Zunächst sollten Sie sich die Frage stellen: Brauchen Sie überhaupt ein E-Auto? Oder können Sie für Ihre Wege öffentliche Verkehrsmittel oder das Fahrrad nutzen? Denn damit entlasten Sie das Klima am meisten. Wenn dies allerdings nicht möglich ist, bietet das Elektroauto eine sinnvolle Alternative, um eine bestimmte Distanz möglichst CO2-arm zu überwinden. Die größte Entlastung für die Umwelt bieten Elektroautos dann, wenn sie mit Strom aus erneuerbarer Energie geladen werden. Der Optimalfall liegt also dann vor, wenn der von der PV-Anlage erzeugte Strom in das eigene Elektroauto geladen wird. Das gelingt, wenn das Fahrzeuge tagsüber (z.B. am Wochenende oder an Tagen im Homeoffice) einige Stunden zuhause steht oder der Batteriespeicher im Haus für die Beladung des E-Autos mit genutzt werden kann.

So lade ich mein E-Auto smart mit PV-Strom

Die PV-Anlage besteht auf typischen Wohnhäusern im Wesentlichen aus PV-Modulen, Verbindungsleitungen und einem Wechselrichter. Die PV-Module wandeln das Sonnenlicht in einen Gleichstrom um und stellen diesen dem Wechselrichter zur Verfügung. Der Wechselrichter seinerseits wandelt den Gleichstrom in einen für das Haustromnetz passenden Wechselstrom um. Der erzeugte Strom kann dann im Haushalt verbraucht, ins Elektroauto geladen oder ins Stromnetz eingespeist werden. 

Aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es beim Thema PV-Stromerzeugung durchaus sinnvoll, den auf dem Hausdach erzeugten PV-Strom möglichst im eigenen System zu behalten, da dadurch der Strombezug aus dem Stromnetz stark vermindert werden kann. Zum Vergleich: Für eine kWh PV-Strom, welcher ins Stromnetz eingespeist wird, bekommt man derzeit eine Vergütung von 8,2 ct/kWh (für PV-Anlagen mit Eigenversorgung und einer Modulleistung kleiner 10kWp). Für eine Kilowattstunde (kWh), welche aus dem Stromnetz bezogen wird, bezahlt man derzeit hingegen etwa 40 ct/kWh. (Stand: Oktober 2022)

Um den Strom ins E-Auto laden zu können, wird zusätzlich zum Elektroauto ein „Ladegerät" benötigt. Bei den Ladegeräten wird (wie in der Tabelle unten dargestellt) in der Regel zwischen einem Ladegerät via Schuko-Steckdose, dem "Ladeziegel" und einer Wallbox (statisch oder dynamisch) unterschieden.

Die Wallbox gehört in privaten Haushalten zu den beliebtesten Lademöglichkeiten. ©HerrLoeffler_1414976354_Shutterstock

 

Grundsätzlich gilt für alle Ladetechnologien:

• Je größer der PV-Ladestromanteil, desto preiswerter wird das Laden der Autobatterie.

• Je mehr Kilowatt (kW) dem Elektroauto zur Verfügung gestellt werden kann, desto schneller kann das Elektroauto geladen werden (hängt aber zusätzlich noch von verschiedenen Parametern im Elektroauto ab). Aber Vorsicht! Ist die aktuelle Ladeleistung durch die 11 kW Wallbox höher als die Erzeugungsleistung der PV-Anlage wird zusätzlich kostenintensiverer Strom aus dem Stromnetz in das Elektroauto geladen. Eine 10kWp PV-Anlage, welche im 15° Winkel Richtung Süden aufgeständert ist, hat etwa eine maximale Leistung von 9kW.

Als Faustformel zur Abschätzung der Ladegeschwindigkeit gilt: 

  • Ladeleistung in kW geteilt durch 10 ergibt die geladene Reichweite in Kilometer pro Minute. 

