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Was ist Überschussladen?
Wenn es darum geht, ihr Elektrofahrzeug zu Hause aufzuladen und dabei auf erneuerbare Energiequellen zu setzen, stehen Eigenheimbesitzer vor einigen Herausforderungen. Die richtige Balance zwischen Effizienz, Kosten und Klimaschutz zu finden, kann eine anspruchsvolle Aufgabe sein. Doch mit der Nutzung von Solarstrom aus der eigenen Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage) und dem PV-Überschussladen gelingt genau das.
Wie funktioniert PV-Überschussladen?
PV-Überschussladen ist für Hauseigentümer eine clevere Methode, ihr Elektrofahrzeug mit selbst erzeugtem Solarstrom aufzuladen. Wenn die PV-Anlage auf dem Dach mehr Strom erzeugt, als gerade im Haushalt verbraucht wird, dann kann der der Überschuss auch zum Aufladen des E-Autos genutzt werden, anstatt einfach ins Netz eingespeist zu werden. Der Solarstrom wird da verbraucht, wo er entsteht.
Die Kombination von E-Auto und PV-Anlage kommt Mensch und Klima zu gute. Hauseigentümer maximieren dadurch die Eigenverbrauchsquote ihrer Solaranlage und reduzieren gleichzeitig ihre Abhängigkeit vom Netzstrom und die Betriebskosten ihres E-Autos. Weil das E-Auto mit Solarstrom vom Dach anstatt mit Kohle- und Atomstrom aus dem öffentlichen Netz aufgeladen wird, verringert sich außerdem der ökologische Fußabdruck.
Manuelles Solarladen per Knopfdruck an der Wallbox
Die einfachste Variante des PV-Überschussladens ist das manuelle Solarladen, das den Eigenverbrauch von Solarstrom bis zu 10 Prozent erhöhen kann – erfordert aber auch ständige Überwachung, um eine hundertprozentige Überschussladung zu erzielen. Mit einer manuellen Steuerung an Ihrer Wallbox bestimmen Hauseigentümer selbst, wann sie ihr E-Auto solarladen wollen.
Wenn der Wechselrichter der PV-Anlage einen Stromüberschuss anzeigt, können sie per Knopfdruck über eine Smartphone-App oder direkt an der Wallbox den Ladevorgang starten. Fast alle Wallboxen sind für das manuelle PV-Überschussladen geeignet. Am besten sollte es eine Wallbox mit einer Ladeleistung ab 1,4 kW sein, damit der Ladevorgang auch schon bei geringem Überschussstrom starten kann, wenn das Elektroauto einphasig lädt. Lädt das Elektroauto dreiphasig, was bei den meisten modernen Elektroautos der Fall ist, müssen mindestens 4,2 kW (3 x 1,4 kW) an elektrischer Leistung vorhanden sein.
Voreingestelltes PV-Überschussladen mit Zähler
Diese Methode ist für alle Hauseigentümer geeignet, denen eine hohe Ausschöpfung nicht so wichtig ist. Sie bietet eine bequeme Möglichkeit, das Elektroauto aufzuladen, ohne ständig die Solaranlage und die Wallbox im Blick behalten zu müssen. Hierbei gibt es einen separaten, externen Zähler am Hausanschluss und eine Wallbox, die den Zähler ausliest und bei der eine bestimmte Ladeleistung voreingestellt werden kann.
Sobald ein festgelegter kW-Grenzwert überschritten und genügend Solarstrom verfügbar ist, weist die Wallbox den Stromüberschuss dem E-Auto automatisch zu und startet die Ladung. Ein weiterer Vorteil: Das voreingestellte PV-Überschussladen ist ohne Energiemanagementsystem möglich und völlig unabhängig vom Hersteller der PV-Anlage.
Überschussladen mittels HEMS und intelligenter Wallbox
Ein Home Energy Management System (HEMS) und eine intelligente Wallbox können die Effizienz des PV-Überschussladens weiter steigern und den Eigenverbrauch um bis zu 30 Prozent erhöhen. Das HEMS analysiert kontinuierlich den Energieverbrauch im Haushalt und den erzeugten Solarstrom. Die Steuerung der Wallbox erfolgt automatisch über eine Schnittstelle, die mit dem übergeordneten HEMS verbunden ist.
Unter Berücksichtigung des verfügbaren Stromüberschusses wird die Ladeleistung des E-Autos permanent angepasst. Der Hauseigentümer kann dafür auch eigene Regeln über das HEMS erstellen und beispielsweise bestimmen, ob zuerst ein Stromspeicher oder das E-Auto aufgeladen werden soll. Bei Bedarf, z.B. bei schlechtem Wetter oder wenn es schnell gehen soll, kann Netzstrom auch zugekauft werden, um die gewünschte Ladeleistung zu erreichen.
E-Auto über Pufferspeicher solar laden
Wer absolut unabhängig von Tageszeit, Wetterlage und anderen Stromverbrauchern im Haushalt das E-Auto laden will, der braucht neben einem HEMS einen Energiespeicher. Damit können Hauseigentümer überschüssigen Solarstrom zwischenspeichern und später – zum Beispiel abends oder bei wenig Sonne – zum Laden Ihres E-Autos verwenden.
Der Nachteil: Die Kapazität des Stromspeichers im Haus muss relativ groß sein, damit die Batterie es E-Autos zumindest von 30 auf 80 Prozent aufgeladen werden kann. Das kostet dementsprechend viel. Rund 1000 Euro pro kWh sind nötig. Hinzu kommt, dass das Laden und Entladen eines Stromspeichers nicht verlustfrei ist. Am effizientesten ist es daher, dass E-Auto ohne den zwischengespeicherten Strom zu laden.
Was benötigt man für PV-Überschussladen?
Um PV-Überschussladen in der komfortabelsten Variante erfolgreich umzusetzen, benötigen Hauseigentümer folgende Komponenten:
1. PV-Anlage
Das Herzstück des Systems ist die Photovoltaikanlage auf dem Dach. Sie erzeugt den Solarstrom, der für das Laden des Elektroautos verwendet wird.
2. Wallbox
Eine spezielle Wallbox ist erforderlich, um das Elektrofahrzeug sicher und effizient aufzuladen. Für das PV-Überschussladen verfügt sie über die notwendigen Schnittstellen zum HEMS.
3. Wechselrichter
Der Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom der PV-Anlage in Wechselstrom um, den Hausbewohner im Haushalt und für das Laden ihres E-Autos nutzen können.
4. HEMS
Ein Home Energy Management System (HEMS) überwacht und steuert den Energiefluss im Haus. Es sorgt dafür, dass der Überschussstrom effizient genutzt wird.
5. Speicher
Ein Energiespeicher, wie zum Beispiel eine Batterie, ermöglicht es, überschüssigen Solarstrom zu speichern und später zu verwenden, wenn die Sonne nicht scheint.
