PV-Überschussladen: Solarstrom effektiv für das Elektroauto nutzen
Ihr möchtet euer Elektroauto mit selbst produziertem Solarstrom aus eurer Photovoltaikanlage laden? Besonders kostengünstig geht das, wenn ihr dafür Stromüberschüsse nutzt. Wie das PV-Überschussladen funktioniert und was ihr dabei beachten müsst, erfahrt ihr hier.
Das Wichtigste in Kürze
Beim Überschussladen nutzt die Wallbox überschüssigen Solarstrom aus der Photovoltaikanlage zum Laden des Elektroautos. Das spart nicht nur Kosten, sondern auch große Mengen an CO₂ ein. Im Prinzip eignet sich jede Wallbox für das Überschussladen. Möchtet ihr eure Stromüberschüsse optimal nutzen, dann benötigt ihr eine smarte Wallbox, die ihre Ladeleistung automatisch anpassen kann.
Was ist PV-Überschussladen?
Das Überschussladen ist ein spezieller Lademodus für eine Wallbox in Kombination mit Photovoltaik (PV). Statt mit Strom aus dem Netz wird das Elektrofahrzeug mit Stromüberschüssen aus der eigenen Photovoltaikanlage aufgeladen. Das ist die Strommenge, die nach Abzug des Strombedarfs im Haushalt übrig ist.
Wie funktioniert PV-Überschussladen?
Eine Photovoltaikanlage produziert an sonnenreichen Tagen häufig mehr Energie, als im Haushalt verbraucht werden kann. Diese Stromüberschüsse werden in der Regel in das öffentliche Stromnetz eingespeist, wofür ihr eine Einspeisevergütung erhaltet. Diese liegt aber deutlich unter den Kosten für Netzstrom. Koppelt ihr eure Solaranlage mit einer Wallbox, dann könnt ihr den PV-Überschuss zum Laden eures Elektrofahrzeugs nutzen und so euren Eigenverbrauch erhöhen. Der Ladevorgang wird gestartet, sobald ein definierter PV-Überschuss-Wert erreicht ist.
Welche Varianten gibt es beim Überschussladen?
Die Stromüberschüsse aus der PV-Anlage können auf drei verschiedene Arten gesteuert werden: manuell, automatisch oder dynamisch. Jede Variante bringt Vor- und Nachteile mit sich.
Manuelles Überschussladen
Die einfachste Form ist das manuelle Überschussladen. Dabei prüft ihr selbst – entweder über den Wechselrichter oder eine App – das aktuelle Verhältnis von Stromertrag der PV-Anlage und Stromverbrauch im Haushalt. Wird ein Überschuss produziert, könnt ihr den Ladevorgang der Wallbox starten. So habt ihr stets die volle Kontrolle, wann das E-Auto geladen wird.
Das manuelle Überschussladen ist prinzipiell mit jeder Wallbox möglich. Dabei ist der größte Nachteil der hohe Aufwand. Damit das E-Auto ausschließlich mit kostenlosem Solarstrom geladen wird, müsst ihr die Energieflüsse ständig im Blick haben und die Ladeleistung der Wallbox manuell an den PV-Überschuss anpassen. Gegebenenfalls ist eine Drosselung notwendig.
Automatisches Überschussladen
Mithilfe intelligenter Komponenten lässt sich der Ladevorgang auch automatisch starten und beenden. Ihr müsst vorab nur einen Mindest-Kilowatt-Wert für den Stromüberschuss festlegen. Wird dieser überschritten, dann sendet der Wechselrichter ein Freigabesignal an die Wallbox – die Überschussladung beginnt. Sinkt der Stromertrag wieder unter die Schwelle, stoppt der Ladevorgang selbstständig. Alles, was ihr braucht, sind eine solarfähige Wallbox und ein Energiemanagementsystem. Wenn ihr eine Wallbox und einen Wechselrichter vom gleichen Hersteller habt, dann ist die Kommunikation meist bereits vorgesehen. Ihr spart euch also das Energiemanagementsystem.
Das automatische Überschussladen ist deutlich komfortabler als das manuelle Überschussladen. Die Ladeleistung lässt sich ebenfalls im Voraus programmieren, allerdings passt sie sich nicht eigenständig an den PV-Überschuss an. Das bedeutet, dass Stromüberschüsse unter Umständen nicht optimal genutzt werden: Liegt der Überschuss knapp unterhalb des vordefinierten Mindestwerts, stoppt der Ladevorgang oder die Wallbox bedient sich aus dem öffentlichen Netz. Umgekehrt erhöht sich die Ladeleistung nicht automatisch, wenn die PV-Anlage sehr viel Solarstrom erzeugt.
