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Letzte Aktualisierung: 21.03.2024
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Wir sparen für Sie bis zu 37% - durch unseren Experten-Vergleich!Eine Kombination eines Elektroautos mit einer eigenen Solaranlage hat den Vorteil, dass einerseits das Elektroauto umweltfreundlich betrieben wird. Andererseits steigt auch der Eigenverbrauch an eigenem Solarstrom und damit die Wirtschaftlichkeit der eigenen Photovoltaik-Anlage. Für eine Fahrleistung von 20.000 Kilometern im Jahr reichen bereits circa 4 kWp installierte PV-Leistung. Wer seinen Solarstrom für das Beladen des Elektroautos einsetzt, muss dann für 100 km nur noch mit Solarstrom-Kosten von etwa 2,50 Euro rechnen.
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Stelle Dir jetzt Deine eigene Solar-Anlage zusammen + erhalte in wenigen Minuten die besten Angebote aus Deiner Region!Angetrieben von der Diskussion um Fahrverbote für Dieselautos und die Zuspitzung des Klimaproblems planen viele Hausbesitzer sich ein Elektroauto anzuschaffen. Viele der E-Auto-Interessenten wollen sich zugleich eine eigene Solarstromanlage anschaffen, um den selbst produzierten Solarstrom umweltfreundlich und kostensparend als Antriebsenergie einzusetzen.
Denn mit einer neu installierten Photovoltaik-Anlage lässt sich Solarstrom inzwischen in Deutschland auf Eigenheimen bereits ab 10 Cent je Kilowattstunde selbst erzeugen. Hersteller haben diesen Trend erkannt und bieten aufeinander abgestimmte Komplett-Systeme bestehend aus der PV-Anlage, Stromspeicher, Wallbox (wandhängende, meist privat genutzte Ladestation) und intelligentem Energiemanager an.
Um mit einer Photovoltaik-Anlage sowohl Strom für den eigenen Haushalt als auch für das Elektroauto zu erzeugen, sollte darauf geachtet werden, die Photovoltaikanlage nicht zu klein auszulegen.
Als Faustregel für die Größe der PV-Anlage gilt:
Aufgrund der rasant steigenden Zulassungszahlen kommt es immer häufiger zum sogenannten Retrofit. Hierunter versteht man sowohl die Nachrüstung von Solarstromanlagen mit einem Stromspeicher als auch die Erweiterung bestehender PV-Anlagen, um genügend Strom für moderne Heizsysteme und die Elektromobilität zu erzeugen.
Bei einem durchschnittlichen Fahrprofil mit 2.500 kWh Stromverbrauch reicht bereits eine 7-kWp-Solaranlage mit entsprechendem Heimspeicher aus, um das Elektrofahrzeug zu gut 80 Prozent mit eigenem Solarstrom zu laden. Je nach Systemkonfiguration können mit Photovoltaik und Heimspeicher über 50 Prozent der Ladekosten gegenüber dem Haushaltsstrompreis eingespart werden.
Unter der Annahme, dass das E-Auto wochentags ab 17:00 Uhr, samstags am Nachmittag und sonntags am Vormittag an der Ladestation angeschlossen ist, kann eine Photovoltaik-Anlage mit sieben Kilowatt installierter Leistung über das Jahr 39 Prozent des Strombedarfs durch direkten Eigenverbrauch decken. Ergänzt um einen Heimspeicher mit sieben Kilowattstunden Nettokapazität verdoppelt sich die jährliche solare Deckung auf 81 Prozent.
Je nach Fahrprofil verändert sich der Strombedarf für das Elektroauto. Ein Wenigfahrer mit 5.000 km Fahrleistung und einem Strombedarf für das Elektromobil von 900 kWh kann bereits mit einer 6-kWp-PV-Anlage in Kombination mit einem 6-kWh-Speicher 80 Prozent des Jahres mit Solarstrom fahren.
Mit steigender Fahrleistung erhöht sich entsprechend der Strombedarf, sodass der Durchschnittsfahrer bei einem Strombedarf für das elektrische Fahren von 2.500 kWh bereits mit 7 kWp Photovoltaik und 7 kWh Speicherkapazität 81 Prozent solare Abdeckung realisieren kann.