Das heißt: Bei 2,3 kW Ladeleistung lädt Ihr Auto etwa 0,23 km pro Minute nach. Das sind in einer Stunde ungefähr 14 km

 

Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Lademöglichkeiten

Lademöglichkeiten für E-Fahrzeuge im Eigenheim

Aus der Praxis

Wie lade ich mein E-Auto sinnvoll mit Solarstrom?

Wie genau eine Interaktion zwischen PV-Anlage und Elektroauto funktionieren kann und welche Möglichkeiten es gibt, das eigene Elektroauto mit Strom von der PV-Anlage auf dem eigenen Hausdach zu laden, zeigt das Beispiel von Andreas Stampa. Der 54-Jährige Elektrotechniker hat im Jahr 2017 eine PV-Anlage mit einer Leistung von 4,3 kWp auf dem Flachdach seiner Garage errichtet und ist 2019 von einem Verbrenner- auf ein Elektrofahrzeug umgestiegen. Anhand des Beispiels von Andreas Stampa lässt sich gut darstellen, wie die Nutzung von Solarstrom zur Beladung seines E-Autos optimiert werden kann.

Wie genau ein Ladevorgang mit PV-Strom Nutzung aussehen kann, wird im Folgenden in den einzelnen Unterkapiteln am Beispiel des Energiesystems von Andreas Stampa näher beschrieben.

Energiesystem von Andreas Stampa mit PV-Anlage (4,3 kWp), Batteriespeicher, Eigenstromverbrauch im Haushalt, Elektroauto und Stromnetzanschluss

Der "Ladeziegel" - Ladegerät für die Haushaltssteckdose (Schuko-Steckdose)

Der Ladeziegel ist die einfachste und kostengünstigste Möglichkeit, ein Elektroauto mit Strom zu beladen. Die Installation des Ladeziegels erfolgt durch simples Einstecken in die im Haushalt übliche Schuko-Steckdose. Das Elektroauto-Ladegerät für die Haushaltssteckdose, oder auch Ladeziegel genannt (aufgrund der Größe eines Ziegelsteins), hat eine maximale Ladeleistung von 2,3 kW. Es werden zwar auch Ladeziegel zum Verkauf angeboten, die eine höhere Leistung als 2,3kW oder 10A übertragen können, diese Benutzung ist aus Sicherheitsgründen jedoch nicht zu empfehlen.

Wie genau der Ladevorgang abläuft, erfahren Sie im folgenden Ausklapper: 

  • Der Ladevorgang beim „Ladeziegel“

    Bei der grünen Kurve in der unten dargestellten Abbildung handelt es sich um eine typische PV-Erzeugung an einem sonnigen und wolkenlosen Tag im Juli. Am Vormittag steigt die PV-Erzeugungsleistung im Zuge der aufgehenden Sonne an. Um etwa 12:00 Uhr erreicht die Erzeugungsleistung der PV-Anlage dann aufgrund der Südausrichtung und der Mittagssonne ihr Maximum bei etwa 3,3 kW = 3300 W. Am Nachmittag reduziert sich dann die PV-Erzeugung wieder und nähert sich um ca. 19:00 Uhr dem Nullpunkt an. Die blaue Kurve beschreibt die gemessene Stromeinspeisung am Strommessgerät.

     

     Ladevorgang unter Anwendung des Ladeziegels (Ladeleistung: 2,3 kW), PV-Anlagenleistung: 4,3 kWp

     

    Von 5:00 Uhr bis ca. 9:30 Uhr wird der im Haus verbaute Batteriespeicher (4kWh) geladen. Ab etwa 9:30 Uhr ist der Batteriespeicher des Hauses vollständig geladen. Das lässt sich daran erkennen, dass sich die Netzeinspeisung fast vollständig mit der PV-Stromerzeugung deckt.

