Solar-Ladestation für Elektroautos

Sie fahren ein E-Auto? Warum eigentlich? Die meisten Mobilisten entscheiden sich der Umwelt zuliebe dafür. Doch das E-Auto ist nur umweltfreundlich, wenn es auch mit grünem Strom betankt wird – zum Beispiel dem Solarstrom aus der eigenen PV-Anlage.

Solarstrom zuhause zu Tanken ist ganz einfach: Alles, was Sie brauchen, ist eine Ladestation für E-Autos, auch Wallbox genannt. Um den Solarstrom nutzen zu können, muss die Wallbox auf PV-Überstromladen ausgelegt sein. Man spricht dann auch von einer Solar-Ladestation für E-Autos.

Ergänzend dazu empfehlen wir einen Speicher oder ein Energiemanagementsystem. Beides hilft, mehr Solarenergie selbst zu nutzen. Auf die Einzelheiten von PV-Anlage, Ladestation, Stromspeicher und Energiemanagementsystem gehen wir unten noch genauer ein. Zuerst einmal möchten wir uns aber anschauen, welche Vorteile das Laden mit einer Solar-Ladestation bringt.

Komponenten aufeinander abstimmen

Am effektivsten arbeiten die Solar-Ladestation und Ihr E-Auto zusammen, wenn die einzelnen Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Sollten Sie daher noch vor der Einrichtung von PV-Anlage und /oder Ladestation fürs E-Auto stehen, planen Sie das jeweils andere gleich mit ein. Selbst, wenn es nicht sofort gebraucht wird. Damit geben Sie sich selbst die Möglichkeit, in einigen Jahren entsprechend nachzurüsten.

Wenn Sie beides direkt zusammen anschaffen oder eine Solar-Ladestation fürs E-Auto nachrüsten wollen, kaufen Sie bitte nicht einfach irgendetwas. Informieren Sie sich gut und lassen Sie sich vor allem ganzheitlich beraten. Im Raum Süddeutschland können Sie sich zum Beispiel an uns von ESS Kempfle wenden, gerne aber auch an andere Energieprofis.

Unabhängig davon, wo Sie die Energieberatung in Anspruch nehmen: Informieren Sie sich zuvor über Zuschüsse zur professionelle Energieberatung. So können Sie bereits von Anfang an bares Geld sparen.

Außerdem stellen Sie durch eine professionelle Beratung sicher, dass die einzelnen Komponenten Ihrer Solar-Ladestation nachher aufeinander abgestimmt sind. Welche das sind und worauf es jeweils ankommt, erläutern wir im Folgenden.

Um Ihr Elektroauto an einer Solar-Ladestation zu laden, brauchen Sie erst einmal eine PV-Anlage. Im Zusammenhang mit einem E-Auto steht oft die Frage im Raum, wie groß die Anlage sein muss, um das E-Auto zusätzlich zum Haushaltsverbrauch noch laden zu können.

Kurz vorweg: Das sollte nicht die Ausgangsfrage sein. Mit einer PV-Anlage fahren Sie finanziell immer dann am besten, wenn Sie die maximal verfügbare Fläche Ihres Dachs ausnutzen. Ganz unabhängig davon, welchen Verbrauch Sie haben. Das bestätigte eine Studie der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW) bereits 2019.

Natürlich ist die Berechnung des eigenen Jahresbedarfs inklusive E-Auto trotzdem interessant. Spätestens, wenn es darum geht, ob sich ein Speicher lohnen würde. Deshalb zeigen wir Ihnen hier, wie Sie Ihren Jahresbedarf ganz einfach berechnen können.

Berechnung des Energiebedarfs fürs E-Auto

Wie viel Strom Ihr E-Auto im Jahr benötigt, hängt vom Verbrauch ab und davon, wie viel Sie im Jahr fahren. Der Renault Zoe zum Beispiel hat einen Verbrauch von circa 17 kWh auf 100 km. Durchschnittlich fahren Deutsche im Jahr zwischen 12.000 und 14.000 km. Es ergibt sich demnach ein Verbrauch von 2.040 kWh bis 2.380 kWh. Um das zu erzeugen, wird eine PV-Leistung von 2 – 2,5 kWp benötigt.

