Ein Elektroauto mit dem selbst erzeugten Solarstrom zu laden ist der Traum vieler Anleger. Denn so können – zumindest theoretisch – die Fahrkosten gesenkt und überschüssig produzierter Strom selbst genutzt werden. Doch das klappt nicht immer. Denn viele verschiedene Faktoren, teils aufseiten der Solaranlagen selbst und teils aufseiten des Fahrzeuges müssen harmonieren und verhindern ansonsten die optimale Energienutzung. Mehr dazu erfahren Sie im folgenden Artikel.
Wie funktioniert die Ladung des Elektroautos mit Solarstrom?
Die Ladung eines Elektroautos mit Solarstrom ist in der Theorie recht simpel und funktioniert auch ohne eigene Photovoltaikanlage. Strom wird aus dem öffentlichen Netz via Stromverteiler bezogen und läuft in die sogenannte Wallbox, die außen am Haus oder in der Garage installiert ist. An dieser Wallbox wird das Elektroauto angeschlossen und aufgeladen.
Wird eine Solaranlage installiert, läuft der selbst produzierte Gleichstrom zunächst durch einen Wechselrichter, der den Solarstrom in nutzbaren Wechselstrom umwandelt, und dann via Stromverteiler in die Wallbox. Die gesamte Anlage kann, muss aber nicht ans öffentliche Stromnetz angeschlossen sein.
Natürlich funktioniert das Aufladen eines Elektroautos mit Solarstrom nur, wenn der Stromüberschuss größer ist als der Strombedarf des E-Autos. Ein Rechenbeispiel:
Der jährliche Steuerertrag einer Solaranlage mit 10 kWp Leistung beträgt 8.000 kWh
Der jährliche Strombedarf eines E-Autos mit 10.000 km Leistung beträgt 2.000 kWh
Somit ist die Ladung grundsätzlich möglich und es bleiben noch circa 6.000 kWh für den Haushalt übrig
Aber: dieses Rechenbeispiel ist nicht immer realistisch. 10 kWp Leistung stellt die obere Grenze der “kleinen Solaranlagen” dar. Nicht auf allen Häusern ist die Installation einer solchen Anlage möglich, denn es fehlt an Dachplatz. Außerdem muss eine Anlage diese Produktion auch wirklich leisten. Das hängt von Lage, Standort und Wetter ab.
Lohnt sich die Anbindung von Elektroauto mit Solaranlage?
Und doch: In den meisten Fällen ist eine Anbindung einer Wallbox an eine eigene Solaranlage lohnend. Und das aus zwei Gründen:
Sinkende Einspeisevergütung und steigende Strompreise sorgen für einen Trend zum Eigenverbrauch
Ladung des Elektroautos erhöht die Wirtschaftlichkeit der Solaranlage und senkt damit die Amortisationsdauer
Natürlich sind diese Vorteile nicht immer sofort ersichtlich. Es lohnt sich aber, vor der Investition in eine hochwertige teure Anlage die Nutzungsarten und ihre Auswirkungen einmal durchzurechnen. Ein Beispiel:
Die Einspeisevergütung für Anlagen mit einer Leistung von bis zu 10 kWp liegt aktuell (Mai 2022) bei circa 6,50 Cent pro kWh
Die Stromentstehungskosten (Kosten für die Energieumwandlung) liegen durchschnittlich zwischen 5 bis 11 Cent pro kWh
Die Preise für Netzstrom liegen aktuell (Mai 2022) bei Neuverträgen bei circa 40 Cent pro kWh
Da die Stromentstehungskosten tendenziell höher sind als die Einspeisevergütung, aber deutlich unter den aktuellen Strompreisen liegen, lohnt sich ein Eigenverbrauch
Für die Fahrtkosten des Elektroautos bedeutet das Folgendes:
Die Fahrtkosten berechnen sich wie folgt: Entfernung in km x Strompreis in € / kWh x Stromverbrauch des Autos in kWh / 100 km
Der durchschnittliche Stromverbrauch von neuen Elektroauto-Modellen liegt bei 15 kWh / 100 km
Damit entstehen Fahrtkosten von 6,20€ für eine Entfernung von 100km, wenn Strom aus dem öffentlichen Netz bezogen wird
Wird das Elektroauto mit eigens produzierter Solarenergie beladen, entstehen selbst im Falle von Stromentstehungskosten von 11 Cent pro Kwh Fahrtkosten von nur 1,71€ pro 100km
Technische Voraussetzungen für die Ladung des Elektroautos mit Solarenergie
Die Wallbox
Damit ein Elektroauto optimal mit Solarenergie beladen werden kann, müssen einige technische Voraussetzungen erfüllt sein. Zunächst brauchen Sie eine Wallbox bzw. eine Wandladestation. Diese fungiert als Auto-Steckdose und damit quasi als Tanksäule. Denn Elektroautos sollten nicht über eine normale Steckdose aufgeladen werden. Durch die hohe Auslastung kann die Ladung mit der Steckdose zu Überhitzung und Bränden führen. Außerdem geht die Ladung deutlich ineffizienter einher und ist mit großen Ladeverlusten verbunden. Eine Wallbox lädt ihr Auto nicht nur zuverlässig, sie überwacht außerdem den Stromfluss und vermeidet gefährliche Überspannungen oder Fehlerströme, eine Überlastung des Hausnetzes und etwaige Schäden.
