Dieser Artikel ist auch für die Fachleute (aka. Elektriker) bestimmt. Oftmals sind widersprüchliche und fehlerhafte Angaben in den Installationsanleitungen zu finden. Dazu möchte ich hier Hintergründe und Anregungen geben.
Der Anschluss einer Wallbox besteht aus mehreren Komponenten und Tätigkeiten:
- Genehmigung / Anzeige einer Dauerlast beim Netzbetreiber
- Die Hausanschlüsse sind üblicherweise beim Einfamilienhaus bei 17-27kW ausgelegt. Eine Vorsicherung im sogenannten Panzerkasten (Hausanschlusskasten) dem Übergang vom Netzbetreiber zum (Einfamilien-)Haus ist mit 63A (-100A) vorhanden. Damit wäre eine Leistung von knapp unter 44kW (-69kW) realisierbar.
- Trotzdem muss die Inbetriebnahme einer hohen Dauerleistung (11kW pro geförderter Ladestation, Umschaltung auf 22kW nach frühestens einem Jahr – sofern technisch in der Ladestation möglich) angefragt oder angezeigt werden. Die entsprechenden Formular zur Leistungserhöhung „Anschlussanfrage Strom“ stellt der Netzbetreiber zur Verfügung (Rheinenergie, Netze-BW, …).
- Im Formular ist die gewünschte Leistung mit dem Gleichzeitigkeitsfaktor 1 anzumelden, so dass zwei 11kW Ladestationen unter der Rubrik Elektromobilität mit 22kW zu berücksichtigen sind (auch wenn diese nicht gleichzeitig benutzt werden).
- Außerdem ist die Anzeige der „Ladeeinrichtungen für Elektromobilität“ zur Inbetriebnahme auszufüllen (Typ der verwendeten Ladestationen etc.).
- Durch die Leistungserhöhung wird ein Beitrag zum Netzausbau fällig. Dieser betrug in einem Musterfall bei Erhöhung 21,10€/kW oberhalb von 30kW (Freigrenze). Eine Erhöhung auf (und Nutzung) über 43kW kann dazu führen, dass die vorhandenen Zähler (gehen bis 63A) nicht geeignet sind! Eine Wandlermessung, die dann nötig ist, ist teurer, platzaufwendiger und komplizierter … In dem Fall kann man auch über einen weiteren Zähler ausschließlich für die Wallboxen nachdenken! Nachzulesen sind die Vorschriften des Netzbetreiber in dessen „Technischen Anschlussbedingungen Niederspannung“ (Beispiel für das Westnetz)
Netzdienliche Steuerung nach §14a EnWG:
Eine gute FAQ findet sich hier: Elektromobilität (westnetz.de)
Aber es stellt sich die Frage Cui bono … wem nützt es? Wenn ich bei den Zeiten sehe, dass zwischen den Schaltzeiten 7:30(-08:00) und 15:45(-17:00) die „Ladeeinrichtung komplett abgeschaltet“ wird, frage ich mich, ob nicht gerade in der Mittagszeit der Ertrag der erneuerbaren Energien als Solarenergie besonders hoch und im Überfluss vorhanden ist. Wenn dann dieser Strom nicht verwendet wird, könnten die Energieversorger wiederum den Strom aus Solarenergie drosseln (bei Großanlagen haben diese dazu das Recht). Hier fehlt mir die Transparenz des Handelns und die Hintergründe für diese Regelungen!
