Betriebssicherheit von E-Ladestationen

Klimaschutz ist eine der größten Herausforderungen, denen sich Gesellschaften und Unternehmen weltweit stellen müssen. Im Zuge der Energiewende ist E-Mobilität als nachhaltige Alternative für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren vom Zukunfts- zum Gegenwartsthema geworden. Auch wenn der Klimapakt der EU den Verkauf von Neu-Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor – was auch hybrid angetriebene Fahrzeuge umfasst – erst ab 2035 untersagt, setzen bereits heute immer mehr Autofahrer für Klimaschutz auf E-Mobilität.

Gleichzeitig reagieren Automobilhersteller auf die kommenden Klimaschutzmaßnahmen. Damit führt die Energiewende zu einer beständig steigenden Zahl von E-Ladestationen im privaten und öffentlichen Bereich, für deren Errichtung zusätzlich staatliche Förderanreize gesetzt werden. Allein die öffentliche Ladeinfrastruktur in Europa ist 2020 um 35 Prozent gewachsen.

In Deutschland gibt es laut Bundesnetzagentur 40.257 Normalladepunkte und 6.840 Schnellladepunkte (Stand 1.09.2021). So finden sich Ladesäulen an verschiedenen Orten – vom Autobahnparklatz über Betriebsgelände bis zum Privatcarport.

E-Mobilität ist demnach ein wichtiger Ausdruck der Energiewende und als Trend unaufhaltbar. Ähnlich wie Tankstellen heute, werden die Betreiber von Ladeinfrastruktur in naher Zukunft vollends systemrelevant werden.

In der Folge ist es unausweichlich, sich als Betreiber oder Installateur von E-Ladestationen mit deren Betriebssicherheit zu befassen. Warum müssen Ladesäulen geprüft werden und wie oft? Was gehört zum Prüfumfang? Mit diesen und weiteren Fragen beschäftigt sich dieser Artikel.

Warum müssen E-Ladestationen geprüft werden?

Hintergrund der Pflicht zur Prüfung der Betriebssicherheit sind Arbeitsschutz- und Unfallverhütungsvorschriften. Denn der Betrieb von E-Ladesäulen benötigt ein hohes elektrisches Leistungsvermögen, um Ladezeiten möglichst gering zu halten. Aber auch in diesem Fall kann das Aufladen einige Stunden dauern und damit zu dauernden Belastungen und zu schwerwiegenden Folgen bei den E-Ladestationen selbst oder der damit verbundenen Infrastruktur führen. Im Extremfall können so Steckdosen oder Ladekabel überhitzen und Kurzschlüsse sowie Brände entstehen. Dies kann insbesondere in der Nähe von Gebäuden lebensbedrohliche Folgen haben.

All dem können Sie als Betreiber oder Installateur von E-Ladestationen mit einer Prüfung der Betriebssicherheit durch DPS – das Prüfunternehmen nach der Ladesäulenverordnung und den Vorschriften der Deutschen Unfallversicherung (DGUV Vorschrift 3) und anderen Normen verlässlich vorbeugen.

Für welche E-Ladestationen gilt eine gesetzliche Prüfpflicht?

Die Ladesäulenverordnung regelt die technischen Mindestanforderungen an den sicheren und interoperablen Aufbau und Betrieb von Ladepunkten für Elektromobile. Nach § 1 Ladesäulenverordnung gilt diese für öffentlich zugängliche Ladepunkte. Dies ist dann gegeben, wenn der Zugang oder der Erwerb einer Zutrittsberechtigung jedem potenziellen Nutzer möglich ist (§ 2 Nr. 9 Ladesäulenverordnung).

Warum sollten auch private E-Ladestationen regelmäßig geprüft werden?

Auch wenn für private Ladestationen keine Prüfpflicht besteht, so ist auch hier eine Prüfung dringend empfohlen. Denn die tatsächliche Gefährdungslage besteht ja fort: Über- und Dauerbelastungen können zu Stromschlägen, Kurzschlüssen und Bränden von Auto und Haus führen. Dies kann insbesondere bei älteren Privathäusern beispielsweise dadurch entstehen, dass die verbaute elektrische Infrastruktur zu schwach für die modernen Leistungsanforderungen ist.

DPS – das Prüfunternehmen ist auch für die Prüfung privater Ladesäulen der erfahrene Partner.

Welche Prüfungen sind verpflichtend?

Nach der Ladesäulenverordnung ist während des Aufbaus und vor der Inbetriebnahme (sogenannte Erstprüfung) zu prüfen. Für die Prüfungsdurchführung sind die allgemein anerkannten Regeln der Technik zu befolgen. Für die Erstprüfung finden sich diese in DIN VDE 0100-600 und DIN VDE 0100-722.

(Herstellervorgaben sind stets zu beachten)

Darüber hinaus sind nach DGUV Vorschrift 3 und DIN VDE 0105-100/A1 regelmäßige Wiederholungsprüfungen durchzuführen.

Wiederholungsprüfung

Was zählt zum Prüfungsumfang?

Dazu zunächst ein kurzer Exkurs zu den unterschiedlichen Arten von Ladestationen.

Zu Beginn der E-Mobilität entwickelten die verschiedenen E-Auto-Hersteller jeweils ihre eigenen Ladesysteme.

So gibt es zum einen Ladesäulen mit Wechselstrom (AC) und solche mit Gleichstrom (DC).

Wechselstrom kommt in Privatbereichen, sogenannten Wallboxen und normalen Schuko-Steckdosen (230 V) zum Einsatz – mit einer Leistung von bis zu 22 kW. Da eine E-Auto-Batterie nur Gleichstrom speichern kann, muss der Wechselstrom zuvor umgewandelt werden.