Für einen Vielfahrer mit 5.000 kWh Strombedarf ist eine 12-kWp-PV-Anlage mit entsprechender Speicherdimensionierung erforderlich, um analog der anderen Fahrprofile mindestens 80 Prozent Solarstrom im Jahresdurchschnitt laden zu können.
Experten-Wissen: Ein stationärer Stromspeicher trägt wesentlich dazu bei, mit Solarstrom vom eigenen Hausdach den zusätzlichen Strombedarf des E-Autos ökologisch und kostengünstig zu decken. Im Jahresverlauf wird klar ersichtlich, dass insbesondere im Winterhalbjahr der Solarstromspeicher unerlässlich ist, um den selbst produzierten Solarstrom für die Nutzung im Elektroauto zwischen zu speichern.
Fahrzeuge werden im Haushalt in der Regel tagsüber genutzt. Sie fahren damit zur Arbeit, erledigen Ihre Einkäufe usw. Dies ist auch der Fall, wenn Sie ein Elektromobil besitzen (z.B. ein Elektroauto, -roller oder -fahrrad). Ist in Verbindung mit der PV-Anlage ein Stromspeicher installiert, können Sie den tagsüber gespeicherten Strom dazu nutzen, Ihr Elektrofahrzeug über Nacht aufzuladen.
Alternativ hierzu kann das Elektromobil auch tagsüber mit den Überschüssen der PV-Anlage aufgeladen werden, die nicht im Haushalt benötigt werden. Hierzu überwacht die Ladestation ständig die Stromerzeugung durch die auf dem Dach befindliche PV-Anlage und den Eigenverbrauch des Haushalts. Der Ladevorgang wird dann z. B. nur gestartet, wenn die eingestellte PV-Überschussleistung sicher zur Verfügung steht. Die Ladeleistung kann dann bei steigenden Überschüssen bis zu einer Maximalgrenze angehoben.
Während der Ladung wird die Leistung automatisch an die verfügbare Überschussmenge angepasst. Fällt die PV-Überschussleistung unter die eingestellte Grenze, wird der Ladevorgang unterbrochen, bis die Grenze wieder nach oben durchbrochen wird. Ist das Elektroauto durch den PV-Überschuss vollgetankt und es bestehen immer noch Überschüsse, die weder durch den Eigenverbrauch noch durch einen weiteren Speicher aufgenommen werden können, fließt der PV-Überschuss in das öffentliche Stromnetz.
Experten-Tipp: Soll Ihr Elektro-Auto möglichst schnell geladen werden, sollte ein möglichst leistungsfähiges Ladegerät gewählt werden. I.d.R. sind mehrphasige Ladegeräte schneller als einphasige, jedoch verringert sich bei der schnelleren Ladung der Solarstromanteil. Soll möglichst viel Solarstrom getankt werden, ist in Verbindung mit der Photovoltaikanlage eine langsamere Ladung mit kleiner Leistung zu empfehlen.
Laut "Technischer Leitfaden Ladeinfrastruktur" der Arbeitsgruppe 4 „Normung, Standardisierung und Zertifizierung“ der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE) kann das Laden der Batterie von Elektrofahrzeugen auf verschiedene Arten erfolgen:
Beim Laden mit Wechselstrom (AC) an einer üblichen Haushaltssteckdose („Schutzkontakt-Steckdose“) oder einer ein- oder dreiphasigen CEE-Steckdose findet keine Kommunikation zwischen Energieabgabestelle (Steckdose) und Fahrzeug statt. Diese Ladebetriebsart ist für das Laden von Fahrzeugen möglich, falls der Fahrzeughersteller diese Ladebetriebsart erlaubt und sichergestellt ist, dass die Spannungsversorgung mit einem RCD ausgestattet ist.
