mini|hochkant=2.0|Schichtenmodell für E-Bike-Lade-Infrastruktur

Bei einer Ladestation für Elektrofahrräder handelt es sich um Infrastruktur zum Laden der Akkus von Elektrofahrrädern (auch Pedelecs oder E-Bikes genannt). Solche Anlagen sind dort besonders wichtig, wo E-Bike-Nutzer im Laufe eines Tages ihre Akku-Kapazität weitgehend ausnutzen. Das gilt zum einen für den Bereich des Radtourismus, wo sich Einkehr-, Unterkunfts- und Besichtigungsstätten für Radtouristen als Anlagenstandorte anbieten. Für den Alltagsradverkehr gilt es insbesondere den Radfern- und -regionalverkehr, für hügelige/gebirgige oder windstarke Umgebungen oder auch für Pendlerziele.

Abgrenzung zu Ladestationen für Elektroautos, grundsätzliche Anforderungen und Architektur Das Laden von E-Bike-Akkus und das Laden von Elektrofahrzeugen unterscheiden sich maßgeblich in vier Randbedingungen: Beim Laden von Elektrofahrrädern sind die zu übertragende Energiemenge und damit auch die notwendige Anschlussleistung des Ladepunktes erheblich geringer. Akkus von Elektrofahrrädern sind aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichts tragbar und können daher sowohl am Fahrrad wie auch extern geladen werden. Bei beiden Fahrzeugkategorien ist das Wechselstromladen weit verbreitet. Das dafür erforderliche Ladegerät ist bei Elektroautos eine fest im Fahrzeug installierte Komponente, bei Elektrofahrrädern dagegen ein externes Gerät. Dadurch ergibt sich im Gegensatz zu Elektroautos bei Elektrofahrrädern zwangsläufig eine dem Nutzer zugängliche Schnittstelle zwischen Akku und Ladegerät, die heute nicht herstellerübergreifend standardisiert ist. Die mangelnde Standardisierung dieser Schnittstelle und ihre Zugänglichkeit für den Nutzer sind heute die Ursachen für diverse Gefahren, Probleme und Nutzerärgernisse beim Laden von Elektrofahrrädern. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Ladestationen kann einigen dieser Nachteile maßgeblich entgegengewirkt werden. Elektrofahrräder, ihre Akkus und Ladegeräte sind erheblich leichter zu entwenden als Elektroautos. Diese unterschiedlichen Randbedingungen bedingen, dass sich die Ladestationen für Elektrofahrräder und für Elektroautos in der Regel technologisch und konstruktiv deutlich voneinander unterscheiden (sollten). Das oben dargestellte Schichtenmodell beschreibt die grundsätzliche Architektur von E-Bike-Ladestationen, wobei in realen Anlagen nicht jede Schicht realisiert sein muss. Die Eigenschaften einer Anlage werden dabei im Wesentlichen bestimmt durch die drei Faktoren Ladetechnologie, Bauart und Installationsumgebung (indoor/outdoor). Im Detail sollten bei einer fachgerechten E-Bike-Lade-Infrastruktur die folgenden grundlegenden Anforderungen berücksichtigt sein: Brandschutz Elektrosicherheit akkufreundliche Temperaturgegebenheiten Diebstahlschutz Nutzerfreundlichkeit