    Ab 10:30 Uhr übersteigt dann die Einspeiseleistung den im Strommessgerät eingestellten Grenzwert. Das Strommessgerät sendet daraufhin ein Schließsignal zum Schalter vor dem Ladeziegel, wodurch der Ladevorgang durch den Ladeziegel gestartet wird. Das Zuschalten ist daran zu erkennen, dass sich die Einspeiseleistung ins Stromnetz schlagartig um etwa 2,3 kW = 2300 W reduziert. Der Strom wird also nichtmehr für eine geringe Einspeisevergütung ins Stromnetz eingespeist, sondern stattdessen ins Elektroauto geladen.

    Ab etwa 16:30 Uhr sinkt dann die Erzeugungsleistung der PV-Anlage so weit ab, dass zusätzlicher Netzstrom benötigt wird, um die Ladeleistung von 2,3 kW abzudecken. Das Strommessgerät bemerkt dies und trennt daraufhin durch Senden eines Öffnungssignals den Ladeziegel vom Haushaltsstromkreis ab.
    Wer das Elektroauto dennoch weiterhin laden will, kann dies natürlich mithilfe von Strom aus dem Stromnetz tun, indem der Abschaltwert herabgesetzt wird. Der Ladevorgang wird dann beendet, wenn das Elektroauto den im Elektroauto eingestellten maximalen Ladezustand erreicht hat.

     

    Der Ladeziegel lädt mit einer vergleichsweise geringen Ladeleistung. Bild: KEAN

    Vor- und Nachteile des Ladeziegels

    Der Ladeziegel hat neben einer „langen Ladedauer" den Nachteil, dass es aufgrund der geringen Ladeleistung in den meisten Fällen zu einer zusätzlichen Netzeinspeisung kommt. Im Beispiel von Andreas Stampa bedeutet dies, trotz des Ladevorgangs etwa 1 kW = 1000 W ins Netz eingespeist werden. Optimaler wäre es, wenn kein Strom eingespeist würde, sondern der selbst erzeugte Strom maximal für die Beladung des E-Fahrzeugs genutzt würde.

    Dieser Nachteil der geringeren Ladeleistung ist aber gleichzeitig ein nicht zu unterschätzender Vorteil, der vor allem im Hinblick auf kleinere PV-Anlagen, eine weniger optimale Ausrichtung der PV-Module oder im Hinblick auf die Erträge in den Wintermonaten zum Tragen kommt. Oftmals verringert sich bei diesen Gegebenheiten die solare Stromerzeugung oder verteilt sich über den gesamten Tag (z.B. bei Ost-/Westausrichtung). Aufgrund der geringen Ladeleistung ist somit sichergestellt, dass ganz ohne zusätzliche Mess- und Regelungstechnik ein großer Teil des Ladestroms von der eigenen Photovoltaikanlage stammt und nicht zusätzlich aus dem Stromnetz bezogen wird.

Ladevorgang unter Anwendung des Ladeziegels (Ladeleistung: 2,3 kW), PV-Anlagenleistung: 4,3 kWp

Statische Wallbox mit einer 11 kW Ladeleistung

Die statische Wallbox verhält sich ähnlich wie der Ladeziegel. Sobald der Ladestecker in das Elektrofahrzeug gesteckt wird und gleichzeitig der Schalter durch ein Einschaltsignal geschlossen wird, beginnt der Ladevorgang. Falls kein Schalter vorhanden ist, beginnt der Ladevorgang zum Einsteckzeitpunkt. Einziger Unterschied zum Ladeziegel ist, dass alle drei Phasen des Haushaltsstromkreises zum Laden des Elektrofahrzeugs verwendet werden. Pro Phase kann eine effektive Leistung von bis zu 3,7 kW abgerufen werden.