Beim Gleichstrom-Laden spricht man wegen der höheren Ladeleistung als 22 kW auch von Schnellladestationen.

Alle am Ladevorgang beteiligten Komponenten müssen auf ihre Betriebssicherheit überprüft werden.

Dies sind zum einen die Bestandteile der Ladestation selbst:

• Steckvorrichtung
• Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD/RCM)
• Leistungsschalter
• Sicherheits-Kommunikationseinrichtung (PWM)
• Je nach Einsatzort weitere Funktionseinheiten wie Leitungsschutz, Netzanschluss und Zählung

Neben der Ladestation selbst sind im Rahmen der Betriebssicherheit zu prüfen:

• Ladekabel (DIN VDE 0701-0702)
• Stecker
• Adapter (zur Verbindung unterschiedlicher Ladestations-Steckdosen mit anderen Steckertypen)

Auch heute gibt es als Folge unterschiedlicher Herstellersysteme noch Unterscheide bei Steckern, Ladekabeln und Adaptern, für die deshalb IEC / DIN EN 61851-1 / VDE 0122-1 eine Zuordnung nach vier Ladebetriebsarten bestimmt:

• Ladebetriebsart 1 bis 3

Laden mit im Fahrzeug integriertem Ladegerät über Wechselstrom (Normalladestation)

• Ladebetriebsart 4

Laden mit in der Ladesäule integriertem Ladegerät über Gleichstrom  (Schnellladestation)

Steckerform, Anordnung der Kontakte und Signalkontakte zur Kommunikation zwischen E-Auto und Ladestation beugen der Überlastung von Netz und Ladekabeln vor.

Hinweis: Um zukünftig einheitliche Standards für E-Ladeinfrastruktur zu schaffen, wurde EU-weit das Combined Charging System (CCS) geschaffen, das für die Errichtung von neuen Ladesäulen empfohlen wird. Es ermöglicht sowohl AC- als auch DC-Laden.

Anforderungen an eine Ladestation

Je nach Ort und Lademöglichkeiten müssen unterschiedliche Funktionen und Anforderungen möglich sein:

1. Energiefluss:

• Bereitstellung
• Smart Grid (Lastmanagement)
• Energierückspeisung

2. Sicherheit/Steuerung:

• Pilotsignal
• Steckerverriegelung
• korrekte Schaltung, Trennung und Schutz

3. Nutzerkommunikation:

• Zugangsberechtigungen
• Metering (Abrechnungen)
• Nutzeroberfläche
• Energierückspeisung
• Smart Grid (Lastmanagement)

4. Barrierefreiheit

• Beachtung aller entsprechenden Normen

5. Zusätzliche Dienste

• Anpassung an eventuelle Änderungen der Rahmenbedingungen

Gibt es weitere Besonderheiten bei der Prüfung von E-Ladestationen?

Betreiber von Stationen mit einer Nennleistung von mehr als 12 kW, müssen eine Zustimmung des Netzbetreibers einholen.

Sind mehrere Ladestationen gleichzeitig in Betrieb, ist ein Lastmanagementsystem wichtig, um Pegelspitzen zu vermeiden. Dies führt gleichzeitig zu geringeren Stromkosten, da die Ladezeiten verteilt werden.

Zudem müssen Betreiber und Benutzer täglich oder vor der Benutzung eine Sichtkontrolle der Ladesäule durchführen. Denn diese kann einer Vielzahl von zusätzlichen Belastungen ausgesetzt sein, wie zum Beispiel Witterungseinflüsse und Vandalismus.

Wer darf E-Ladestationen auf ihre Betriebssicherheit prüfen?

Um der Komplexität der Betriebssicherheitsprüfung Rechnung zu tragen, dürfen nach § 49 Energiewirtschaftsgesetz nur behördlich anerkannte Sachverständige Prüfungen durchführen ­– eine Qualifikation, über die alle DPS-Experten selbstverständlich verfügen.

Wie oft müssen E-Ladestationen geprüft werden?

Professionelle Betreiber von Ladestationen, wie zum Beispiel Tankstellen, müssen wohl alle 6 Monate die Betriebssicherheit prüfen lassen. Dies ist jedoch immer abhängig von einer nach DGUV durchzuführenden individuellen Gefährdungsbeurteilung, so dass im Einzelfall auch Prüfintervalle von einem Jahr möglich sind.

Was sind die Konsequenzen, wenn die Pflicht-Prüfungen nicht durchgeführt werden?

Das bewusste Missachten der Pflicht zur Erstellung einer Gefährdungsbeurteilung und Durchführen der DGUV Prüfung ist nach § 26 Nummer 2 Arbeitsschutzgesetz strafbar. Bis zu einem Jahr Freiheitsentzug sind möglich. Zudem kann der Sachversicherer im Schadensfall die Regulierung verweigern. Allein deshalb ist die Investition in regelmäßige Prüfungen die bessere Alternative.

Fazit

Die Betriebssicherheit von öffentlich zugänglichen und gewerblich betriebenen E-Ladestationen ist ein notwendiger und gewichtiger Beitrag für E-Mobilität und damit für eine nachhaltige Energiewende. Denn nur sichere Ladeinfrastruktur schützt vor Betriebsausfall, Brandschäden an Ladeinfrastruktur sowie ihrer Umgebung und sorgt für einen effizienten Stromeinsatz. Über die Bedeutung von Betriebssicherheit für Energieeffizienz und Klimaschutz erfahren Sie hier mehr.

Betreibern privater Ladestationen wie Wallboxen empfehlen wir wegen der grundsätzlich gleichen Gefährdungslage ebenfalls die Betriebssicherheit zu prüfen, um möglichen schweren Schäden vorzubeugen.