Warum verwenden einige Länder 120 V Strom, während andere 240 V verwenden?

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Eine der großen Herausforderungen beim Laden zu Hause in den Vereinigten Staaten besteht darin, dass Häuser und Garagen oft einfach nicht über ausreichend Strom für das Laden der Stufe 2 verfügen. Möglicherweise befindet sich direkt in der Nähe Ihres Parkplatzes eine Steckdose, und das gilt oft für Mehrfamilienhäuser und sogar für mehrstöckige Parkhäuser. Bei diesem Stecker handelt es sich jedoch häufig um einen 120-Volt-Stecker mit einer Verkabelung, die nur 15 oder 20 Ampere unterstützt. Dadurch wird die verfügbare Ladeleistung auf etwa 1,4 kW begrenzt (um Raum für Sicherheit zu lassen).

Aber europäische Steckdosen sind in dieser Hinsicht viel schöner. Sie sind oft auf 13 oder 16 Ampere begrenzt, aber bei 230 Volt sprechen wir von etwa 3 kW Leistung. Das ist etwa doppelt so leistungsstark wie ein US-Outlet. Die meisten Fahrer würden wahrscheinlich ein Ladegerät mit mehr als 7 kW wünschen, wenn sie eine dedizierte Ladeinstallation vornehmen, aber in den USA ist es viel einfacher, mit 3 kW Leistung auszukommen, als sich auf nur 1,4 kW Ladeleistung zu verlassen.

Die meisten neueren US-Häuser verfügen über 240-V-Strom am Sicherungskasten und die Verkabelung für diesen Strom führt zu Steckdosen für Öfen, Öfen, Wäschetrockner und Warmwasserbereiter. Das Hinzufügen eines Ladestromkreises für Elektrofahrzeuge erfordert jedoch häufig die Verlegung eines völlig neuen Kabelsatzes vom Unterbrecherkasten aus, der möglicherweise nicht genug Overhead für den Ladevorgang mit sich bringt.

Europa verfügt außerdem über einen wesentlich besseren Zugang zu dreiphasigem Strom, was dazu führt, dass noch schnelleres AC-Laden möglich ist (bis zu 22 kW).

All dies benachteiligt US-amerikanische Elektroautofahrer ziemlich stark. Wir müssen uns also fragen, warum eines der reichsten und mächtigsten Länder der Welt so ist? Es stellt sich heraus, dass dahinter eine interessante Geschichte steckt, die bis ins 19. Jahrhundert zurückreicht. (Artikel wird nach dem eingebetteten Video fortgesetzt)

Alles beginnt 1878 in Chicago. Thomas Edison besuchte einen Mann, der einen Generator erfunden hatte, der genug Strom für bis zu 8 Hochleistungsbogenlampen erzeugen konnte. Das begeisterte Edison (der eher ein Investor als ein Erfinder war), aber er glaubte nicht, dass Bogenlichter sehr beliebt sein würden, weil sie einfach zu hell waren. Also beschloss er, nach anderen Optionen zu suchen. Mit den Glühbirnen, die sein Team entwickelt hatte, kam er zu dem Schluss, dass er mit nur wenigen dieser Dynamos Städte mit Glühbirnen mit geringerer Leistung versorgen könnte.

Bedauerlicherweise erwies sich der Generator, den er in Chicago gefunden hatte, als nicht großartig, also tat er, was alle wohlhabenden Technologieinvestoren tun, und ging in den Borg-Modus und kaufte jedes Generatordesign auf, das er den Leuten verkaufen konnte. Elemente aus jedem dieser Designs wurden zu einem besseren Generator zusammengeschustert. Zufälligerweise war der erste Generator, mit dem sein Team begann, für 110 Volt ausgelegt, und diese Konfiguration überlebte den Test- und Verbesserungsprozess.

Jahre später, als Edisons erstes Kraftwerk ans Netz ging, stellte er fest, dass an einigen Stromleitungen mehr Menschen Licht verbrauchten als an anderen. Dies erhöhte natürlich den Widerstand auf diesen Linien. Um zu verhindern, dass die Spannung absinkt und die Lichter auf stark befahrenen Leitungen gedimmt werden, verdoppelte Edison die 110-Volt-Generatoren und verlegte eine dritte Leitung zu diesen Bereichen. Die Stromkreise der Kunden würden von einer der Hauptleitungen zu einem neuen dritten Neutralleiter führen, um die 110 Volt zu erhalten und den Stromkreis zu vervollständigen. Dadurch konnte Edison die Schaltkreise ausgleichen und insgesamt weniger Kabel für das System verwenden (und Kupfer war damals auch teuer).