Wie genau der Ladevorgang abläuft, erfahren Sie im folgenden Ausklapper:

  • Der Ladevorgang bei einer statischen Wallbox (11 kW)

    Damit berechnet sich die Gesamtladeleistung wie folgt:

    Bei einer Ladeleistung von 11kW lädt das E-Auto nach der oben beschriebenen Faustformel etwa 1,1 km pro Minute nach. Das sind in einer Stunde ungefähr 66 km. Oft wird die Ladeleistung von 11 kW allerdings aufgrund des Ladegeräts im Elektroauto oder den Umgebungsbedingungen nicht vollständig erreicht. Einige Elektroautos haben beispielsweise lediglich ein zweiphasiges 7,4 kW Ladegerät eingebaut. Damit ergibt sich nach der Faustformel pro Stunde eine „Ladereichweitenleistung" von etwa 44,4 km.

    Wie bereits beim Ladeziegel hat die erhöhte Ladeleistung sowohl Vor- als auch Nachteile. Ein Vorteil ist, dass das Elektroauto deutlich schneller geladen wird. Die 11 kW Wallbox erhöht die Reichweite des Elektrofahrzeugs unter Anwendung der Faustformel um etwa 44 km bis 66 km pro Stunde. Der Ladeziegel lag zum Vergleich bei etwa 14 km pro Stunde. Ein Nachteil der hohen Ladeleistung ist, dass in den meisten Fällen zusätzlich Strom aus dem Stromnetz bezogen werden muss, um die Ladeleistung zu decken (insbesondere in den Wintermonaten). Am Beispiel von Andreas Stampa hätte dies zur Folge, dass im Bestfall lediglich 3,3 kW der benötigten 11 kW durch die PV-Anlage abgedeckt wird. Das bedeutet wiederrum, dass die Ladekosten aufgrund des höheren Bezugspreises für Netzstrom von derzeit etwa 40 ct/kWh im Vergleich zum Ladeziegel steigen.

    Andreas Stampa mit seinem E-Auto beim Ladevorgang. © Andreas Stampa

     

    Neben der geringen PV-Ladestromabdeckung kann zusätzlich die Situation eintreten, dass der Akku des Elektrofahrzeugs aufgrund der hohen Ladeleistung bereits um 13:00 Uhr vollständig geladen ist. Demzufolge wird dann ab 13:00 Uhr der gesamte PV-Strom für eine Vergütung von 8,2 ct/kWh ins Stromnetz eingespeist. Hier macht man also den wirtschaftlich ungünstigen Tausch, dass zunächst „zu viel" Strom für 40 ct/kWh bezogen wird und anschließend überschüssiger Strom für 8,2 ct/kWh ins Stromnetz eingespeist wird. Bilanziell ändert dies aus Sicht des Stromnetzes (über den Tagesverlauf gesehen) nichts - lediglich in der Geldbörse entsteht ein Ungleichgewicht zu Gunsten des Netzbetreibers. Aus finanzieller Sicht ergibt es also durchaus Sinn, sich darüber Gedanken zu machen, wann die PV-Anlage Strom erzeugt und wie genau die Interaktion im heimischen System abläuft.

    Um den eben beschriebenen Effekt zu vermeiden, gibt es entweder in den Einstellungen des Elektroautos selbst oder innerhalb der dazugehörigen App die Möglichkeit, den Ladestrom und somit auch die maximale Ladeleistung zu reduzieren.

     

    Hierzu folgende Überlegung (Achtung! Überschlagsrechnung):

    • Gefahrene Fahrstrecke am Tag: 120 km
    • Leistung Wallbox: 11kW (3 Phasige Wallbox, mit 3,7 kW pro Phase)
    • E-Auto kann aber wegen des im Auto eingebauten Ladegeräts nur 2 der 3 Phasen verwenden, deswegen maximale Ladeleistung 3,7 kW x 2 = 7,4 kW

    Aufgrund der PV-Erzeugung soll zwischen 9:30 Uhr und 15:30 Uhr geladen werden. Zusätzlich sollen die gefahrenen 120 km möglichst wieder ins Elektroauto geladen werden. Um das zu erreichen, müssen also 20 km pro Stunde geladen werden.

