |
                                6 AC-LADEPUNKTE
                                       |
                                 6 FAHRZEUGE

Hinweis: Dies ist ausschließlich ein funktionales Übersichtsschema. Es zeigt weder reale Leiterführung noch Schutzgeräte, Leitungsdimensionierung oder ein anschlussfertiges Schaltbild.

Die Leistungsbilanz

Für die didaktische Rechnung nehmen wir an:

Standortbudget = 60 kW

Maximale Gebäudelast im betrachteten Zeitfenster = 30 kW

Damit bleiben:

60 − 30 = 30 kW

Wird das Laden auf 22 kW begrenzt, ergibt sich:

30 + 22 = 52 kW

Rechnerische Reserve:

60 − 52 = 8 kW

Ergebnis: Unter den Modellannahmen bleiben 8 kW Reserve.

Ob die 60 kW tatsächlich zur Verfügung stehen und die Gesamtanlage geeignet ist, lässt sich allein mit dieser Wirkleistungsbilanz nicht entscheiden. Erforderlich sind unter anderem Netzanschlussdaten, Lastgangmessungen, Anschlussbedingungen, Netzrückwirkungen und die fachliche Bewertung der Schutz- und Installationstechnik.

Wichtige Regeln in Deutschland

DIN VDE 0100-722: Enthält besondere Anforderungen für Stromkreise zur Versorgung von Elektrofahrzeugen. Die jeweils geltende Normfassung und die dazugehörigen Anforderungen sind von der verantwortlichen Elektrofachkraft zu prüfen.

NAV § 13: Arbeiten an der elektrischen Anlage unterliegen rechtlichen und fachlichen Anforderungen. Für die dort erfassten Arbeiten sind grundsätzlich eingetragene Installationsunternehmen zuständig.

NAV § 19 Absatz 2: Ladeeinrichtungen müssen vor der Inbetriebnahme beim Netzbetreiber gemeldet werden. Bei einer Summen-Bemessungsleistung von mehr als 12 kVA je elektrischer Anlage ist darüber hinaus die vorherige Zustimmung erforderlich.

§ 14a EnWG: Für neu in Betrieb genommene, erfasste steuerbare Verbrauchseinrichtungen mit mehr als 4,2 kW Netzanschlussleistung gelten seit 2024 besondere Regeln zur netzorientierten Steuerung. Die genaue Anwendbarkeit hängt unter anderem von Anlagenart, Inbetriebnahmedatum und regulatorischer Einordnung ab.

Wichtig: Betriebliche Lastbegrenzung und netzorientierte Steuerung sind nicht identisch. Eine softwareseitige Begrenzung auf 22 kW ersetzt keine Prüfung der gesetzlichen Melde-, Zustimmungs- oder Steuerungsanforderungen.

Sicherheits- und Qualifikationsgrenzen

Die DGUV Information 209-093 behandelt die Qualifizierung für Arbeiten an Fahrzeugen mit Hochvoltsystemen. Sie ersetzt nicht die gesonderten Qualifikations-, Berechtigungs- und Fachanforderungen für Arbeiten an Gebäudeinstallationen und Ladeeinrichtungen.

Die Prüfung von Ladeleitungen kann zusätzliche Qualifikation erfordern. Beachte die 2026 veröffentlichte DGUV-Fachbereichsinformation FBETEM-009.

Für Dich als Lernende oder Lernenden gilt: Du darfst hier planen, rechnen, dokumentieren und mit einem sicheren Simulator arbeiten. Aus diesem Kurs folgt keine Berechtigung zum Errichten, Prüfen, Inbetriebnehmen oder Arbeiten an Hochvoltsystemen.

Lerneinheit 6: PV, Energiefluss und Diagnose

Photovoltaik kann den Netzenergiebezug von Ladevorgängen reduzieren, sofern Erzeugung und Ladebedarf zeitlich zusammenfallen.