In Ergänzung hierzu gibt es Ladeleitungen, in die eine Steuer- und Schutzeinrichtung integriert ist („In Cable Control and Protection Device“ IC-CPD). Die IC-CPD schützt vor elektrischem Schlag bei Isolationsfehlern. Dabei erfolgt über ein Pilotsignal ein Informationsaustausch und Überwachung der Schutzleiterverbindung zwischen Infrastruktur und Fahrzeug.
Daneben kann das Elektroauto mit Wechselstrom (AC) an einer zweckgebundenen („dedicated“) Steckdose, die sich an einer am Netz fest installierten Ladestation (oder Wallbox) befindet, aufgeladen werden. Alternativ kann an der Ladestation ein fest angeschlossenes Ladekabel vorhanden sein. Eine Steuerung des Ladevorgangs wird durch einen Datenaustausch zwischen der Ladestation und dem Fahrzeug ermöglicht. Diese Ladebetriebsart basiert auf einer speziell für Elektrofahrzeuge errichteten Infrastruktur und bietet ein hohes Maß an elektrischer Sicherheit und Schutz der Installation vor Überlastung (Brandschutz).
Das kabelgebundene DC-Laden wird üblicherweise für höhere Ladeleistungen verwendet. Dabei ist das Kabel an der Ladestation oder Wallbox fest angebracht.
Eine spezielle Lösung für Photovoltaikanlagen hat SolarEdge entwickelt. Der einphasige SolarEdge Wechselrichter mit integrierter Ladefunktion für Elektroautos ermöglicht es Hausbesitzern, ihr E-Auto direkt mit Sonnenstrom aufzuladen. Der Wechselrichter hat eine Leistung von bis zu 5 kW und bietet Nutzern die Möglichkeit, Elektroautos bis zu 2,5 Mal schneller als mit einem herkömmlichen Ladegerät aufzuladen. Erreicht wird dies durch den von SolarEdge sogenannten "Solar-Boost-Modus", bei dem die Ladung gleichzeitig mit Netzstrom und PV-Strom erfolgt. Durch die Installation des einphasigen SolarEdge Wechselrichters mit integrierter Ladefunktion für Elektroautos kann auf die separate Installation einer Ladestation für Elektroautos und eines PV-Wechselrichters verzichtet werden.
Experten-Tipps:
Da die Strombezugskosten höher sind als die Einspeisevergütung, ist ein hoher Eigenstromverbrauch anzustreben. Daher kann eine PV-Anlage umso wirtschaftlicher betrieben, je höher der Eigenverbrauch ausfällt. Wird mit dem von der PV-Anlage erzeugten Solarstrom ein Elektroauto geladen, steigt automatisch der Anteil des selbst genutzen Stroms auf 40 bis 50 %. Mit einem stationären Speicher kann auch nachts Strom aus der PV-Anlage genutzt werden. Dadurch kann der Eigenstrombedarf auf über 70 % gesteigert werden.
Elektroauto | Stromverbrauch auf 100 km |
---|---|
Renault Twizy 45 | 5,8 kWh/100 km |
Hyundai Ioniq Elektro | 11,5 kWh/100 km |
VW E-Up! | 11,7 kWh/100 km |
Peugeot iOn | 12,6 kWh/100 km |
BMW i3 33 kWh | 12,7 kWh/100 km |
VW E-Golf | 12,7 kWh/100 km |
BMW i3 22 kWh | 12,9 kWh/100 km |
smart EQ fortwo /forfour 60 kW | 13,0 kWh/100 km |
smart EQ fortwo Cabrio 60 kW | 13,1 kWh/100 km |
Mitsubishi Electric Vehicle (i-MiEV) | 13,5 kWh/100 km |
BMW i3 94Ah (2018) | 13,6 kWh/100 km |
Renault Fluence Z.E. | 14,0 kWh/100 km |
Sion | 14,0 kWh/100 km |
Tesla Model 3 | 14,1 kWh/100 km |
BMW i3s 94Ah (2018) | 14,3 kWh/100 km |
Kia Soul EV PLAY | 14,3 kWh/100 km |