- Überspannungsschutz
- Die Hersteller Dehn bietet hier für ihre Anlage die richtige Lösung (Die Firmen Hager, OBO, Phoenix, ABB und Eaton verwenden teilweise das selbe Innenleben des Herstellers Dehn). Auch wenn ein vorhandener Bestandsschutz eine Nachrüstung nicht erfordert, kann man im Rahmen eine Befähigung des Elektrohauptverteilers über einen Einsatz nachdenken. Zur Information eignen sich die beiden Dokumente von Dehn sehr gut:
Überspannungsschutz für Wohngebäude
Überspannungsschutz für Ein- und Mehrfamilienhäuser
Sammelschiene:Produktbeispiele:
SPA620Z – Kombi. T1+T2 3P 37,5kA TNC mit SP+ SI | Hager DE
DEHNshield ZP B2 TT 255 | 909331
(in Kombination mit der Einspeisung auf die Sammelschiene)
- Die Hersteller Dehn bietet hier für ihre Anlage die richtige Lösung (Die Firmen Hager, OBO, Phoenix, ABB und Eaton verwenden teilweise das selbe Innenleben des Herstellers Dehn). Auch wenn ein vorhandener Bestandsschutz eine Nachrüstung nicht erfordert, kann man im Rahmen eine Befähigung des Elektrohauptverteilers über einen Einsatz nachdenken. Zur Information eignen sich die beiden Dokumente von Dehn sehr gut:
- Absicherungen im Elektrohauptverteiler (siehe Hager Webinar)
- Selektive Hauptleitungsschutzschalter (SLS) vor dem Zähler:
Sammelschiene (modernere Schränke – dort wird er meist auch schon verbaut sein):
HTS350E – SLS-Schalter 3P E-50A Sammelschiene QC | Hager DE
HTS363E – SLS-Schalter 3P E-63A Sammelschiene QC | Hager DE
Hutschiene (ältere Schränke – zur Nachrüstung):
HTN350E – SLS-Schalter 3P E-50A Hutschiene | Hager DE
HTN363E – SLS-Schalter 3P E-63A Hutschiene | Hager DE - Absicherung nach dem Zähler (Stromkreis Ladestationen/Garage/…). Der Lasttrennschalter ermöglicht es die Ladestationen (z.B. während eines Urlaubs schnell und problemlos vollständig abzuschalten) – Die D02 Sicherung ist dem nachfolgenden Kabel und der nachfolgenden Sicherung angemessen selektiv auszulegen (vermutlich 25A, 35A oder 50A) – Siehe hier ein gutes Webinar von Hager:
L73M – Lasttrennschalter D02, 3polig 63A | Hager DE
und von vielen weiteren Firmen: ABB, Siemens, Schneider, Mersen/Lindner …
Hier Suche nach Linocur 63A mit Sicherung D02
- Selektive Hauptleitungsschutzschalter (SLS) vor dem Zähler:
- Optionales Kabel Hauptverteilung zu Unterverteilung
Sollte es Gründe geben, die für einen Aufbau eine Unterverteilung z.B. in der Garage existieren – z.B. längerer Leitungsweg, gewünschte Erweiterbarkeit muss die Leitung entsprechend der Absicherung zuvor und der Leitungslänge abgestimmt werden. Ein größerer Querschnitt bedingt auch geringere (Wärme-)Verluste auf der Leitung, so dass schon bei 20m sich der Mehrpreis für einen Durchmesser mehr nach 5 Jahren amortisieren kann! Manche Wallboxen fordern in ihren Installationsanleitungen sogar eine Mindestdurchmesser von 4mm² (Gesamtkabeldurchmesser auch auf Grund der Gehäuse-/Kabelverschraubungen um hier eine Dichtigkeit zu gewährleisten), obwohl diese nur 11kW leisten. Innerhalb des Zählerschranks sind 10mm² Pflicht, warum also nicht auch dieser Querschnitt zur Unterverteilung? - Absicherung der Wallbox
Im Folgenden werden Abkürzungen verwendet:
* Leitungsschutzschalter / Miniature Circuit Breaker: LSS / MCB dieser wird auch umgangssprachlich als Automat oder Sicherung bezeichnet.