Das Bild zeigt die grundlegende Logik von Eigenverbrauch und Netzaustausch. Die Ladepunkte können als zusätzliche Verbraucher in einem erweiterten Gebäudemodell gedacht werden.

PV-Leistung ist nicht gleich PV-Energie

Beispiel:

Eine PV-Anlage stellt während eines betrachteten Zeitraums theoretisch 8 kW für die Ladung verfügbare Überschussleistung bereit.

Bei zwei Stunden ergibt das maximal:

8 kW × 2 h = 16 kWh

Diese Energiemenge kann den Netzbezug der Fahrzeuge verringern, soweit die Ladeeinrichtungen sie zeitgleich nutzen können.

Wichtig: Wetter, Tageszeit, Gebäudeverbrauch, Umwandlungsverluste und Ladefreigaben verändern die tatsächlich nutzbare Menge.

An PV-Gleichstromkreisen werden in diesem Kurs keine praktischen Arbeiten durchgeführt.

Video: Laden mit Photovoltaik

Beobachtungsauftrag: Begründe, weshalb ein Fahrzeug, das erst abends zurückkehrt, möglicherweise nur wenig von einer tagsüber leistungsstarken PV-Anlage profitiert.

Diagnoseübung: Wo liegt der Engpass?

Beobachtung im Simulator	Mögliche Ursache	Nächste planerische Prüfung
Fahrzeuge laden langsamer als erwartet	Geringe Leistungsfreigabe	Lastmanagement-Daten prüfen
Gebäude überschreitet das Budget	Lastspitze und Ladeleistung überlagern sich	Zeitlichen Lastgang vergleichen
Ein Fahrzeug lädt deutlich langsamer	Fahrzeugseitige Leistungsbegrenzung	Herstellerdaten und Simulationswerte abgleichen
Ein Ladepunkt liefert keine Energie	Fehlende Ladefreigabe oder simulierte Störung	Ereignisprotokoll auswerten und an Fachpersonal eskalieren

Sicherheitsregel: Eine Fehlermeldung ist keine Aufforderung, Gehäuse zu öffnen, Schutzeinrichtungen zu überbrücken oder an elektrischen Verbindungen zu arbeiten.

Ausbildungsfall: Die Ladeplanung entscheiden

Schritt 1: Energiebilanz

Rechenschritt	Ergebnis
70 km × 20 kWh/100 km	14 kWh je Fahrzeug
6 × 14 kWh	84 kWh Batterieenergie
84 kWh / 0,90	93,3 kWh Netzenergie
93,3 kWh / 8 h	11,7 kW erforderliche mittlere Gesamtleistung

Schritt 2: Leistungsbilanz

Größe	Ergebnis
Nennleistung aller Ladepunkte	66 kW
Vorgesehenes betriebliches Ladelimit	22 kW
Gebäudelast plus Ladebudget	52 kW
Reserve bei 60 kW Standortbudget	8 kW

Schritt 3: Zeitfenster prüfen

Eine Begrenzung auf 22 kW ergibt bei acht Stunden theoretisch maximal:

22 kW × 8 h = 176 kWh

Dies liegt über den benötigten 93,3 kWh.

Vorläufige Beurteilung: Die Energiebilanz spricht dafür, dass der Ladebedarf unter günstigen Zeitbedingungen mit einem 22-kW-Gesamtbudget gedeckt werden könnte.

Aber: 176 kWh ist nur die theoretische Obergrenze. Daraus folgt nicht, dass die Fahrzeuge in jedem realen Fahr- und Ladeplan rechtzeitig geladen werden. Fahrzeuggrenzen, Mindestladestrom, Phasenbelegung, gestaffelte Standzeiten, Prioritäten, Verluste und zusätzliche Lastspitzen sind zu berücksichtigen.

Gestufte Planungshilfen

Hilfe 1 – Welche Daten benötigst Du zuerst?

Anzahl der Fahrzeuge, tägliche Fahrstrecken, Energieverbrauch, Ladeverluste und verfügbare Standzeiten.