Formel zur Berechnung fürs E-Auto:
Verbrauch in kWh auf 100 km * Fahrleistung pro Jahr = jährlicher Energiebedarf Ihres E-Autos in kWh

Ausgehend davon können Sie nun die Mindestgröße Ihrer PV-Anlage berechnen. Gehen Sie dazu wie folgt vor:

Berechnung der Mindestgröße Ihrer PV-Anlage

Generell lässt sich sagen, dass für Fahrleistungen von 10.000 km circa 1,7 kWp PV-Leistung einzurechnen sind. In der Regel reichen für das E-Auto also Solarmodule mit 1,5 bis 2,5 kWp Leistung. Dazu kommt, was Sie zur Deckung des Energiebedarfs im Haushalt brauchen. Pro 1.000 kWh sollten Sie 1 kWp PV-Leistung einplanen.

Um die Mindestgröße Ihrer persönlichen Anlage zu errechnen, müssen Sie den Energiebedarf fürs E-Auto mit dem Ihres Haushalts addieren. Anschließend erfolgt die Umrechnung von kWh auf kWp. Den Energiebedarf Ihres Haushalts können Sie einfach der letzten Stromrechnung entnehmen.

Formel zur Berechnung des Gesamtbedarfs:
Jährlicher Energiebedarf für Ihr E-Auto in kWh + jährlicher Energiebedarf des Haushalts in kWh = jährlicher Gesamtbedarf

Formel zur Berechnung der Anlagengröße:
Jährlicher Gesamtbedarf / 1000 = Mindestgröße Ihrer PV-Anlage in kWp

Um Ihr E-Auto zuhause mit Solarstrom laden zu können, brauchen Sie natürlich die Ladestation selbst, auch Wallbox genannt. Zwar können Sie Ihr Elektroauto zur Not auch an der Haussteckdose einstecken. Das ist aber nur eine Notlösung, denn die Haushaltssteckdose mit Schuko-Stecker ist nicht auf die große Belastung ausgelegt. Es kann deshalb zu Überhitzungen kommen, im schlimmsten Fall sogar zu Kabelbränden. Mit einer professionellen Ladestation sind sie besser beraten.

Worauf müssen Sie beim Kauf Ihrer Ladestation achten, um Solarstrom tanken zu können? Was für Unterschiede gibt es generell? Hier möchten wir einen Überblick geben.

Kaufhilfe Wallbox

Wer eine Wallbox kaufen möchte, wird mit einer Vielfalt an Hersteller und Modellen konfrontiert. Da kann das entscheiden schwer fallen – besonders, wenn man nicht weiß, worauf beim Kauf zu achten ist. Schauen Sie sich vor der Auswahl deshalb immer erst die Spezifikationen Ihres E-Autos an: Wird es 1-phasig oder 3-phasig geladen? Welche Ladeleistung kann das Auto erbringen?

Im Zusammenspiel von Wallbox, Ladekabel und E-Auto gibt zwar immer die kleinste Komponente die Ladeleistung vor. Sie könnten also theoretisch auch eine 22 kW-Wallbox kaufen, selbst wenn Ihr Auto nur 11 kW lädt. Sie würden dann aber mehr Geld ausgeben als nötig. Andersherum wird auch kein Schuh draus: Laden Sie Ihr Auto mit einer 11 kW-Wallbox, obwohl auch 22 kW möglich wären, wird die Batterie zwar schonender geladen, aber auch langsamer als möglich.

Durch diese zwei Fragen können Sie die Wallboxen, die infrage kommen, bereits ein wenig einschränken. Dazu kommt, dass nicht jede Wallbox dazu geeignet ist, Ihr Auto mit Solarstorm zu laden.