* Fehlerstromschutzschalter / Residual Current Circuit Breaker / Residual Current Device: FI / RCCB / RCD dieser wird auch umgangssprachlich als FI-Schutzschalter (F=Fehler, I=Strom) bezeichnet
* Fehlerstromschutzschalter mit Leitungsschutzschalter: FI/LS / RCBO Dieses „relativ“ neue Gerät vereint beide zuvor genannten Schutzgeräte
* Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtung / Arc Fault Detection Device – Wikipedia: AFDD (mit FI)
Diese „intelligenten“ Geräte (u.a. Signalprozessoren eingebaut), die einen noch höheren Schutz im Bereich der Brandfrühvermeidung bieten, werden hier nicht weiter betrachtet, da diese nur einpolig verfügbar sind (L-N) also im Bereich der festen Wallbox-Installationen mit 3 Phasen (L1-L2-L3-N) nicht einsetzbar sind.
Bei den Wallboxen unterscheiden wir drei Typen. Für diese Typen sind unterschiedliche Absicherungen nötig. Es sind mehr Aufwände nötig, je weniger Absicherungen in der Wallbox eingebaut sind. Die Absicherung erfolgt gemäß den Vorgaben des Herstellers (max. Kurzschlussstrom der Wallbox und nicht auf Grund der maximalen Ladeleistung (11kW=16A) – da kann durchaus die Absicherung mit einem MCB 20A oder 40A vorgegeben und sinnvoll sein (Analoger Vergleich selbst ein USB-Steckernetzteil von 20W muss einen Kurzschlussstrom von einem 5 fachen des Nennstroms eines MCB im Millisekunden-Bereich aushalten um diesen direkt auslösen zu können). Oftmals steht in den technischen Daten, dass die Verwendung eines Typ C MCB erforderlich ist (leider sehr oft). Dieser hat gegenüber dem (preiswerteren) Standard Typ B einen 10-fachen anstelle eines 5-fachen Auslösestroms. Typ C ist notwendig bei Motoren, die extrem hohe Anlaufströme haben können (heute werden allerdings die Motoren üblicherweise u.a. zur Energieeffizienz mit Frequenzumrichtern betrieben, die einen Sanftanlauf durchführen – daher sind diese auch hier nicht mehr nötig). Die Im E-Auto eingebauten Ladegeräte prüfen beim Start der Ladung das Verhalten der Spannungsversorgung und fahren ebenfalls sehr langsam die Stromstärke hoch, wobei sie ständig die Spannung überwachen. Ein MCB mit 16A löst nach der Norm auch über Stunden mit einer Belastung bis zu Nennstrom*1,13 (16A: bis 18,1A) nicht aus. Die Belastung kann sogar im Bereich bis Nennstrom*1,45 (16A: bis 23,2A) über eine Stunde gehen ohne dass dieser auslösen darf:- Wallbox ohne DC Fehlerstromerkennung und ohne Fehlerstromschutzschalter (Wallboxen älteren Bautyps, Wallboxen für gewerblichen Einsatz):
Eine Absicherung über einen Fehlerstromschutzschalter Typ B und einen Leitungsschutzschalter sind nötig (ein Kombigerät ist mir nicht bekannt):- 11kW:
RCD:
CDB625E – FI-Schalter 3P+N 10kA 25A 30mA Typ B | Hager DE
MCB (Dimensionierung abhängig vom Kabel und Wallbox):
MBS316 – LS-Schalter 3polig 6kA B-16A 3M QC | Hager DE
MBS320 – LS-Schalter 3polig 6kA B-20A 3M QC | Hager DE
Verdrahtung:
KDN363F – Phasenschiene 3P Gabel 10mm² 63A 12M | Hager DE
KZ059 – Berührungsschutzabdeckung | Hager DE - 22kW (1x22kW oder 2x11kW):
RCD:
CDB640E – FI-Schalter 3P+N 10kA 40A 30mA Typ B | Hager DE
MCB (Dimensionierung abhängig vom Kabel und Wallbox):
Eine 22kW Wallbox:
MBS332 – LS-Schalter 3polig 6kA B-32A 3M QC | Hager DE
MBS340 – LS-Schalter 3polig 6kA B-40A 3M QC | Hager DE