Dynamisches Überschussladen
Am besten könnt ihr eure Stromerträge mit einer Wallbox nutzen, die eine dynamische Steuerung besitzt. Sobald ein Stromüberschuss entsteht, wird das Elektroauto geladen. Die Ladeleistung passt sich während des Ladeprozesses dynamisch an den verfügbaren Energieüberschuss an: Produziert die PV-Anlage einen hohen Stromüberschuss, lädt die Wallbox stärker. Mit sinkendem Stromertrag sinkt auch die Ladeleistung. Auf diese Weise lässt sich der Eigenverbrauch maximieren, während der Netzstrombezug sinkt. Allerdings ist die Hardware für das dynamische Überschussladen teurer als bei den anderen Steuerungsvarianten.
Welche Voraussetzungen gelten für das Überschussladen?
Die Stromüberschüsse aus der PV-Anlage können auf drei verschiedene Arten gesteuert werden: manuell, automatisch oder dynamisch. Jede Variante bringt Vor- und Nachteile mit sich.
1. PV-Anlage
Prinzipiell eignet sich jede Photovoltaikanlage zum Überschussladen, sofern ihre Leistung ausreicht. Nach der Versorgung der Haushaltsgeräte muss genügend Strom zum Laden des E-Autos übrigbleiben. Die optimale Größe in Kilowatt-Peak hängt zum einen von eurem individuellen Stromverbrauch und zum anderen von eurer Fahrleistung pro Jahr ab. Bei einer Fahrleistung von 10.000 km pro Jahr braucht ein gängiges Elektroauto im Durchschnitt 2.000 kWh Strom. Um es komplett mit Solarstrom zu versorgen, sollte die PV-Anlage einen Überschuss von mehr als 2.000 kWh erzeugen.2. Wallbox
Bei der Wahl der passenden Wallbox kommt es darauf an, wieviel Komfort ihr euch wünscht. Für das manuelle Überschussladen könnt ihr im Grunde jede Wallbox verwenden. Empfehlenswert sind Modelle, die sowohl einphasig als auch dreiphasig laden können.
Zur Erklärung: Klassische Wallboxen mit einer Leistung von 11 kW nutzen meist alle drei Phasen, um das E-Auto schnell aufzuladen. Dafür ist eine Mindestleistung von 4,2 kW¹ erforderlich. Diese kann die PV-Anlage jedoch nicht immer zur Verfügung stellen. Das einphasige Laden ermöglicht Ladeleistungen ab 1,4 kW, sodass sich auch geringere Stromüberschüsse nutzen lassen.
Besonders effizient kann das E-Auto mit einer smarten Wallbox geladen werden. Sie schaltet dann automatisch zwischen den Phasen um, je nachdem, wieviel Strom die PV-Anlage produziert. LichtBlick bietet für das ein- und dreiphasige Laden Wallboxen mit einer Ladeleistung von 11 oder 22 kW.
Wie eine Wallbox funktioniert und was es bei der Auswahl zu beachten gilt, erfahrt ihr im Ratgeber Welche Wallbox ist für euer Zuhause die richtige?
3. Wechselrichter
Der Wechselrichter erfüllt mehrere wichtige Aufgaben: Zum einen wandelt er den Gleichstrom, der von der PV-Anlage produziert wird, in nutzbaren Wechselstrom um. Zum anderen überwacht er die Daten eurer PV-Anlage. Am Wechselrichter könnt ihr ablesen, ob eure PV-Anlage gerade einen Stromüberschuss produziert und wie hoch dieser ist. Ihr möchtet wissen, welche Modelle es gibt, und worauf ihr bei der Auswahl achten solltet? Alle Infos gibt es in einem separaten Ratgeber zum Thema Wechselrichter. Mehr zum Wechselrichter
4. Stromspeicher
Grundvoraussetzung für das Überschussladen ist, dass euer E-Auto zuhause steht, wenn gerade Stromüberschüsse vorhanden sind. Das ist vor allem tagsüber der Fall. Möchtet ihr euer Elektroauto auch dann mit Solarstrom laden, wenn die PV-Anlage wenig oder keine Leistung bringt, dann benötigt ihr zusätzlich einen Stromspeicher. In einem Stromspeicher kann überschüssiger Solarstrom zwischengelagert werden, bis ihr ihn braucht – etwa in den Abendstunden oder bei schlechtem Wetter. Stromspeicher sind mit einem Energiemanagementsystem ausgestattet, das die PV-Anlage stetig überwacht. Entsteht ein Stromüberschuss, wird die Energie an die Wallbox geleitet.Welche Vorteile hat das PV-Überschussladen?