    Nach der Faustformel gilt:


    Die Wallbox muss also, um die 120 km in den 6 Stunden wieder in das Elektroauto zu laden, eine Leistung von etwa 3,3 kW bereitstellen. Eine Einstellung auf 3,3 kW ist allerdings nicht möglich, da ein dreiphasiges Ladegerät eines E-Fahrzeugs in der Regel eine Mindestladeleistung von 4,2 kW benötigt, um den Ladevorgang zu starten. Aus diesem Grund wird im Folgenden von einer Ladeleistung von 4,2 kW ausgegangen.

    Um diese Ladeleistung einzustellen, gibt es (wie oben erwähnt) die Möglichkeit, den Ladestrom im Elektroauto oder in der dazugehörigen App zu begrenzen. Um diesen zu berechnen, kann wie folgt vorgegangen werden:

    Demnach muss der Ladestrom in der jeweiligen App des Elektroautos auf einen Wert von etwa 6 Ampere eingestellt werden, damit eine Aufladung von etwa 120 km in 6 Stunden möglich ist. Die Einstellung des exakten Ladestroms ist jedoch oftmals aufgrund der Skalierung innerhalb der App oder des Elektrofahrzeugs nicht möglich. Aus diesem Grund ist hier die sinnvollste Möglichkeit, den nächsthöheren Amperewert einzustellen. Zusätzlich gibt es zu beachten, dass einige Elektrofahrzeuge nur mit 2-Phasen laden können. Die maximale Ladeleistung beträgt also nicht 11 kW, sondern 7,4 kW.

    Eine Begrenzung der Ladeleistung auf 3,3 kW ist aufgrund des Ladegeräts im Elektrofahrzeug nicht möglich. Dennoch führt die Begrenzung dazu, dass der Ladevorgang verlängert wird, sodass der PV-Strom-Anteil zunimmt und deutlich weniger Netzstrom bezogen werden muss.

Fazit: Die Ladevorgänge bei Ladeziegel und statischer Wallbox

Der Ladeziegel (2,3 kW - Einphasig) hat eine geringe Ladeleistung. Das führt wiederum zu einem hohen PV-Ladestromanteil. Die Ladeleistung hat allerdings den Nachteil, dass der Ladeprozess möglicherweise zu lange dauert und dann nach Sonnenuntergang zusätzlicher Netzstrom bezogen werden muss.

Die statische 11 kW Wallbox (Dreiphasig) löst zwar das Problem der langsamen Ladegeschwindigkeit, hat aber wegen der hohen Ladeleistung den Nachteil, dass eine entsprechend große PV-Anlage benötigt wird, um einen hohen PV-Ladestromanteil zu gewährleisten. Eine geschickte Begrenzung des Ladestroms innerhalb des Elektrofahrzeugs ist zwar eine einfache Möglichkeit, den PV-Ladestromanteil zu erhöhen, erfüllt aber dennoch nicht das Ziel, möglichst viel selbst erzeugten PV-Strom in den Akku des Elektroautos zu laden.

Andreas Stampa beim Laden seines E-Autos

Die PV-Anlage auf dem Garagendach von A. Stampa

Die dynamische Wallbox

Eine Technologie, die eine optimale Verwendung des PV-Stroms gewährleistet, ist die so genannte dynamische Wallbox. Durch eine dynamische Ansteuerung der Wallbox (je nach PV-Erzeugung) kann diese Variante als die effizienteste Lademöglichkeit mit PV-Strom verstanden werden. Die Wallbox in Kombination mit einer entsprechenden Messeinheit ist so programmiert, dass sie sich der aktuellen PV-Stromerzeugung anpasst. Der Eigenverbrauchsanteil erreicht somit unter der Bedingung, dass der Akku des Elektroautos ausreichend geladen werden kann, einen nahezu unschlagbaren Wert. 