Hilfe 2 – Welche beiden Rechnungen sind entscheidend?

Berechne zuerst die benötigte Energie und danach die während des Ladefensters verfügbare Leistung. Prüfe zusätzlich die maximale Gesamtlast des Standortes.

Hilfe 3 – Was macht die Abschätzung belastbarer?

Echte Fahrprofile, tatsächliche Ankunfts- und Abfahrtszeiten, gemessene Gebäudelastgänge, Fahrzeug-Ladekennwerte, technische Reserven und eine fachlich geprüfte Lastmanagement-Simulation.

Diagnosefall: Verkürzte Standzeit

Alle Fahrzeuge stehen nur vier statt acht Stunden zur Verfügung.

Frage: Reicht das bisher vorgesehene 22-kW-Ladebudget unter den unveränderten Energieannahmen?

Lösung mit begründetem Feedback

Nein. Die benötigte mittlere Leistung beträgt 93,3 / 4 = 23,3 kW. Dies liegt über 22 kW. Bei 22 kW könnten in vier Stunden theoretisch höchstens 88 kWh Netzenergie übertragen werden. Es fehlen damit etwa 5,3 kWh. Mögliche planerische Ansätze sind längere oder zusätzliche Ladefenster, ein geeigneter veränderter Einsatzplan oder eine fachlich geprüfte höhere Leistungsfreigabe.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Wie viel Batterieenergie benötigt ein Fahrzeug bei 70 km und 20 kWh je 100 km? (14 kWh) (!7 kWh) (!20 kWh) (!140 kWh)

Warum ist die Netzenergie beim Laden meist größer als die gespeicherte Batterieenergie? (Wegen der Ladeverluste) (!Weil die Fahrstrecke automatisch größer wird) (!Weil jedes Fahrzeug immer mit 22 kW lädt) (!Weil Standzeit und Energie identisch sind)

Welche Einheit beschreibt elektrische Leistung? (kW) (!kWh) (!km) (!Stunden)

Welche mittlere Ladeleistung benötigen 93,3 kWh Netzenergie in acht Stunden ungefähr? (11,7 kW) (!1,2 kW) (!93,3 kW) (!746,4 kW)

Welche installierte Gesamtleistung besitzen sechs Ladepunkte mit jeweils 11 kW? (66 kW) (!11 kW) (!22 kW) (!6 kW)

Was beschreibt die Gleichzeitigkeit beim Laden? (Den zeitgleichen Leistungsbedarf mehrerer Ladevorgänge) (!Die Anzahl aller vorhandenen Ladekabel) (!Die maximale Fahrgeschwindigkeit aller Fahrzeuge) (!Die gesamte Jahresfahrstrecke)

Welche Aufgabe erfüllt ein geeignetes Lastmanagement? (Es begrenzt oder verteilt die Ladeleistung) (!Es vergrößert automatisch die Batteriekapazität) (!Es ersetzt sämtliche Schutzeinrichtungen) (!Es erhöht die verfügbare Netzleistung unbegrenzt)

Welche mittlere Leistung sind bei 93,3 kWh und vier Stunden ungefähr erforderlich? (23,3 kW) (!5,5 kW) (!11,7 kW) (!93,3 kW)

Wie groß ist die rechnerische Reserve bei 60 kW Budget, 30 kW Gebäudelast und 22 kW Ladeleistung? (8 kW) (!22 kW) (!30 kW) (!52 kW)

Was ist für eine sichere reale Errichtung der Ladeinfrastruktur erforderlich? (Eine Prüfung und Freigabe durch entsprechend befugte Fachkräfte) (!Nur die erfolgreiche Teilnahme an diesem Onlinekurs) (!Eine selbst durchgeführte Hochvoltprüfung ohne Freigabe) (!Ausschließlich eine Berechnung des Energiebedarfs)

Memory

Finde die passenden Begriffspaare.