Achten Sie auch darauf, dass Ihre Wallbox OCPP-fähig ist. Die Abkürzung steht für „Open Charge Point Protocol“. Gemeint ist damit ein Software-seitiges Anwendungsprotokoll, über das Sie Ihre Ladestation mit einem Energiemanagementsystem verbinden können. Das hilft Ihnen dabei, Ihren Solarstrom optimal zu nutzen und den höchstmöglichen Autarkiegrad zu erreichen.

Mehr dazu erfahren Sie unten im Abschnitt „Energiemanagementsystem“.

Wo wird Ihre Wallbox stehen?

Um die Auswahl an Wallboxen weiter einzuschränken, überlegen Sie, wie Sie Ihr E-Auto laden möchten. Immer am gleichen Standort, sodass ein fest angeschlossenes Kabel reicht? Oder nutzen Sie auch öffentliche Ladestationen? Dann eignet sich eine Wallbox mit Steckbuchse und einem separaten Ladekabel, das Sie im Kofferraum mit sich führen und auch an andere Ladestationen anschließen können.

Der Standort der Wallbox ist außerdem entscheidend, weil zum einen nicht jede Wallbox für eine Installation innen und außen geeignet ist. Zudem sollten Sie zum Beispiel in einer Gemeinschaftsgarage oder am Arbeitsplatz auf eine Wallbox mit RFID-Zugangsbeschränkung setzen, um Missbrauch zu verhindern.

Zusatzfunktionen von Wallboxen:

• Automatische Phasenumschaltung, damit das 3-phasige Auto bei weniger Solarstrom 1-phasig lädt
• OCPP-Unterstützung
• Steuerung via App
• WLAN-Verbindung
• Besonders große Ladeanzeige
• Automatisches Weiterladen nach Stromausfall
• Integrierter Zähler zum Ablesen an der Wallbox oder online
• Überhitzungsschutz
• DC-Fehlerstromerkennung
• Standby-Modus/ bei Nichtnutzung ausschaltbar
  Doppelanschluss

Inbetriebnahme einer Ladestation

Für welche Ladestation Sie sich auch entscheiden, sie darf nur von einem Elektro-Fachbetrieb installiert werden. Als Mieter müssen Sie eine Erlaubnis bei Ihrem Vermieter einholen, der diese allerdings nicht verweigern kann. Zahlen müssen Sie die Wallbox und die Installation selbst. Mehr dazu im Leitfaden des ADAC für Ladestationen im Mehrfamilienhaus.

Eine Wallbox bis 11 kW müssen Sie zudem Ihrem Netzbetreiber melden. Eine Wallbox mit einer höheren Ladeleistung ist sogar genehmigungspflichtig. Kontaktieren Sie Ihren Netzbetreiber in diesem Fall unbedingt vor dem Kauf!

Ihr Netzbetreiber kann Ihnen zudem vorschreiben, einen zweiten Stromzähler anzuschließen, wenn Sie bereits einige Geräte mit hohem Stromverbrauch angeschlossen haben. Dem können Sie vorbeugen, indem Sie eine Wallbox mit integriertem Zähler und MID-Zertifizierung kaufen. Hierbei sind die Ladevorgänge abrechenbar und der Zähler erfüllt die Voraussetzungen des Netzbetreibers.

Schauen Sie sich doch direkt einmal in unserem Onlineshop GreenSol um. Dort bieten wir Ihnen ein kleines aber feines Sortiment sorgfältig ausgewählter Wallboxen an.

Ein Stromspeicher ist keineswegs Pflicht, aber gerade bei Elektroautos oft empfohlen. Meist wird das Auto tagsüber genutzt und kann deshalb nicht zu der Zeit laden, zu der die meiste Sonne scheint. Mit einem Stromspeicher als „Kraftstofflager“ lösen Sie dieses Problem, denn das Auto lässt sich dann auch nachts laden oder wenn die Sonne gerade nicht scheint.