Wie genau der Ladevorgang abläuft, erfahren Sie im folgenden Ausklapper:

  • Der Ladevorgang bei einer dynamischen Wallbox

    In der Abbildung unten ist dargestellt, wie der dynamische Ladeprozess im System von Andreas Stampa abläuft. Die grüne Kurve beschreibt die PV-Erzeugung. Der rötliche Graph bildet die Grundlast des Hauses in Kombination mit der Ladeleistung der dynamischen Wallbox ab. Anhand der blauen Kurve lässt sich der Strombezug aus dem Stromnetz bzw. die Überschusseinspeisung ins Stromnetz ablesen. Ein negativer Wert beschreibt in diesem Fall einen Strombezug aus dem Stromnetz. 

    Ladevorgang unter Anwendung einer dynamischen Wallbox (Maximal mögliche Ladeleistung: Einphasig: 3,68 kW), PV-Anlagenleistung: 4,3 kWp

    Achtung! Hierbei handelt es sich um eine PV-Erzeugungskurve, welche im Oktober aufgezeichnet wurde. Das hat zur Folge, dass die Erzeugungsleistung der PV-Anlage im Vergleich zur Erzeugungsleistung aus der Abbildung "Ladeziegel" (s.o.) deutlich geringer ist. Zu erkennen ist dies daran, dass zu keinem Zeitpunkt eine Erzeugungsleistung über den Wert von 3000 W = 3kW ansteigt.

     

    An dem Beispiel von Andreas Stampa ist zu beachten, dass es sich hier um einen dynamischen einphasigen Ladevorgang handelt (maximale Ladeleistung 3,6 kW). Grund dafür ist die PV-Anlagenleistung. Produziert die PV-Anlage gerade weniger als 4,1 kW sollte einphasig geladen werden, damit der Ladevorgang nicht abgebrochen wird. Fällt der Ladestrom bei dreiphasigem Laden unter 6 A (4,1kW) brechen die meisten Elektrofahrzeuge den Ladevorgang ab. Das hätte wiederrum zur Folge, dass die PV-Anlage Strom erzeugt; das Elektroauto gleichzeitig aber nicht geladen wird.

    Ladestufen bei einphasigem Laden im Fall von Andreas Stampa (bei dreiphasigem Laden mit Faktor 3 multiplizieren):
    • Ladestufe 1: 6A, entspricht einer Ladeleistung von 1,38 kW
    • Ladestufe 2: 7A, entspricht einer Ladeleistung von 1,61 kW
    • Ladestufe 3: 8A, entspricht einer Ladeleistung von 1,84 kW
    • ... usw. bis
    • Ladestufe 11: 16A, entspricht einer Ladeleistung von 3,68 kW

     

    Der Ladevorgang im zeitlichen Verlauf

    Von ca. 7:00 Uhr bis 9:30 Uhr wird der Batteriespeicher des Hauses geladen.

    Ab etwa 9:30 Uhr überschreitet dann die PV-Erzeugungsleistung die kleinstmögliche Ladestufe der Wallbox. Aufgrund dieser Überschreitung wird ein "Start"-Signal vom Wechselrichter zur Wallbox gesendet. Die Wallbox startet daraufhin den Ladevorgang. Gleichzeitig wird kein Strom mehr in den Batteriespeicher des Hauses geladen. Im Laufe des Vormittags steigt dann die Erzeugungsleistung der PV-Anlage weiter an. Immer dann, wenn die Erzeugungsleistung der PV-Anlage den Grenzwert einer weiteren Ladestufe überschreitet, erhöht die dynamische Wallbox die Ladeleistung.

    Ab etwa 11:30 Uhr unterschreitet dann die PV-Erzeugungsleistung den Grenzwert der untersten Ladestufe. Der Ladevorgang des Elektroautos wird daraufhin gestoppt. Gleichzeitig startet aber wieder der Ladevorgang des Batteriespeichers im Haus, sodass es trotz Beenden des Ladevorgangs des Elektroautos nicht zur Einspeisung ins Stromnetz kommt. 

    Lediglich ab ca.13:00 Uhr wird aufgrund des vollgeladenen Batteriespeichers ein kleiner Überschussstromanteil ins Stromnetz eingespeist.