Zwei 11kW Wallboxen (2 Stück erforderlich):
MBS316 – LS-Schalter 3polig 6kA B-16A 3M QC | Hager DE
MBS320 – LS-Schalter 3polig 6kA B-20A 3M QC | Hager DE
KDN363F – Phasenschiene 3P Gabel 10mm² 63A 12M | Hager DE
KZ059 – Berührungsschutzabdeckung | Hager DE
- 11kW:
- Wallbox mit DC Fehlerstromerkennung aber ohne Fehlerstromschutzschalter (die meisten preiswerteren aktuellen Wallboxen):
Hier kann der Elektriker eine normale Kombination aus einem RCD und MCB – preiswerter aber extra Verkabelungs- und Platzaufwand (Beispiel für eine 11kW Ladestation):
CDS425D – FI-Schalter 4P 6kA 25A 30mA Typ A QC | Hager DE
MBS320 – LS-Schalter 3polig 6kA B-20A 3M QC | Hager DE
oder aber platzsparender (und leider etwas teurer) einen RCBO verwenden:
11kW Ladestationen:
ADM416QC – FI-LS 4P 6kA B-16A 30mA Typ A QC/QB | Hager DE (Schraubversion mit 10kA auch für den AAR: ADX416D)
ADM420QC – FI-LS 4P 6kA B-20A 30mA Typ A QC/QB | Hager DE (Schraubversion mit 10kA auch für den AAR: ADX420D)
22kW Ladestationen:
ADX432D – FI-LS 4P 10kA B-32A 30mA Typ A | Hager DE
ADX440D – FI-LS 4P 10kA B-40A 30mA Typ A | Hager DE
Die Dimensionierung 16/20A bzw. 32/40A hängt vom Kabel und den Vorgaben der Wallbox ab. Achtung die QC Versionen sind für 1,5-4mm² Kabel geeignet, daher sind diese auch nicht für 32A oder mehr verfügbar (>= 6mm² Kabel) - Wallbox mit DC Fehlerstromerkennung und Fehlerstromschutzschalter Typ A:
Hier ist es nicht nötig einen RCBO zu verwenden. Eine allpolige Abschaltung (dies erledigt im Fall zuvor der RCD) ist aber dennoch sinnvoll (vorgeschrieben?), so dass hier 4 polige MCB (3P+N) zu verwenden sind. Hinweis die QuickConnect MCB sind (noch) nicht in D erhältlich (aber CH/AT/CZ etc.) und gehen auch nur bis max. 4mm² Kabelstärken:
MBN616 – LS-Schalter 3P+N 6kA B-16A 4M | Hager DE
MBS616 – LS-Schalter 3P+N 6kA B-16A 4M QC/QB | Hager CH
MBN620 – LS-Schalter 3P+N 6kA B-20A 4M | Hager DE
MBS620 – LS-Schalter 3P+N 6kA B-20A 4M QC/QB | Hager CH - Generell macht die Verdrahtung über vorgefertigte Phasenschienen (horizontal und vertikal) Sinn, wenn darüber ein erhöhter Berührungsschutz verbunden mit einer geringeren Installationszeit verbunden sind. Hierzu gibt es einige Anleitungen: Video1 Video2 Video3 Video4 Video5
- Wallbox ohne DC Fehlerstromerkennung und ohne Fehlerstromschutzschalter (Wallboxen älteren Bautyps, Wallboxen für gewerblichen Einsatz):
- Kabel zur Wallbox:
Hier werden viele Mythen und Märchen erzählt. Es gibt aber klare Vorgaben, an die man sich halten sollte – die Vorgaben des Herstellers der Wallbox! Nur er kennt genau die Daten der verwendeten Anschlusstechnik und die max. möglichen Ströme auf seiner Platine/Verdrahtung. Meistens wird hier aber eine Range oder ein Minimum angegeben: Vestel/Süwag: 4mm² bei der 11kW, 6mm² bei der 22kW – gleichzeitig ein Kabeldurchmesser (Kabeldurchführung) zwischen 15 und 21mm, was damit als maximales Kabel ein 5x10mm² (auch Erdkabel) ergibt (und die Klemmen sind auch dafür ausgelegt). JuiceCharger: 3×2,5mm² – 5x10mm² mit ebenfalls 16mm-21mm – was aber im Widerspruch zu dem 3×2,5mm² Kabel steht (Durchmesser ist hier nur knapp 10mm, kann also nicht ordentlich zugentlastet werden)! Hier würde auch am besten 5x4mm² auch bei kürzeren Strecken verwendet werden!