Manche E-Autos erlauben auch das bidirektionale Laden. Dann können Sie das Auto selbst als „Speicher“ nutzen und Strom nicht nur in das Auto laden, sondern auch vom Auto aus ins Haushaltsnetz. Achten Sie in diesem Fall aber darauf, dass Ihre Ladestation das ebenfalls unterstützt, sonst klappt es nicht.

Die Größe Ihres Speichers

Um die Größe Ihres Speichers zu kalkulieren, orientieren Sie sich an Ihrem jährlichen Energieverbrauch: Rechnen Sie mit 1 kWh Speicher pro 1.000 kWh Stromverbrauch. Beispiel: Ein Haushalt mit 4 Personen und einem jährlichen Energiebedarf von 4.000 kWh für den Haushalt und 2.000 kWh fürs E-Auto kommt auf einen Gesamtverbrauch von 6.000 kWh. Hier sind also mit 6 kWh Speicher zu rechnen.

Bei einem kleineren Speicher wie diesem müssen Sie pro kWh Speicherkapazität mit circa 1.500 und 1.700 Euro rechnen (Stand: August 2022). Bei einem größeren Speicher fallen die Kosten unter 1.500 Euro pro kWh.

Aber: Auch Stromspeicher werden gefördert – zum Beispiel über den KfW-Kredit 270.

So optional wie der Speicher, aber ebenso empfehlenswert, ist ein Energiemanagementsystem, auch bekannt als Energiemanager oder Home Energy Management System (HEMS). Ein solches System kann alternativ oder zusätzlich zum Speicher eingesetzt und mit anderen Smart Home Anwendungen gekoppelt werden. Es sorgt dafür, dass der selbst erzeugte Solarstrom der PV-Anlage bestmöglich im Haus verteilt wird.

Wenn Sie ein E-Auto fahren, wird dieses erst mit Solarstrom geladen, wenn der Rest des Haushalts versorgt ist. Das Problem dabei ist, dass beim 1-phasigen Laden mindestens 1,4 kW fließen müssen, bei 3-phasigen Laden sogar mindestens 4,2 kW. Bleibt nach dem Haushaltsverbrauch weniger Solarstrom „übrig“, muss das E-Auto warten oder über den teureren Netzstrom geladen werden. Ein Energiemanagementsystem kann das mit verhindern, denn es verteilt die vorhandene Energie bestmöglich auf sämtliche Stromfresser und sorgt so für das größtmögliche Ersparnis.

Natürlich geht es auch ohne Energiemanagementsystem. Das Laden Ihres E-Autos mit Solarstrom wird dann gegebenenfalls etwas umständlicher, weil Sie Ladevorgänge gegebenenfalls manuell steuern müssen. Die genauen Unterschiede hängen davon ab, welche Modi Ihre Ladestation bietet und was von dieser bereits automatisiert angeboten wird.

Entscheidend ist in jedem Fall eine Ihrem Fahrverhalten angepasste Ladestrategie anzuwenden:

Die Dauer eines Ladevorgangs für Ihr E-Auto hängt von der Ladeleistung von E-Auto und Ladestation ab. Außerdem natürlich von der Größe Ihrer Autobatterie. Hier zeigen wir Ihnen, wie Sie das ganz einfach für Ihr E-Auto berechnen können.

Ladezeit für Ihr Auto an Ihrer Ladestation berechnen
Größe der Batterie im E-Auto in kWh / Ladeleistung der Ladestation in kWh = Ladezeit in Stunden

Beispiel Ladezeit E-Auto mit 40 kWh-Batterie, 11 kW-Wallbox:
40 kWh / 11 kW = 3,66 Stunden

Außerdem dauert das Laden natürlich nur so lange, wie das, was in der Batterie fehlt. Wurden nur 100 km gefahren, nur 20 KWh fehlen …