Ladevorgang unter Anwendung einer dynamischen Wallbox (Maximal mögliche Ladeleistung: Einphasig: 3,68 kW), PV-Anlagenleistung: 4,3 kWp

Wie das Beispiel zeigt, kann mithilfe einer dynamischen Wallbox und eines Batteriespeichers dafür gesorgt werden, dass es lediglich zu einer geringen Überschusseinspeisung des PV-Stroms kommt.

Das Beispiel zeigt zudem, dass es mithilfe des dynamischen Ladens möglich ist, sehr sensibel auf die schwankende PV-Stromerzeugung zu reagieren. Der Zukauf von teurem Netzstrom lässt sich somit deutlich senken bzw. bei einer entsprechend großen PV-Erzeugung/PV-Anlage sogar komplett verhindern. Eine größere PV-Anlage hätte den Vorteil, dass die minimale Ladestufe deutlich früher überschritten, die Ladeleistung aufgrund der größeren PV-Erzeugungsleistung deutlich höher ist und dass die minimale Ladestufe am Nachmittag wieder deutlich später unterschritten wird. In der Regel lässt sich durch ein dynamisches Ladesystem der Eigenverbrauchsanteil des selbst erzeugten Stroms um etwa 30-35% erhöhen.

 

Antworten auf häufige Fragen

  • Wie viel Photovoltaik sollte man auf dem Dach installieren, damit sich die Verwendung des PV-Stroms im E-Auto lohnt?

    Hierfür gibt es keine pauschale Antwort, denn die Frage nach der "richtigen" Größe der Solaranlage, hängt von vielen (teils individuellen) Faktoren ab. Um richtig planen zu können, sollte man sich daher von einem PV-Installateur berechnen lassen, mit welchen Erträgen zu rechnen ist.

    Das Solarstromer-Tool der HTW Berlin kann eine erste Idee geben, wie groß der Eigenverbrauchsanteil bei unterschiedlicher Anlagengröße und Fahrleistungen potenziell ist.  

  • Lohnt sich ein Batteriespeicher beim dynamischen Laden?

    Im Realbeispiel von Andreas Stampa waren vor der Installation des dynamischen Ladesystems bereits ein Batteriespeicher, als auch die PV-Anlage installiert. Der Batteriespeicher ist allerdings bei entsprechender Auslegung des dynamischen Ladesystems in vielen Fällen nicht erforderlich.

    Organisationen wie beispielsweise die Verbraucherzentrale beantworten die Frage, ob sich die Anschaffung eines Batteriespeichers lohnt, um den Solarstromanteil beim Laden zu erhöhen wie folgt:

    Verbraucherzentrale NRW: "Um den Solarstromanteil in Ihrem E-Auto zu erhöhen, können Sie zusätzlich einen Batteriespeicher anschaffen. Dieser speichert tagsüber den durch die PV-Anlage produzierten Strom und macht ihn auch nachts nutzbar. Die Anschaffungskosten eines PV-Speichers sind noch zu groß im Vergleich zum Anteil an Strom, den Sie dadurch einsparen können."  Zum Artikel

    Verbraucherzentrale Bundesverband: "Das Laden eines Elektroautos über den Batteriespeicher ist nicht empfehlenswert, da der Heimspeicher nur für den regelmäßigen Stromverbrauch im Haushalt dimensioniert ist." Zum Artikel

  • Ich will ein neues Energiesystem mit einer dynamischen Steuerung der Wallbox aufbauen. Was gibt es bei der Umsetzung zu bedenken?

    Für eine dynamische Steuerung der Wallbox ist eine störungsfreie Kommunikation zwischen Wallbox und Wechselrichter nötig. Da diese jedoch nicht genormt ist und die Kopplung von unterschiedlichen Herstellern häufig schwierig ist, sollte in Betracht gezogen werden, Wallbox und Wechselrichter vom gleichen Hersteller zu wählen. In dem Fall ist gewährleistet, dass eine Kommunikation ohne großen Aufwand möglich ist.

