Infowelt Energie
So funktioniert das Überschussladen mit Photovoltaik
Das E-Fahrzeug mit Strom aus der eigenen PV-Anlage zu laden, spart Kosten und ist umweltfreundlich. Mit der Funktion Überschussladen nutzen Sie den selbst produzierten Solarstrom optimal für Haushalt und E-Auto. Wie funktioniert es und was gibt es dabei zu beachten?
Zuletzt aktualisiert am 05.09.2023
Lesedauer: 8 Minuten
Das bedeutet Überschussladen
Beim Überschussladen sind PV-Anlage und Ladestation gekoppelt. Wenn die PV-Anlage mehr Strom erzeugt, als der Haushalt verbraucht, wird der Überschuss nicht ins öffentliche Netz eingespeist, sondern die Wallbox lädt das Elektroauto. Je nach Größe der Photovoltaikanlage kann das Auto auf diesem Weg zum Großteil mit selbst erzeugtem Solarstrom geladen werden.
So funktioniert das Überschussladen
Es gibt mehrere Wege für die Kopplung von Ladestation und PV-Anlage, abhängig von der verbauten Technik und den Bedürfnissen des Haushalts. Um vollständig mit Solar tanken zu können, sollte die PV-Anlage um einen Stromspeicher erweitert werden. So kann das Elektroauto auch ohne Sonne jederzeit geladen werden. Das Energiemanagementsystem des Speichers misst den PV-Überschuss und leitet diesen ins Fahrzeug statt ins öffentliche Netz. Diese Aufgabe kann aber auch eine intelligente Wallbox übernehmen. Die Anschaffung eines PV-Speichers ist also keine Voraussetzung für das Überschussladen.
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Vorteile des Überschussladens
Wer sein E-Auto mit Solarstrom vom eigenen Hausdach betankt, profitiert von vielen Vorteilen:
Unabhängigkeit: Das Laden des Elektroautos mit PV-Überschuss bietet Unabhängigkeit von Stromanbietern und Preisschwankungen.
Kostengünstig: Der Strom aus der eigenen Solaranlage kostet nur einen Bruchteil im Vergleich zum Strom aus dem öffentlichen Netz.
Rentabilität: Wird mehr Strom aus der PV-Anlage selbst verbraucht, statt ihn einzuspeisen, rechnet sich die Investition in eine Solaranlage schneller.
Klimafreundlich: Solarstrom ist auch nachhaltiger Strom: Er verursacht nur geringe CO2-Emissionen.
So rüsten Sie das Überschussladen nach
Wer bereits eine ausreichend große PV-Anlage installiert hat, kann auch nachträglich die Funktion des Überschussladens einrichten. Dafür benötigen Sie einen Energiemesser. Er misst den Strom, der ins Haus kommt oder vom Haus ins Netz fließt. Sobald ein PV-Überschuss entsteht, schaltet er die Wallbox ein, die dann mit Solarstrom lädt. Dieser Energiemesser ist in modernen Wallboxen oft schon integriert.
Allerdings müssen alle Komponenten einwandfrei zusammenarbeiten. Diese Voraussetzung ist oft nicht gegeben, zum Beispiel, wenn Produkte verschiedener Anbieter verbaut werden. Daher ist es sinnvoll, bereits beim Kauf der PV-Anlage die Funktion des Überschussladens einzuplanen und die passende Wallbox in den Auftrag aufzunehmen. Wir beraten Sie gern im Rahmen unseres Photovoltaik Komplettangebotes zu einer idealen Kombination aus PV-Anlage und Wallbox für das PV-Überschussladen.
Diese Technik ermöglicht das Überschussladen
Grundsätzlich ist jede PV-Anlage für das PV-Überschlussladen geeignet. Ihre Leistung muss nur groß genug sein, damit nach der Versorgung des Hauses noch Solarstrom übrigbleibt. Als Faustformel gilt: PV-Anlagen ab 7 kWp Leistung können für das Überschussladen infragekommen.
Prinzipiell können Sie mit jeder Wallbox Überschussladen realisieren. Komfortabel wird der Vorgang jedoch erst mit speziellen Wallboxen, die das dynamische Laden in Verbindung mit dem Wechselrichter- und Batteriesystem ermöglichen.
Der Wechselrichter ist je nach Art des Überschussladens keine kritische Komponente für das Überschussladen. Viele Wallboxen sind unabhängig vom verbauten Wechselrichter fähig zum Überschussladen. Auch der Stromspeicher ist frei wählbar.
Jeder Stromspeicher wird mit einem Energy Management System geliefert. Dieser erleichtert das Überschussladen. Ein Energy Management System überwacht, ob bei der Stromproduktion in der PV-Anlage ein Überschuss entsteht und leitet diesen dann an die Wallbox weiter.