Es gibt mehrere Argumente, die für das Überschussladen sprechen:
Weniger CO₂-Emissionen
Netzstrom wird zu großen Teilen aus Gas- und Kohlekraftwerken gewonnen, die viel CO₂ ausstoßen. Solarstrom ist dagegen nachhaltig und verursacht nur wenig CO₂-Emissionen.Mehr Unabhängigkeit
Wenn ihr euer E-Auto mit dem eigenen Solarstrom aufladet, müsst ihr weniger Netzstrom beziehen. Das macht euch unabhängiger von schwankenden Strompreisen.Geringere Kosten
Für eine Kilowattstunde Solarstrom aus der heimischen Photovoltaikanlage zahlt ihr nur einen Bruchteil dessen, was eine Kilowattstunde Netzstrom kostet.Höherer Eigenverbrauch
Durch das Überschussladen könnt ihr mehr eures selbst produzieren Stroms nutzen. Das wiederum führt dazu, dass sich eure PV-Anlage schneller amortisiert.So viel Überschuss produziert eine PV-Anlage
Ihr fragt euch, wie viel Stromüberschuss eure PV-Anlage produziert? Zur Berechnung des Stromüberschusses stellt ihr den Ertrag der Anlage eurem jährlichen Stromverbrauch gegenüber.
Ein Beispiel:
Ihr entscheidet euch für eine typische PV-Anlage mit einer Leistung von 8 kWp inklusive Speicher. Der Stromertrag liegt etwa bei 6870 kWh im Jahr. Euer Eigenverbrauch beträgt 45 %. Das bedeutet konkret: 3040 kWh des Solarstroms verbraucht ihr selbst im Haushalt. Das ergibt einen jährlichen Stromüberschuss von 3830 kWh.
Die überschüssige Energie könnt ihr entweder in das öffentliche Stromnetz einspeisen oder zum Laden eures Elektroautos nutzen. Ob die Menge ausreicht, um das E-Auto komplett mit Solarstrom zu laden, richtet sich nach dem Stromverbrauch des Fahrzeugs sowie nach euren Fahrgewohnheiten.
Die Menge an überschüssigem Solarstrom wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst:
Größe der PV-Anlage
geografische Lage (in Norddeutschland ist die Strahlungsintensität der Sonne geringer als im Süden)
Wetterbedingungen (bei klarer Witterung wird mehr Solarstrom produziert als an regnerischen oder bewölkten Tagen)
Ausrichtung und Neigung der Solarmodule (optimal ist eine Südausrichtung mit einer Neigung von 30–35 Grad)
mögliche Verschattungen der Solarmodule durch Bäume oder Häuser
individuelle Verbrauchsgewohnheiten im Haushalt
Tipp: Einen ersten Überblick über die möglichen Erträge einer Photovoltaikanlage gibt euch unser Photovoltaik-Rechner. Ihr müsst nur wenige Daten eingeben und in Sekundenschnelle erhaltet ihr die gewünschten Infos. Neben den Erträgen zeigt euch das Berechnungstool auch die voraussichtlichen Kosten, den Autarkiegrad und die Amortisationszeit an.
PV-Anlage mit Speicher im Komplettsystem
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Zum SolarPaketFazit: Überschussladen statt einspeisen
Das Überschussladen ist eine gute Möglichkeit, den Eigenverbrauch eures Solarstroms zu erhöhen und gleichzeitig euren CO₂-Fußabdruck zu verringern. Es lohnt sich vor allem dann, wenn ihr häufig mit dem Elektroauto unterwegs seid. Die wichtigste Voraussetzung ist, dass eure PV-Anlage regelmäßig mehr Energie produziert, als ihr im Haushalt verbraucht. Zudem muss das Elektroauto zuhause stehen, wenn Stromüberschüsse erzeugt werden – was meist tagsüber der Fall ist. Erweitert ihr eure PV-Anlage um einen Stromspeicher, dann könnt ihr euer Elektroauto unabhängig von Tageszeit und Wetterbedingungen mit überschüssigem Solarstrom aufladen.
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Häufig gestellte Fragen zum Überschussladen
Quelle: next-mobility