Fahrprofil	Beschreibung der Fahrzeugnutzung
Standzeit	Zeitfenster für den Ladevorgang
Energiebedarf	Benötigte Kilowattstunden
Ladeleistung	Energieübertragung je Zeiteinheit
Gleichzeitigkeitsfaktor	Verhältnis zeitgleicher Leistung zur betrachteten Leistungssumme
Lastmanagement	Steuerung der Leistungsaufnahme
Netzanschluss	Verbindung zum öffentlichen Stromnetz
Ladewirkungsgrad	Verhältnis von nutzbarer und bezogener Ladeenergie

Drag and Drop

Ordne den Begriffen die passende Bedeutung zu.

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Bedeutung
Fahrstrecke	Zurückgelegter Weg
Standzeit	Verfügbares Ladezeitfenster
Lastspitze	Kurzzeitig hoher Leistungsbedarf
Leistungsreserve	Noch verfügbares Leistungsbudget
Ladeverlust	Nicht als nutzbare Batterieenergie gespeicherter Energieanteil
Dynamisches Lastmanagement	Anpassung der Ladefreigabe an veränderliche Lasten

Kreuzworträtsel

Fahrprofil	Wie heißt die Beschreibung der zeitlichen und räumlichen Fahrzeugnutzung?
Standzeit	Wie heißt der Zeitraum, in dem ein Fahrzeug zum Laden verfügbar ist?
Ladepunkt	Wie heißt die Schnittstelle, an der ein einzelnes Fahrzeug geladen werden kann?
Lastspitze	Wie heißt ein kurzzeitig besonders hoher Leistungsbedarf?
Wirkungsgrad	Wie heißt das Verhältnis zwischen nutzbarer und zugeführter Energie?
Netzanschluss	Wie heißt die Verbindung einer elektrischen Anlage zum Versorgungsnetz?

LearningApps

Lückentext

Ein Elektrofahrzeug benötigt für seine Fahrt elektrische

.

Die gefahrenen Kilometer werden im

dokumentiert.

Der spezifische Energieverbrauch wird häufig in kWh je

Kilometer angegeben.

Eine Energiemenge von 14 kWh kann bei einer Ladeleistung von 7 kW im Idealfall innerhalb von

Stunden übertragen werden.

Die Einheit für elektrische Leistung heißt

.

Die Einheit für elektrische Energie heißt

.

Die verfügbare Zeit zum Laden nennt man

.

Die gemeinsame Nutzung mehrerer Ladepunkte erfordert eine Betrachtung der

.

Zur Begrenzung der Ladeleistung kann ein

eingesetzt werden.

Bei einem festen Leistungslimit spricht man von einem

Lastmanagement.

Die Berücksichtigung veränderlicher Gebäudelasten ist typisch für ein

Lastmanagement.

Die Photovoltaikanlage erzeugt elektrische Energie aus

.

Eine theoretische Berechnung ersetzt keine fachliche

.

Offene Aufgaben

Bearbeite zwölf Aufgaben. Verwende für Berechnungen die Daten des Ausbildungsfalls und dokumentiere alle zusätzlichen Annahmen.

Leicht – Basisaufgaben

Fahrprofil: Erstelle eine Tabelle mit den täglichen Fahrstrecken von drei erfundenen Elektrofahrzeugen. Berechne bei einem Verbrauch von 20 kWh je 100 km die jeweiligen Energiebedarfe.
Ladeleistung: Gestalte eine Lernkarte, auf der Du den Unterschied zwischen kW und kWh mit einem eigenen Zahlenbeispiel erklärst.
Gebäudemodell: Zeichne ein vereinfachtes Betriebsgelände mit Werkstatt, Büro, Netzanschluss und sechs Ladepunkten. Verwende ausschließlich Funktionsblöcke, keine Verdrahtung.
Arbeitssicherheit: Gestalte ein Informationsplakat, das erlaubte Simulationsaufgaben von Arbeiten unterscheidet, die eine entsprechende Qualifikation und Fachfreigabe erfordern.

