Mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen steigt die Nachfrage nach schneller, zuverlässiger und skalierbarer Ladeinfrastruktur rapide an. Hinter jeder Ladestation für Elektrofahrzeuge steht eine wichtige Komponente, die eine sichere und effiziente Stromversorgung gewährleistet: der Transformator. Transformatoren sind unerlässlich für die Anpassung der Netzspannung an die von den EV-Ladestationen benötigten Werte, die Lastverteilung und die Gewährleistung der Systemstabilität.

EV-Ladegeräte gibt es in verschiedenen Leistungsstufen, von langsameren AC-Ladegeräten für den Hausgebrauch bis hin zu Hochleistungs-Gleichstrom-Schnellladegeräten, die an öffentlichen Stationen eingesetzt werden. Diese Ladegeräte benötigen in der Regel eine große Bandbreite an Eingangsspannungen, die oft höher sind als die, die die Standardverteilungsleitungen bieten. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, wird die Netzspannung durch Transformatoren herabgesetzt oder an die Anforderungen des Ladegeräts angepasst.

In Wohngebieten reduzieren Transformatoren die Mittelspannung (z. B. 11 kV oder 20 kV) auf 230/400 Volt für den Hausgebrauch. Die privaten Ladegeräte sind in der Regel an dieses Niederspannungsnetz angeschlossen, und die Kapazität des Transformators muss sorgfältig geprüft werden, um eine Überlastung zu vermeiden, wenn mehrere Haushalte gleichzeitig Fahrzeuge laden.

An kommerziellen und öffentlichen Ladestationen, insbesondere bei Schnellladestationen, ist der Strombedarf wesentlich höher. Ein einzelnes DC-Schnellladegerät kann zwischen 50 und 350 Kilowatt oder mehr benötigen. Um diese Last zu bewältigen, werden spezielle, auf dem Boden montierte oder kioskartige Transformatoren installiert, die den Strom direkt aus dem Mittelspannungsnetz beziehen. Diese Transformatoren wandeln die eingehende Netzspannung (in der Regel 10-36 kV) auf das für Schnellladegeräte geeignete Niveau um.

Das Lastmanagement ist eine weitere Schlüsselfunktion von Transformatoren beim Laden von Elektrofahrzeugen. Wenn das Netz um Ladestationen erweitert wird, helfen Transformatoren dabei, Lastspitzen zu bewältigen und Spannungsschwankungen oder Ausfälle zu vermeiden. Intelligente Transformatoren können in Kombination mit Lastausgleichssystemen Nutzungsmuster überwachen und dynamisch auf Zeiten hoher Nachfrage reagieren.

Die Wahl der Transformatorenkonstruktion wirkt sich auch auf die langfristige Leistung und Nachhaltigkeit der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge aus. Ölgefüllte Transformatoren werden aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität und Langlebigkeit üblicherweise für Schnellladestationen im Freien verwendet. In städtischen Umgebungen oder in der Nähe von sensiblen Bereichen wie Parkhäusern oder Einkaufszentren können jedoch Trockentransformatoren oder solche, die mit biologisch abbaubarem Esteröl gefüllt sind, aus Umwelt- und Sicherheitsgründen bevorzugt werden.

Mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen wird die Zukunftssicherheit der Ladeinfrastruktur zur Priorität. Modulare Transformatorensysteme können bei steigendem Bedarf skaliert werden, und die Integration von Transformatoren in intelligente Netztechnologien ermöglicht es den Versorgungsunternehmen, die Ladelasten für E-Fahrzeuge besser mit erneuerbaren Energiequellen und der Gesamtnetzkapazität auszugleichen.

Transformatoren sind nicht nur passive elektrische Geräte im EV-Ökosystem – sie sind Wachstumsmotoren. Indem sie dafür sorgen, dass der Strom mit der richtigen Spannung, mit der richtigen Zuverlässigkeit und in der richtigen Form geliefert wird, spielen Transformatoren eine grundlegende Rolle bei der Einführung einer sauberen, zugänglichen Elektromobilität.