So viel Überschuss produziert eine PV-Anlage
Um herauszufinden, wieviel überschüssigen Strom Ihre Solaranlage produziert, müssen Sie den Ertrag Ihrer PV-Anlage Ihrem jährlichen Strombedarf gegenüberstellen. Der Ertrag hängt von verschiedenen Faktoren ab:
- Standort der PV-Anlage (im Norden Deutschlands ist die Strahlungsintensität geringer als im Süden)
- Anzahl der Sonnenstunden
- Dachausrichtung (Himmelsrichtung)
- Neigungswinkel des Daches / der Module
- mögliche Verschattungen
So viel Strom braucht das E-Auto
Der Stromverbrauch Ihres Elektro-Fahrzeugs lässt sich einfach berechnen: Teilen Sie einfach die Batteriekapazität in kWh durch die Reichweite in km und multiplizieren Sie das Ergebnis mit 100. Als Ergebnis erhalten Sie den Verbrauch in kWh pro 100 km.
Formel:
Batteriegröße (kWh) : Reichweite (km) x 100 = Verbrauch (kWh/100km)
Beispielrechnung* für den VW ID.3 mit 58 kWh:
(58 kWh/335 km) x 100 = 17,31 kWh (pro 100 km)
* Reichweite laut ADAC-Test.
Sie wissen die Reichweite und die Batteriekapazität Ihres E-Autos nicht? Hier finden Sie eine Liste mit dem Verbrauch verschiedener Fahrzeuge pro 100 Kilometer.
Notwendige Leistung der PV-Anlage für das Überschussladen
Wie groß die PV-Anlage sein muss, um den Großteil des Stroms für das E-Auto zu erzeugen, hängt vom Stromverbrauch und der individuellen Fahrleistung pro Jahr ab. Laut ADAC benötigt ein E-Auto mit einer Fahrleistung von 10.000 km jährlich im Durchschnitt 2.000 kWh Strom. Da die reale Produktionsmenge der PV-Anlage immer unter den Angaben zum Maximalertrag liegt, ist es sinnvoll aufzurunden: Um neben dem Haushalt auch das E-Auto mit Solarstrom zu versorgen, sollte die PV-Anlage also rund 2,5 kWp mehr erzeugen, als im Haus verbraucht wird.
Optimale Ladeleistung der Wallbox für Überschussladen
Wer sein Elektroauto schnell aufladen möchte, benötigt eine hohe Ladeleistung. Beim Überschussladen ist es hingegen genau umgekehrt: Idealerweise kann die Wallbox auch mit einer möglichst geringen Leistung laden (zum Beispiel ab 1,4 kW), um schon kleine Überschüsse auszunutzen.
Speicher optimiert das Überschussladen
Um das E-Auto mit PV-Strom laden zu können, sollte es während der sonnigen Stunden des Tages zu Hause sein. Da dies im Arbeitsalltag nur selten der Fall ist, spielt der Stromspeicher der PV-Anlage eine wichtige Rolle. Er speichert den überschüssigen Solarstromertrag während des Tages und ermöglicht den Verbrauch am Abend und über Nacht, zum Beispiel für das Laden des Elektroautos.
Drei Varianten des Überschussladens
Es gibt drei Varianten des PV-Überschussladens: manuell, automatisch und dynamisch. Alle drei Ladelösungen weisen verschiedene Vor- und Nachteile auf – und sind an unterschiedliche technische Voraussetzungen geknüpft:
1. Manuelles Überschussladen
Beim manuellen Überschussladen müssen Sie selbst tätig werden: Über den Wechselrichter oder per App beobachten Sie das aktuelle Verhältnis von Ertrag und Verbrauch der Solaranlage. Sobald es einen PV-Überschuss gibt, aktivieren Sie die Wallbox und starten den Ladevorgang. Wichtig: Die Ladeleistung der Wallbox muss dabei manuell dem geschätzten PV-Überschuss angepasst werden. Ist der PV-Überschuss höher als gedacht, kann der zusätzliche Strom nicht genutzt werden.
Vorteil:
- Lässt sich mit jeder Wallbox realisieren
Nachteile:
- Hoher Aufwand
- Stromüberschuss wird nicht optimal genutzt
2. Automatisches Überschussladen
Mit einem Energiemanagementsystem oder einem Energiemesser in der Wallbox lässt sich das PV-Überschussladen komfortabler gestalten: Sie legen einen Mindestwert für den Stromüberschuss fest. Übersteigt der Stromüberschuss diese Grenze, übermittelt der Wechselrichter ein Freigabesignal an die Wallbox und der Ladevorgang kann starten.
Auch die Ladeleistung der Wallbox lässt sich vorab einstellen. Sie passt sich jedoch nicht automatisch an den PV-Überschuss an. Liegt der vorhandene Überschuss auch nur minimal unter der Mindestgrenze, stoppt der Ladevorgang. Umgekehrt können höhere Überschüsse nicht schneller gespeichert werden, da sich die Ladeleistung nicht erhöht.