Begründetes Feedback zu den Basisaufgaben

Bei der Fahrprofilaufgabe ist die Einheit entscheidend: Strecke mal Verbrauch je 100 km ergibt eine Energiemenge, keine Leistung. Eine gute Lernkarte trennt kW und kWh ausdrücklich. Das Gebäudemodell muss die relevanten Verbraucher und Energieflüsse verständlich zeigen, ohne den Eindruck eines ausführbaren Schaltplans zu erwecken. Das Sicherheitsplakat ist dann überzeugend, wenn es die Grenzen der eigenen Handlungskompetenz eindeutig darstellt.

Standard – Anwendungsaufgaben

Ladebedarf: Berechne den Netzenergiebedarf von vier Fahrzeugen mit jeweils 60 km Tagesfahrstrecke, 18 kWh je 100 km Verbrauch und 90 % Ladegesamtwirkungsgrad.
Standzeit: Vergleiche für den Ausbildungsfall sechs und acht Stunden Standzeit. Berechne die erforderlichen mittleren Ladeleistungen und begründe die Bedeutung für die Ladeplanung.
Lastmanagement: Entwickle in einer Tabelle einen theoretischen Ladeplan für sechs Fahrzeuge mit gemeinsamem 22-kW-Ladebudget. Verwende Zeitfenster und Leistungswerte als Simulationsdaten.
Fehlerdiagnose: Analysiere den simulierten Fall mit 43 kW Gebäudelast und 22 kW Ladeleistung. Dokumentiere die Überschreitung, eine geeignete Leistungsanpassung und die erforderliche Weitergabe an Fachpersonal.

Begründetes Feedback zu den Anwendungsaufgaben

Der Energiebedarf der vier Fahrzeuge beträgt 43,2 kWh in der Batterie und 48 kWh aus dem Netz. Für den Ausbildungsfall ergeben sich bei sechs Stunden etwa 15,6 kW und bei acht Stunden etwa 11,7 kW mittlere Gesamtleistung. Ein guter Ladeplan hält die Leistungsgrenze und die Abfahrtszeiten ein; er muss zusätzlich die Mindestladeleistung und die Fahrzeuggrenzen berücksichtigen. Der Diagnosefall zeigt eine Überschreitung um 5 kW. Die rechnerisch maximal verfügbare Ladeleistung beträgt ohne weitere Reserve 17 kW.

Schwer – Transferaufgaben

Fuhrparkmanagement: Übertrage die Planung auf zwölf Fahrzeuge mit unterschiedlichen Fahrstrecken und Standzeiten. Entwickle zwei Leistungsmanagement-Szenarien und begründe Deine Annahmen.
Photovoltaik: Erstelle für einen Beispieltag eine Gegenüberstellung von PV-Erzeugung, Gebäudelast und Fahrzeugladung. Untersuche, in welchen Stunden Solarstrom den Netzbezug reduzieren könnte.
Lastgang: Entwickle für ein Gebäude mit wechselnder Werkstattlast eine theoretische Lastgangsimulation. Prüfe, wie sich eine feste gegenüber einer dynamischen Ladegrenze auf die nutzbare Energie auswirkt.
Projektplanung: Verfasse eine kurze Entscheidungsvorlage für den Betrieb mit Energiebilanz, Leistungsbilanz, Unsicherheiten, Sicherheitsgrenzen und einer Liste der notwendigen Fachprüfungen.

Begründetes Feedback zu den Transferaufgaben

Gute Lösungen zeigen nicht nur ein Rechenergebnis, sondern einen begründeten Umgang mit Unsicherheit. Bei zwölf Fahrzeugen wird die Verteilung der Ankunfts- und Abfahrtszeiten besonders wichtig. PV-Strom darf nur berücksichtigt werden, wenn Erzeugung und nutzbarer Verbrauch zusammenfallen. Eine dynamische Ladefreigabe kann mehr Energie im verfügbaren Zeitraum ermöglichen, darf aber keine Leistungsgrenze verletzen. Die Entscheidungsvorlage muss zwischen rechnerischer Machbarkeit und fachlich freigegebener Realisierung unterscheiden.