Ladetechnologien Wechselstromladen mit externem Ladegerät Die Ladeschnittstellen der E-Bike-Akkus sind heute mechanisch und elektrisch nicht herstellerübergreifend standardisiert. Daher ist heute bis auf Weiteres das Wechselstromladen mit einem externen persönlichen Ladegerät die verbreitetste Ladetechnologie, die jedoch mit einigen Nachteilen verbunden ist: Das dabei notwendige Mitführen eines eigenen Ladegeräts bedeutet für die Nutzer zusätzliches Gepäckvolumen und Gewicht. Da die externen Ladegeräte in der Regel nur für einen Einsatz in Innenräumen zugelassen sind (z. B. Schutzart IP40) und bei Regen keinesfalls nass werden dürfen, sind viele heute im Außenbereich angebotene Ladepunkte ohne ausreichende Überdachung von den E-Bike-Nutzern nur eingeschränkt nutzbar. Durch den ständigen Transport, mechanische Beanspruchungen (bis hin zu einem Fall) sowie durch Umwelteinflüsse (Feuchtigkeit, Regen) verschleißt ein Ladegerät und wird im schlimmsten Fall selbst zu einer elektrischen Gefahr oder steuert nicht mehr korrekt den Ladeverlauf, was ein erhöhtes Brandrisiko bedeutet. Ladegeräte sollten daher regelmäßig auf Beschädigungen geprüft werden, im Zweifelsfall von Experten. Bei betrieblichen Ladestationen für die Fahrradpendler kann der Arbeitgeber halbjährlich eine fachmännische Prüfung des Ladegeräts nach der DGUV-Vorschrift 3 verlangen, bei der aber nur die elektrische Sicherheit, nicht jedoch die ordnungsgemäße Funktion der Geräte geprüft wird. Gleichstromladen nach dem energy-bus-Standard Die Nachteile des Wechselstromladens können weitgehend gelöst werden vom Standard „energy bus“, bei dem die Akkus über einen einheitlichen Steckverbinder mit einer integrierten Kommunikationsschnittstelle verfügen müssen: 2 Pins für Versorgungsspannung (Gleichspannung bis zu 48 V mit Stromstärken bis zu 40A) 1 Pin für 12 V Hilfsspannung (für passive Geräte oder zur Aktivierung von tiefentladenen Akkus) 2 Pins für die CAN-Kommunikation Magnetischer Schutz vor Verpolung Abreißen des Steckverbinders ohne Schaden am Fahrzeug oder der Ladestation Über die Kommunikationsschnittstelle tauschen der Akku und die Ladestation verschiedene Daten aus, u. a. wird dabei der Ladestation der zu ladenden Akkutyp mitgeteilt. Damit stellt sich die Ladestation automatisch auf die richtigen Ladeparameter für diesen Akkutyp ein. mini|Bike-energy-Ladestation Bei dieser Ladetechnologie könnten die Nutzer bei einer entsprechenden Verfügbarkeit von entsprechenden Akkus und Ladestationen auf das Mitführen eines persönlichen Ladegerätes verzichten. Besonders vorteilhaft wäre das „energy bus“-Konzept auch für betriebliche Ladestationen für Fahrradpendler, da den Nutzern hierbei die Ladetechnologie vor Ort definitiv bekannt ist, d. h. das persönliche Ladegerät mit Sicherheit zu Hause bleiben kann. Allerdings schließen sich die großen E-Bike-Hersteller im Moment diesem Standard noch nicht an. Ein Pilotprojekt hat stattgefunden in der Tourismusregion rund um Tegernsee, Schliersee und Achensee. Gleichstromladen mit dem „bike-energy“-System Das österreichische Unternehmen bike energy umgeht die mangelnde Verfügbarkeit von „energy-bus“-kompatiblen Akkus durch ein intelligentes Ladekabel, das die für den „energy bus“ notwendige Kommunikationselektronik enthält. Nutzer dieses Systems müssen sich mit dem für ihren Akkutyp spezifischen intelligenten Ladekabel ausrüsten und können damit heute schon ihre Akkus trotz deren herstellerspezifischen Schnittstellen nach dem „energy bus“-Standard laden. Wo bereits ein ausreichend dichtes Netz von „energy bus“-kompatiblen Ladestationen zur Verfügung steht, können die Nutzer damit auf ein Mitführen ihres persönlichen Ladegeräts verzichten. Eine nennenswerte Stationsdichte gibt es heute bereits in einigen Radurlaubsregionen, z. B. im Spessart, in der schweizerischen Ferienregion Surselva oder im Salzburger Land. Wo das Netz solcher Stationen noch dünner ist, können die Radurlauber noch nicht auf die Mitführung ihres persönlichen Ladegeräts verzichten.

Bauarten mini|Ladeschließfachanlage

Im Wesentlichen werden die folgenden vier Bauarten unterschieden:

Laden räumlich vom Parken getrennt Mit dieser Bauart wird Ladeinfrastruktur für eine Fahrradabstellanlage ohne Zuordnung zu bestimmten Stellplätzen kompakt an einer Stelle angeboten. Anlagen dieser Bauart bestehen üblicherweise aus einer matrixförmigen Anordnung mehrerer so genannter Ladeschließfächer, in die die Nutzer diebstahlgeschützt ihr persönliches Ladegerät und ihren Akku zum Laden einschließen können. Die Fächer bestehen in der Regel aus feuerhemmendem Stahlblech und enthalten je nach Modell eine oder zwei konventionelle 230-V-Steckdosen pro Fach.

Vorteil dieser Bauart ist, dass durch die Trennung von Lademöglichkeiten und Stellplätzen verhindert wird, dass die Lademöglichkeiten von normalen Fahrrädern blockiert werden. Eingeschränkt nutzbar ist diese Bauart aber teilweise für das Laden von Rahmenakkus, wenn die Fachgröße zu knapp bemessen ist für die länglichen Bauformen entnehmbarer Rahmenakkus (eine Kante der Fach-Grundfläche sollte mindestens 40 cm lang sein) der Akku fest im Fahrradrahmen verbaut ist und sich nicht zum externen Laden entnehmen lässt. Solche E-Bikes lassen sich in Anlagen dieser Bauart nicht laden.

Kombiniertes Laden und Parken ohne Fahrradhalterung mini|Ladepunkt ohne Fahrradhalterung

Anlagen dieser Bauart sind vornehmlich dazu bestimmt, einen oder mehrere Stellplätze vorhandener Fahrradabstellanlagen mit Lade-Infrastruktur nachzurüsten. Auch für Neuanlagen kommt diese Bauart in Frage, um sie mit Fahrradhalterungen kombinieren zu können, die in dieser Kombination nicht aus einer Hand angeboten werden.

Anlagen dieser Bauart tatsächlich ohne geeignete Fahrradhalterungen zu betreiben, ist nicht empfehlenswert, da die E-Bikes dann in der Regel nicht ausreichend gegen Umstürzen oder Diebstahl geschützt sind. Diese Risiken machen bei den hochwertigen E-Bikes keinen Sinn. Verschärfend kommt hinzu, dass gerade die Akkus aus Brandschutzgründen möglichst vor jedem Sturz bewahrt werden sollten.

Kombiniertes Laden und Parken mit Fahrradhalterung mini|Ladeboxen mit Fahrradhalterungen

Bei dieser Bauart ist jeder Fahrradhalterung ein Ladepunkt zugeordnet – entweder ein Ladeschließfach oder ein energy-bus-Anschluss.

Vorteilhafterweise sollten die Schließfachtüren eine kleine Aussparung o. ä. aufweisen, damit ein Ladekabel ohne Quetschgefahr durch die verschlossene Tür zum Fahrrad geführt werden kann (Laden von im Rahmen eingebauten Akkus). Die integrierten Fahrradhalterungen sollten dem Fahrrad gute Standsicherheit und Diebstahlschutz bieten. Daher sollte es sich bei den Halterungen mindestens um Anlehnbügel mit Knieholm, besser noch um ADFC-zertifizierte oder DIN79008-konforme Modelle handeln. Bei Reihenanlagen sollte ein Mindestabstand von 70 cm zwischen den Fahrrädern eingehalten werden, da die Nutzer zwischen die Fahrräder treten können müssen.

Kombiniertes Laden und Parken in einer Fahrradbox mini|Fahrradbox mit Steckdose

Diese Bauart ist insbesondere vorteilhaft wenn die Anlage häufiger von Nutzern mit besonders hochwertigen E-Bikes in Anspruch genommen wird im touristischen Bereich (touristische POIs, Gastronomie), wo Radtouristen ihre Räder auch gerne mitsamt den Packtaschen sicher einschließen und dabei gleichzeitig ihren Akku laden möchten. Auch bei Fahrradboxen sollte auf ADFC-Zertifizierung bzw. Konformität mit der DIN-Norm 79008 geachtet werden, die unter anderem eine für die meisten Fahrräder ausreichende Breite und Höhe der Türöffnung vorschreiben. Bauarten in Primitivausgestaltung (Ladepunkt nur als Steckdose ausgeführt) Für die drei erstgenannten Bauarten sind auch Primitivausgestaltungen üblich, die als Ladepunkt lediglich eine 230-V-Steckdose (ohne Schließfach, Überdachung etc.) aufweisen. Für den Hausgebrauch in geschlossenen Räumen ist das der weitverbreitete Standard und vollkommen in Ordnung, wenn noch die einschlägigen Sicherheitshinweise zum Akkuladen berücksichtigt werden.

Kritisch sind dagegen solche Anlagen in Primitivausgestaltung im öffentlichen und halböffentlichen Raum zu sehen, insbesondere an Installationsorten, wo die Nutzer während des Ladevorgangs nicht in Reich- und Sichtweite der Ladestation bleiben (z. B. zu ausgiebigen Stadtrundgängen/Besichtigungen aufbrechen). Es besteht dann die Gefahr, dass bei einem überraschenden Wetterumschwung die typischerweise nur für den Indoor-Einsatz vorgesehenen Ladegeräte nass werden und zum Risiko für Stromunfälle oder Akku-Schädigungen und -Brände durch verfälschte Ladeparameter werden. Dies dürfte eine vorhersehbare Fehlanwendung im Sinne des Produktsicherheitsgesetzes darstellen.

Installationsumgebung (indoor/outdoor) mini|Ladestation neben Eingang zum Park Parque del Buen Retiro in Madrid