    Es gibt zwar Geräte, die zwischen die Komponenten verschiedener Hersteller geschaltet werden können und dann die Kommunikation übernehmen - hierfür ist aber ein gewissses technisches Know-how nötig.

  • Ist es nicht sinnvoller, den Auto-Akku direkt mit dem Gleichstrom aus dem Solarmodul zu laden, statt diesen erst im Wechselrichter in Wechselstrom umzuwandeln und dann im Autoladegerät wieder in Gleichstrom?

    Der Auto-Akku benötigt zum Aufladen eine ganz konkrete Spannung z.B. 400V. Die Photovoltaikmodule werden aber mit einer variablen Spannung betrieben, um den maximalen Ertrag zu bekommen (MPP Tracking = Maximum Power Point Tracking). Würde man die PV-Module mit einer konstanten Spannung betreiben, um den Akku laden zu können, wären die Verluste durch den nicht optimalen Betriebspunkt sehr viel höher als die Umwandlungsverluste in den Umwandlungsgeräten.

  • Worauf muss man achten, wenn das Auto erst ab dem späten Nachmittag geladen werden kann? Lohnt sich hier ein zusätzlicher Batteriespeicher?

    Der Batteriespeicher eines Hauses ist grundsätzlich dafür ausgelegt, die Versorgung des Hauses über Nacht zu gewährleisten und um Leistungslöcher bei Wolkendurchzug zu puffern. Wenn man bei Dunkelheit das Auto mit dem Batteriestrom lädt, ist nicht mehr genug für die Nacht da und es muss in der Nacht Strom gekauft werden. Es sollte also möglichst das Auto bei Sonnenschein geladen werden. PV-Anlagen mit West-Ausrichtung haben hier im Sommerhalbjahr den Vorteil ,dass am Abend noch genug Sonnenenenergie zur Verfügung steht, um das Auto nach Feierabend zu laden.

Andreas Stampa im Interview

Im Interview mit der kleVer (Klimaschutz- und Energieagentur Landkreis Verden) erläutert Andreas Stampa, was es bei der Beladung des E-Autos mit PV-Strom zu beachten gilt. 

Ausblick

Bidirektionales Laden

Im Kontext der Frage, wie ein E-Auto sinnvoll und günstig geladen werden kann, stellt sich auch die Frage, ob man die im Elektroauto gespeicherte Energie anderweitig verwenden kann, sofern man diese Energie nicht (mehr) zum Fahren benötigt.

Der von der PV-Anlage erzeugte Strom soll in diesem Fall nicht nur in das Elektroauto fließen, sondern diesem auch wieder zielgerichtet entnommen werden können. Das so genannte bidirektionale Laden soll es ermöglichen, den ins E-Auto eingespeisten Strom entweder dem Hausstromkreis („Vehicle to Home") oder auch dem allgemeinen Stromnetz („Vehicle to Grid") zur Verfügung zu stellen. Dies ist vor allem in Hinblick auf die immer leistungsfähigeren Batterien in den E-Fahrzeugen eine durchaus sinnvolle Überlegung. Batteriespeicher einer PV-Anlage haben in der Regel eine Kapazität von 5 kWh – 8 kWh. Zum Vergleich dazu sind in modernen E-Autos oftmals Batteriespeicher 40kWh bis 80kWh Speicherkapazität verbaut.

Aus diesem Grund wird sich die KEAN zukünftig dem Thema bidirektionales Laden verstärkt widmen und hierzu in zukünftigen Newslettern informieren.

 

Weiterführende Informationen

Kontakt

Julian Wehr

0511 89 70 39-30
julian.wehr [at] klimaschutz-niedersachsen.de

Kontakt

Andreas Stampa

eauto [at] stamtech.de

Kontakt

Raphael Stock

0511 89 70 39-38
raphael.stock [at] klimaschutz-niedersachsen.de

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