Lernkontrolle

Die folgenden Aufgaben prüfen Zusammenhänge und die Übertragung auf neue Situationen.

Fahrprofil und Standzeit: Ein Betrieb verdoppelt seine tägliche Fahrstrecke, verkürzt gleichzeitig die Standzeit jedoch um ein Drittel. Untersuche rechnerisch und argumentativ, wie sich die erforderliche mittlere Ladeleistung verändert.
Lastmanagement: Ein Unternehmen kann zwischen sechs ungeregelten Ladepunkten und sechs Ladepunkten mit einer gemeinsamen Leistungsbegrenzung wählen. Erörtere unter welchen Bedingungen welche Variante einen höheren Anschlussleistungsbedarf verursacht.
Energieeffizienz: Vergleiche zwei Fuhrparks mit gleicher täglicher Batterieenergie, aber unterschiedlichen Ladeverlusten. Erkläre, welche Folgen dies für Netzenergie, Kosten und Ladezeit haben kann.
Photovoltaik und Energiemanagement: Ein Bürogebäude erzeugt überwiegend mittags Solarstrom, die Fahrzeuge laden jedoch nachts. Entwickle zwei organisatorische oder technische Ansätze, um den solaren Eigenverbrauch zu erhöhen. Bewerte ihre Grenzen.
Betriebssicherheit: Nach einer Störungsmeldung am Ladepunkt fordert eine Person ohne entsprechende Qualifikation die sofortige Öffnung des Gehäuses. Formuliere eine sichere, fachlich begründete Reaktion und dokumentiere den zuständigen Eskalationsweg.
Planungsbewertung: Beurteile, weshalb eine ausreichende durchschnittliche Ladeleistung noch nicht beweist, dass der Netzanschluss oder die Ladeinfrastruktur richtig dimensioniert wurde.

Bewertungshinweise für die Lernkontrolle

Bei unverändertem spezifischem Verbrauch und Wirkungsgrad führt die Verdoppelung der Energie bei einer auf zwei Drittel verkürzten Standzeit zur dreifachen erforderlichen mittleren Ladeleistung. Die Bewertung des Lastmanagements muss zwischen installierter Nennleistung, tatsächlichen Spitzen und wirksamer Begrenzung unterscheiden. Zusätzliche Verluste erhöhen den Netzenergiebedarf. Bei PV zählt die zeitliche Übereinstimmung, nicht nur die Tagesenergiemenge. Bei Störungen haben Schutz vor elektrischen Gefährdungen, sichere Außerbetriebnahme nach Betreiberverfahren und Weitergabe an Fachpersonal Vorrang. Für eine reale Planung fehlen insbesondere geprüfte Anschlussdaten, zeitaufgelöste Lastgänge und technische Sicherheitsnachweise.

Lernnachweis

Als Lernnachweis erstellst Du eine Ladebedarfsabschätzung für den Ausbildungsbetrieb.

Deine Abgabe enthält:

Datengrundlage: Anzahl der Fahrzeuge, Fahrprofile, Standzeiten, Verbrauch und getroffene Annahmen.
Energiebilanz: Berechnung der täglichen Batterieenergie und des Netzenergiebedarfs.
Leistungsbilanz: Installierte Ladeleistung, geplante Leistungsbegrenzung und Gebäudeleistungsbudget.
Gleichzeitigkeit: Erläuterung, weshalb beobachtete Gleichzeitigkeit und garantierte Leistungsbegrenzung zu unterscheiden sind.
Gebäudemodell: Ein funktionales Blockschema ohne ausführbare Verdrahtungsdetails.
Szenarien: Vergleich mindestens zweier Standzeiten und eines Lastspitzenfalls.
Sicherheitsbewertung: Zuständigkeiten, Qualifikationsgrenzen und erforderliche fachliche Prüfungen.
Entscheidung: Eine nachvollziehbar begründete Empfehlung und offen gebliebene Fragen.