Eine weitere coole Sache an diesem Aufbau war, dass er über dieselben Leitungen auch 220-Volt-Strom lieferte. Wenn Sie einen Stromkreis von den beiden heißen Drähten statt vom heißen zum Neutralleiter verlegen, könnten Sie doppelt so viel Wattleistung für so etwas wie einen Elektromotor erzielen. Als dies alles geklärt war, hatte die Industrie bereits 110 Volt für Glühbirnen standardisiert, sodass es keinen Sinn machte, einzelne Lampenfassungen und Steckdosen mit der höheren Spannung auszustatten. Dies führte dann dazu, dass im Grunde die gesamten Vereinigten Staaten an diesem Format festhielten.

Doch 1904 änderte sich die Situation. Ein anderes Team fand heraus, wie man bessere Glühbirnen mit Wolframfaden herstellen konnte, was wiederum den Betrieb von Glühbirnen in 220-Volt-Stromkreisen ermöglichte. Europäische Energieversorger erkannten, dass dies von Vorteil sein könnte, da man mit dieser höheren Spannung doppelt so viel Strom über dieselben Leitungen senden konnte. Einige bezahlten Kunden sogar dafür, auf bessere Glühbirnen umzusteigen, damit sie alle Stromkreise auf 220 Volt umrüsten und den 110-Volt-Mittelsmann überspringen konnten.

Die Nachfrage nach Glühbirnen in den Vereinigten Staaten war bereits so groß, dass die Produktion neuer Wolframbirnen nicht mehr mithalten konnte. Was hat die Nachfrage nach Glühbirnen in den USA so hoch gemacht? Das explosive Wachstum von Chicago. Als Chicago zum Eisenbahn- und Wassertransportknotenpunkt des Mittleren Westens wurde, sprang die Zahl in die Millionen, wobei das explosionsartigste Wachstum der Stadt genau in der Mitte dieser Umstellung von 110 Volt auf 220 Volt stattfand.

Dann kam zu dem Wachstum noch der große Brand von Chicago. Als praktisch die gesamte Innenstadt niederbrannte, wurde das gesamte Gebiet mit neuer Gebäudetechnik von Grund auf neu aufgebaut, und das zu einer Zeit, als 110 Volt der Standard waren. Die Weltausstellung und all diese neuen Gebäude führten schließlich dazu, dass sich die Baupraktiken Chicagos über die gesamten Vereinigten Staaten verbreiteten. In hohen Gebäuden war die Verwendung von Gasbeleuchtung nicht sicher, daher wurde elektrisches Licht zum Standard.

Deshalb kauften viele Leute immer wieder ältere Glühbirnen, die keine höheren Spannungen vertragen konnten, nur damit sie in allen neuen Gebäuden und Häusern, die in Chicago aus dem Boden schossen, weiterhin Licht leuchten konnten. Andere Länder bauten Energiesysteme von Grund auf auf, verzeichneten kein explosionsartiges Bevölkerungswachstum und blieben daher nicht im sprichwörtlichen Karussell stecken.

Mit anderen Worten: Da die USA in einer Stadt, die ein rasantes Bevölkerungswachstum verzeichnete, zu den ersten Anbietern elektrischer Beleuchtung gehörten, blieben sie bei einer früheren Version der Technologie hängen. Als Wolframlampen allgemein verfügbar waren, hatte die Industrie bereits zu viele 110-Volt-Stromkreise gebaut, als dass sie umsteigen wollte. Daher wurden 110-Volt-Wolframlampen hergestellt.

Zu diesem Zeitpunkt waren alle großen Weltreiche europäisch, und die Vereinigten Staaten interessierten sich nur für Nord- und Mittelamerika. Länder, die von europäischen Unternehmen beliefert wurden, setzten also auf 220 Volt, während Länder, die von den Vereinigten Staaten beliefert wurden, auf das setzten, was die Amerikaner verkauften.

Danach beschlossen die Energieversorger, die Spannung zu erhöhen, um ihre Systeme effizienter zu machen und gleichzeitig bestehende Geräte weiterhin zu unterstützen. Aus 220 Volt wurden 230 und 240 Volt. Aus 110 Volt wurden 115, 120 und sogar 127 Volt. Das einzige Land, das seine Spannung senkte, war Japan, das die amerikanische 110-V-Stromversorgung übernommen hatte, diese jedoch aus Angst vor Bränden (die für die damalige japanische Architektur völlig verheerend gewesen wäre) auf 100 V herabsetzte.

Ausgewähltes Bild von Jennifer Sensiba.