Mit Solarmodulen und einer Wallbox ausgestattet, können Sie bereits ohne große zusätzlich Investition anfangen, ihr Elektroauto mit eigens produzierter Energie zu laden. Wird Wetter- oder größenbedingt nicht genug Strom produziert, wird automatisch Strom aus dem öffentlichen Netz hinzubezogen. Dieser Prozess nennt sich “Netzstromergänzung”. Ist das nicht gewünscht, muss per App oder über die Wallbox manuell eingegriffen, die Ladestromstärke reguliert und die Netzstromergänzung deaktiviert werden.
Das Energiemanagement
Komfortabler und effizienter ist die Ladung eines Elektroautos mit einer PV-Anlage mit Energiemanagement-System, das beim Stromverteiler installiert ist. Dieses misst die Stromproduktion, den Stromverbrauch sowie die Einspeisung und entscheidet, wo der Solarstrom am nötigsten gebraucht wird. Mit einem passenden Hausenergiemanagement kann die Ladung durch PV-Strom maximiert und der Zukauf von teurem Netzstrom minimiert werden.
Der Batteriespeicher
Der wichtigste Bestandteil einer effizienten und wirklich profitablen Ladestation für das Elektroauto ist allerdings der Stromspeicher. Die Anschaffung dieses Geräts ist kostspielig, lohnt sich aber langfristig.
Denn gerade mittags, wo die Sonne hochsteht und viel Solarstrom generiert wird, sind Berufspendler oft unterwegs. Steht das Auto doch in der Garage, wird der Akku zwar aufgeladen, der überschüssige Strom muss aber trotzdem eingespeist werden oder geht verloren. Zusätzlich herrscht im Sommer meist Energieüberschuss, während die Stromproduktion sich im Winter als schwieriger erweist und Autos auch dank Heizung und co. mehr Verbrauch verzeichnen.
Ein Stromspeicher kann hier Abhilfe schaffen. Die Batter speichert mittags überschüssig produzierten Solarstrom, der dann abends und nachts verwendet werden kann. Das lohnt sich auch ohne Elektroauto-Anschluss. Denn abends brennen die Lampen, die Geschirrspülmaschine und Waschmaschine laufen und der Fernseher wird eingeschaltet.
Wichtig zu wissen: Elektroautos können einphasig, dreiphasig oder wechselphasig laden. Im ersten Fall ist ein Energieüberschuss von durchschnittlich 1,4 kW nötig, um die Ladung zu starten, im zweiten Fall sogar durchschnittlich 4,2 kW. Dafür funktioniert die dreiphasige Ladung schneller. Das bedeutet, dass an vielen Tagen nur begrenzt geladen werden kann. Denn obwohl die Sonne früh morgens und nachmittags scheint, ist der Überschuss an Leistung in vielen Fällen nicht hoch genug. Abhilfe schafft hier entweder die “Netzstromergänzung” und damit der Bezug von zusätzlicher Leistung oder aber eine Batterie.
Tipps und Tricks für die Ladung des E-Autos mit einer PV-Anlage
Ist das E-Auto lediglich der Zweitwagen, sollte dieser in den Mittagsstunden geparkt und aufgeladen werden. So ist auch eine Ladung ohne zusätzliches Speichermedium möglich.
Berufspendler sollten Ihre Solaranlage möglichst gegen Süd-West ausrichten. So kann das Abendlicht das Auto zumindest im Sommer aufladen. Eine Alternative wäre ein Auto mit großem Akku, das mit einer Wochenend-Ladung die Woche über fährt.
Für die bestmögliche Ladung sollte von Anfang an in eine möglichst große Solaranlage und einen großen Batteriespeicher investiert werden, der die Autobatterie zumindest zu 50% befüllen kann. Das ist teuer, lohnt sich aber langfristig vor allem für Vielfahrer und Nachtaktive.
Zuletzt sollten bei der Planung und dem Kauf einer Solaranlage, eines Elektroautos und einer Wallbox die Phasenschaltung und Überschuss-Ladefunktionen berücksichtigt werden. Manche E-Autos benötigen geringere oder höhere Leistungen, um zu laden, andere können wechselphasig laden. Diese Punkte sind auch bei Wallboxen wichtig. Sie müssen über eine Überschussladefunktion und eine Phasenumschaltfunktion verfügen, damit sie die Stromzufuhr ändern können.