Renault Zoe | 14,6 kWh/100 km |
Nissan Leaf | 15,0 kWh/100 km |
Ford Focus Electric | 15,4 kWh/100 km |
Renault Kangoo maxi Z.E. | 15,5 kWh/100 km |
Opel Ampera-e | 16,0 kWh/100 km |
Nissan E-NV200 Minivan/ Transporter | 16,5 kWh/100 km |
Mercedes B 250 e | 16,6 kWh/100 km |
Tesla Model S90D | 17.7 kWh/100 km |
Peugeot Partner Electric | 18,0 kWh/100 km |
Tesla Model S70D | 18,0 kWh/100 km |
Citroën E-Mehari | 20,0 kWh/100 km |
Tesla Model S 70 | 20,5 kWh/100 km |
Nissan Leaf (2018) | 20,6 kWh/100 km |
Tesla Model S P90D | 23,3 kWh/100 km |
Nach heutigem Stand verbraucht ein leistungsstärkeres Elektroauto (unter normalen Praxisbedingungen) ungefähr 20 kWh auf 100 Kilometern. Dies entspricht ungefähr 2 Liter Benzin. Bei einer durchschnittlichen Fahrleistung von 20.000 Kilometern im Jahr reichen bereits circa 4 kW installierte PV-Leistung mit einer Ausbeute von 4000 kWh/a zum Betreiben des Elektrofahrzeuges. Gerechnet bei einem normalen Haushaltsstrompreis von 25 Cent/kWh verursacht das Elektroauto auf 100 km lediglich Kosten von 5 Euro, während ein mit Benzin betriebenes Auto Kosten von 9 Euro verursacht. Autos gehobener Klasse verursachen 20 Euro und mehr.
Elektroauto | Benzinauto | |
---|---|---|
Verbrauch (pro 100 km) | 20 kWh | 90 kWh = rund 9 Liter |
Kosten (pro 100 km) | 2,6 Euro | 13,5 Euro |
CO2 (pro 100 km) | 0 kg | 20 kg |
Wird das Elektroauto mit Strom aus der Photovoltaikanlage betrieben, wird der Unterschied noch größer. Rechnet man mit Gestehungskosten von 13 Cents pro selbst produzierter Kilowattstunde Solarstrom, so entstehen auf einer Strecke von 100 km Kosten von 2,60 Euro. Dies entspricht einer Differenz von 10,90 Euro gegenüber dem Benzinauto. Auf einer Jahresleistung von 20.000 km hochgerechnet ist dies eine Kostenersparnis von 2.180 Euro im Jahr.
Wird ein PV-Stromspeicher genutzt, so reduzieren sich für den Besitzer eines Elektroautos mit einem durchschnittlichen Fahrprofil und entsprechend 2.500 kWh Jahresverbrauch die Ladekosten des Elektroautos mit einer 7-kWp-PV-Anlage und einem 7-kWh-Heimspeicher bereits um 42 Prozent gegenüber dem aktuellen Haushaltsstrompreis von 31,9 Eurocent je Kilowattstunde.
Mit einer 10-kWp-PV-Anlage und einem entsprechenden Speichersystem lassen sich bis zu 52 Prozent der Ladekosten einsparen. Dies entspricht für einen Durchschnittsfahrer mit 2.500 kWh Ladestromverbrauch allein im Jahr 2021 bereits 415 Euro an Ersparnis.
Die Batterien von Elektrofahrzeugen können nicht nur dazu dienen, den Strom von der Solaranlage aufzunehmen und später für die Fahrt zum Büro, Einkauf oä zu verwenden. Sie können auch den Solarstrom der Photovoltaikanlage aufnehmen und später wieder in den Hausstromkreis einspeisen (Vehicle-to-Grid-Technik (V2G) & Vehicle to home (V2H)). So wird nur noch ein kleinerer stationärer Speicher nötig oder kann gar ganz entfallen.
Die E-Auto-Akkus können überdies dazu dienlich sein, lokal produzierten Strom zu speichern und wieder einzuspeisen, um das Stromnetz zu stabilisieren und um die stark vom Wetter abhängige erneuerbare insbesondere Solarstromproduktion flexibel zu steuern. