Elektrische Sicherheit

Ladesäulen in Tiefgaragen nachrüsten

Immer mehr Wohnungseigentümer und Mieter lassen ihre PKW-Stellplätze mit einer Ladestation für Elektrofahrzeuge versehen – auch in Tiefgaragen, für die besondere Anforderungen an die technische Sicherheit gelten. Vorzubeugen ist vor allem einer Überlastung der elektrischen Infrastruktur. Wie das gelingt und was zu beachten ist, zeigt Tüv Süd in diesem Beitrag.

In Tiefgaragen werden meist Wall-Boxen mit maximal 11 oder 22kW je Ladepunkt installiert. (Bild: Tüv Süd AG)

Allein im März dieses Jahres haben Förderbanken Mittel für knapp 70.000 Ladeeinrichtungen zugesagt. Damit sind es insgesamt schon 377.500, seit das WeMoG¹ im Dezember 2020 in Kraft getreten ist. Demnach haben Mieter und Wohnungseigentümer einen Anspruch auf eine Ladestation für Elektrofahrzeuge. Ein aktuelles Ziel ist es, dass sogar zwischen 5 bis 20 Prozent aller Tiefgaragen-Stellplätze ausgestattet werden.

Zumindest die Möglichkeit der Nachrüstung muss bestehen, damit sich die Ladeeinrichtungen später montieren und verkabeln lassen. Zu planen sind die Leitungssysteme (z.B. Leerrohre, Kabelpritschen usw.) und eine Reserve für den Ausbau der Elektroverteiler. Wichtig ist auch die maximale Leistungsaufnahme der gesamten elektrischen Anlage inklusive der Ladeeinrichtungen.

Für welche Leistung und Betriebsart die Ladestationen ausgelegt werden sollen, bestimmen maßgeblich der Standort (Parkplatz Autobahnraststätte, Parkhaus), die vorgesehenen Elektrofahrzeuge (E-Bikes, E-Autos, E-Roller) und die durchschnittliche Zeitspanne, in welcher ein Fahrzeug geladen werden soll. In Tiefgaragen werden derzeit Wall-Boxen mit maximal 11 oder 22kW je Ladepunkt montiert (Kabel oder Buchse).

Risiken kennen und beherrschen

Ladestationen in Tiefgaragen werden in der Regel über mehrere Stunden beansprucht, weshalb während des Betriebes eine Überlastung der elektrischen Anlage möglich ist. Begründet liegt das bei Wohngebäuden u.a. in dem erhöhten Gleichzeitigkeitsfaktor: Meist werden die Elektrofahrzeuge abends zum Laden angeschlossen, während andere leistungsintensive Verbrauchsmittel aus Küche und Bad eingeschaltet sind. Weitere Gefährdungen sind kurzzeitige Spannungsspitzen z.B. durch elektrostatische Entladungen oder Kurzschlüsse – was Brandrisiken birgt. Da Leitungen im Bereich von geschlossenen Garagen mit angrenzenden Nutzungseinheiten häufig durch Wände mit Anforderungen an eine Feuerwiderstandsdauer verlegt werden, bestehen dort zudem besondere Anforderungen an die Leitungsdurchführungen. Brandschottungen verhindern z.B. die Übertragung von Feuer und Rauch.

Mögliche Folgen des Einbaus von Ladestationen lassen sich auch durch ein intelligentes Lastmanagementsystem kompensieren. Dazu ermitteln Experten vom Tüv Süd die Leistungsreserven eines Gebäudes und analysieren dafür zusätzlich die Spannungsqualität vor und nach dem Einbau von Ladepunkten. Darunter fallen z.B. die Frequenz, die Höhe sowie die Kurvenform und Symmetrie des Drehstromsystems. Mit einem Lastmanagement lässt sich der Spitzenleistungsbedarf der Gesamtanlage begrenzen, der Lastkurvenverlauf der Anlage insgesamt glätten und regenerative Energiequellen sinnvoll einbinden – z.B. der Strom aus PV-Anlagen.

Vorgaben für die Installation

Nach der Ladesäulenverordnung gilt für die Installation öffentlich zugänglicher Ladepunkte: Bevor der Betreiber mit dem Aufbau beginnt, muss er mindestens vier Wochen im Voraus die Regulierungsbehörde informieren. Das ist die Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen. Werden Ladepunkte wieder außer Betrieb genommen, ist die Bundesnetzagentur unmittelbar schriftlich in Kenntnis zu setzen. Ausgenommen von dieser Regelung sind privat genutzte Ladepunkte.

Ein intelligentes Lastmanagementsystem verhindert eine Überlastung der elektrischen Anlage. (Bild: Tüv Süd AG)

Die Bauvorschriften der jeweiligen Bundesländer beschreibt die Garagen- und Stellplatzverordnung (GaStellV). Sie enthalten bislang in den meisten Bundesländern noch keine besonderen Anforderungen hinsichtlich der Errichtung von Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge. Bei der Installation zu beachten sind vor allem die technischen Baubestimmungen der Länder sowie die allgemein anerkannten Regeln der Technik für die Elektroinstallation – z.B. die Normen der Reihe DIN VDE 0100. Sie stellen allgemeine Anforderungen an den Schutz gegen elektrischen Schlag. Maßnahmen gegen thermische Auswirkungen sowie Überlast und Kurzschluss beschreibt z.B. die DIN VDE 0100-722. Darüber hinaus definiert die DIN VDE 0100-443 Schutzmaßnahmen gegen transiente Überspannungen in Ladepunkten (Überspannungsschutzgeräte).

Zusätzlich stellen die derzeitigen technischen Regeln Anforderungen, wie die Anschlüsse auszuführen sind. Sie dürfen z.B. nicht im TN-C-System verbunden sein und für jeden Ladepunkt ist ein separater Endstromkreis zu errichten. Bei Steckdosen oder Fahrzeugkupplungen nach DIN EN 62196 sind zudem Schutzmaßnahmen gegen glatte Gleichfehlerströme einzusetzen, die durch den Ladevorgang entstehen können – wie RCDs vom Typ B oder RDC-DD. Je nach Hersteller müssen sie schon in der Versorgungsleitung installiert werden, außer sie sind bereits in der Ladeeinrichtung integriert.

Prüfen dürfen nur Fachkräfte

Vor der ersten Inbetriebnahme der Ladesäulen und der zugehörigen Infrastruktur nimmt der Errichter die Prüfung in der Regel selbst vor. Sachverständigenunternehmen werden nur selten hinzugezogen. Die Grundlage für die Erstprüfung ist die DIN VDE 0100-600. Sachverständige nehmen dann u.a. die Ergebnisse und Messungen aus den Protokollen des Errichters in den Blick. Weil Ladesäulen elektrische Anlagen sind, dürfen sie jedoch nur Elektrofachkräfte prüfen, die Erfahrung mit der Prüfung vergleichbarer Anlagen haben.

Nach der DGUV Vorschrift 3 sind Ladeeinrichtungen grundsätzlich im Abstand von einem Jahr wiederkehrend zu prüfen, weil sie im Sinne der DIN VDE 0100-700 Anlagen besonderer Art sind. Bei Ladesäulen kann zudem eine Prüfpflicht aus der Betriebssicherheitsverordnung resultieren. Die Fristen muss dann der Betreiber im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung festlegen. Gegebenenfalls vorhandene Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen sind entsprechend der DGUV Vorschrift 3 alle sechs Monate zu testen. Die Experten von Tüv Süd empfehlen zudem eine zusätzliche, wiederkehrende Prüfung der Kommunikation mit dem Fahrzeug (Kontroll-/Datenleitung und Ladekabel-Erkennung). Denn sie beeinflusst wesentliche Sicherheitsaspekte der Ladeeinrichtung.

Fazit

Um alle sicherheitstechnischen Anforderungen für Ladeeinrichtungen in Tiefgaragen zu erfüllen, müssen Fachplaner und Installateure über ein breit gefächertes Know-how verfügen. Bei allen Fragen zu Ladeinfrastruktur-Projekten können sie sich Unterstützung von unabhängiger Seite einholen. Baubegleitend untersuchen Tüv Süd-Experten u.a. die Netzbeschaffenheit sowie das Lastmanagementsystem und ermitteln die maximale Ladeleistung. Sie prüfen auch alle Unterlagen von der Entwurfsplanung über die Ausführungsplanung bis hin zur technischen Dokumentation nach Abschluss des Bauvorhabens.

¹Gesetz zur Förderung der Elektromobilität und zur Modernisierung des Wohnungseigentumsgesetzes und zur Änderung von kosten- und grundbuchrechtlichen Vorschriften (Wohnungseigentumsmodernisierungsgesetz)