Die weiter oben aufgeführten Quick Connect MCB (16-20A)
Grundsätzlich gibt es einen max. Spannungsabfall auf der Kabelstrecke bei Laststromkreisen nicht mehr als 5% betragen (Empfehlung VDE nicht mehr als 4%, DIN18015: nicht mehr als 3% … wie wo was??? … drei verschiedene Angaben!). Das dies Grenzwerte sind, sollte man diese deutlich unterschreiten! Und: Je weniger Spannungsabfall, je weniger Wärmeverluste, je mehr Ladung im Auto (3% entspricht 1kWh alle 3h bei 11kW Ladung)! - Kabel Wallbox zum Auto
Die Wallboxen gibt es in 2 verschiedenen Ausführungen:- Wallbox mit fest angeschlossenem Typ2 Kabel
Das Kabel wird gemäß der max. Wallboxleistung ausgelegt sein und für 20A (11kW Typen) bzw. 32A (22kW Typen) ausgelegt sein. Hier hilft ein Blick in die technischen Daten. Diese Kabel sind in der Dimensionierung des vorgeschalteten MCB zu berücksichtigen! - Wallbox mit einer Typ2 Steckdose
Das Kabel, was z.B. beim Auto beiliegt, wird für den Anschluss verwendet. Es gibt hier 2 Kabel 11kW Kabel (oftmals Spiralkabel) und 22kW Kabel. Dabei kann es passieren, dass 22kW Ladestationen nicht ein 11kW Kabel akzeptieren und die Ladung nicht gestartet werden kann! Die Kabel sollten für 20A (2,5-4mm²) bzw. 32A (6mm²) ausgelegt sein! Ich empfehle die 3 phasigen Kabel mit 32A (hier oder hier mit Rabatt) .
- Wallbox mit fest angeschlossenem Typ2 Kabel
Was darf ich als Kunde selbst, was muss der Elektriker machen?
Auch hier gibt es Mythen und Befindlichkeiten seitens der Elektriker.
Natürlich darf ich selbst die Kabelwege herstellen und die Kabel verlegen. Ob mein freundlicher Elektriker das kundenbeigestellte Kabel auch verwenden will, steht aber auf einer anderen Blatt! Also bitte vorher absprechen und ordentliches Material kaufen (auch bei Kabeln gibt es schlechte Qualitäten!). Gleiches gilt für anderes Material (von Wallbox bis Sicherung). Der Elektriker haftet natürlich nur für alles, was er selbst beigestellt hat. Im Zweifel sind beim Versagen von Sicherungen oder Wallboxen aber auch immer die Einsätze des Elektrikers kostenpflichtig. Dies sollte im Vorfeld einwandfrei geklärt sein. Im Zweifel ist ein lokaler Elektriker (ohne lange Anfahrtswege) zu bevorzugen!
Disclaimer: Die Verantwortung für die Dimensionierungen trägt der Elektriker, den der Kunde zum Anschluss und Inbetriebnahme der Wallbox beauftragen MUSS. Diese Seite soll nicht als Anleitung zum Selbstanschluss dienen!
Sollten auf der Seite fachliche Fehler sein, bitte ich mir diese zur Korrektur mitzuteilen.