Vorteile:
- Ladevorgang startet und endet automatisch
- Überschusswert individuell bestimmbar
- Ladeleistung kann vorab festgelegt werden
Nachteile:
- Ladeleistung passt sich nicht dem Überschuss an
- Voraussetzung: solarfähige Wallbox
- Ist der Wechselrichter nicht vom selben Hersteller wie die Wallbox, benötigen Sie zusätzlich ein Energiemanagementsystem.
3. Dynamisches Überschussladen
Wenn die Wallbox über eine dynamische Steuerung verfügt, können Sie den PV-Überschuss optimal ausnutzen. Ist ein Überschuss vorhanden, startet der Ladevorgang automatisch. Die Ladeleistung passt sich dabei dynamisch an den Energieüberschuss an.
Vorteile:
- Ladevorgang läuft vollautomatisch und wird an den verfügbaren Überschuss angepasst.
- Höchstmöglicher Eigenverbrauch
Nachteil:
- Höhere Kosten für die Hardware
| Art des Überschussladens | Kosten | Effizienz | Ersparniss |
| manuell | O | O | O |
| automatisch | OO | OO | OO |
| dynamisch | OOO | OOO |
OOO |
PV-Überschussladen: Kosten-Nutzen-Analyse
Eine einfache Wallbox ist günstiger als ein Premium-Modell, das die Funktion zum Überschussladen hat. Gleichzeitig bedeutet eine manuelle Steuerung des Überschussladens einen zeitlichen Aufwand, der sich – abhängig von Ihrer persönlichen Lebenssituation – ebenfalls monetär ausdrücken lässt. Wenn Sie tagsüber nicht zuhause sind, um das Überschussladen zu steuern, bleibt günstig produzierter Solarstrom ungenutzt und wird ins Netz eingespeist, wenn kein Speicher vorhanden ist. Dafür müssen Sie dann beim Laden des E-Autos am Abend auf teuren Strom aus dem öffentlichen Netz zurückgreifen.
Wie viel Stromkosten Sie mit der Funktion des Überschussladens sparen können, hängt von Ihren persönlichen Voraussetzungen ab: Sind Sie ein Vielfahrer oder ein Wenigfahrer? Verbraucht Ihr Elektroauto viel oder wenig Strom? Können Sie tagsüber laden oder müssen Sie auf einen Batteriespeicher zurückgreifen?
Wenn wir von einem durchschnittlichen Verbrauch von 15 kWh/100 km ausgehen, kostet eine Akku-Ladung mit Solarstrom aus der eigenen PV-Anlage zwischen 90 Cent und 1,65 €. Wenn Sie dagegen einen Strompreis aus dem öffentlichen Netz von 30 Cent/kwh zugrunde legen, zahlen Sie für 100 km Reichweite bereits 4,50 €.
Fest steht: Mit staatlichen Förderungen können Sie bei der Anschaffung der Wallbox Kosten sparen, so dass das Kosten-Nutzen-Verhältnis weiter positiv beeinflusst wird Welche Wallbox-Förderung für Sie persönlich infragekommen könnte, prüfen Sie mit wenigen Klicks in unserer Fördermitteldatenbank.
PV-Überschussladen ist klimafreundlich
Solarstrom vom eigenen Dach ist umweltfreundlich: Im laufenden Betrieb verursacht er keine CO2-Emissionen und auch die Klimabilanz von Photovoltaikanlagen in ihrer gesamten Nutzungsdauer ist vorbildlich: Das Umweltbundesamt beziffert die CO2-Belastung durch Photovoltaik auf 22 bis 82 Gramm/kWh.
Der Strommix aus dem öffentlichen Netz stammt im Vergleich dazu nur zu 46,2 % aus erneuerbaren Energien. Der CO2-Emissionsfaktor wurde 2022 auf 434 Gramm pro Kilowattstunde geschätzt. Solarstrom schneidet somit in der Klimabilanz deutlich besser ab als Strom aus dem öffentlichen Netz. Durch die Nutzung des selbst erzeugten Stroms vor Ort entfallen zudem Transportverluste, was sich zusätzlich positiv auf die Klimabilanz auswirkt.
PV-Überschussladen: Das sollten Sie beachten
Da Wallboxen mit Starkstrom arbeiten, muss die Einrichtung des PV-Überschussladens immer von Elektrofachkräften vorgenommen werden. Das ist auch wichtig, um die Gewährleistung Ihrer Anlagen zu wahren.
Außerdem müssen sowohl eine Photovoltaikanlage als auch eine Wallbox beim Netzbetreiber angemeldet werden.
Vattenfall Fazit
Die dynamische Version des PV-Überschussladens nutzt den selbstproduzierten Solarstrom optimal aus. Sobald alle Stromverbraucher im Haus mit Strom versorgt sind, startet die Wallbox den Ladevorgang für das Elektroauto automatisch und passt die Ladeleistung an den Stromüberschuss an. In Kombination mit einem Stromspeicher werden Sie noch unabhängiger vom Strom aus dem öffentlichen Netz. Das entlastet sowohl die Haushaltskasse als auch Ihre Klimabilanz.
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