Bewertungskriterium	Gewichtung
Fachlich richtige Energie- und Leistungsrechnung	30 %
Nachvollziehbare Szenarien und Annahmen	25 %
Sinnvolle Bewertung von Gleichzeitigkeit und Lastmanagement	20 %
Sicherheitsbewusstsein und fachliche Grenzen	15 %
Verständliche Dokumentation	10 %

Bestehensanforderung: Die wesentlichen Rechenwege sind nachvollziehbar. Ein sicherheitskritischer Vorschlag, etwa eigenmächtiges Arbeiten an offenen Hochvolt- oder elektrischen Anlagen, muss vor einer positiven Bewertung korrigiert werden.

Der Lernnachweis ist eine schulische Ausbildungsleistung und keine Befähigungsbescheinigung, Elektrofachkraftqualifikation oder Freigabe für praktische Arbeiten.

OERs zum Thema

Wikipedia: Ladestation für Elektrofahrzeuge

Wikipedia: Lastmanagement

Geprüfte Fachquellen

Quellenstand: 9. Oktober 2026. Vor einer realen Projektierung sind die aktuell geltenden Rechtsvorschriften, Normfassungen, Technischen Anschlussbedingungen und örtlichen Netzbetreibervorgaben erneut zu prüfen.

DKE – DIN VDE 0100-722: FAQ zur Stromversorgung von Elektrofahrzeugen. Fachliche Erläuterungen zu Anforderungen an Ladeeinrichtungen und Schutzmaßnahmen.
VDE – Technischer Leitfaden Ladeinfrastruktur: Technischer Leitfaden, Version 3.1. Grundlagen zu Planung, Gleichzeitigkeit und Leistungsmanagement.
ElektroMobilität NRW: Leitfaden für Wohnungswirtschaft und Immobilienbesitzende. Betrachtung der Netzanschlussreserve und des Gleichzeitigkeitsfaktors.
Bundesnetzagentur: Integration steuerbarer Verbrauchseinrichtungen. Erläuterungen zu § 14a EnWG.
Bundesnetzagentur: Elektromobilität. Hinweise zu Ladeeinrichtungen und Netzanschluss.
Gesetzestext: § 13 NAV und § 19 NAV. Rechtliche Anforderungen an elektrische Anlagen und Ladeeinrichtungen.
DGUV Information 209-093: Qualifizierung für Arbeiten an Fahrzeugen mit Hochvoltsystemen. Sicherheitsorganisation und fachlicher Qualifizierungsbedarf.
DGUV FBETEM-009: Zusätzliche Qualifizierungen für Prüfungen von Ladeleitungen. Ausgabe Juli 2026.

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Verwendete Wikimedia-Commons-Medien und Rechte

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Medium	Urheber	Angegebene Lizenz
SolarPoweredEVChargingStation.jpg	Raysonho	CC0 1.0
SolarPoweredEVChargingStation2.jpg	Raysonho	CC0 1.0
Electric car diagram.svg	Ian Furst	CC BY-SA 4.0
Type2 Socket de.svg	Chris828	CC0 1.0
Load diagram.png	Freshman404	CC BY-SA 4.0
Geregelte Ladeleistung.png	JohnJakob	CC BY-SA 4.0
Electric vehicle charging infrastructure's general architecture.svg	MarcoBalo	CC0 1.0
Energiefluss PVA.svg	Pedalito	CC0 1.0

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Weiterführende Medienimpulse

Bildauftrag: Entwickle anhand des Fotos einen fiktiven Standort mit PV-Anlage, Ladepunkten und Gebäudelast. Benenne drei Daten, die Du vor einer fachlichen Auslegung erheben müsstest.

Die in diesem Kurs enthaltenen Anlagenschemata dienen nur dem Verständnis. Sie sind keine Installationsvorlagen.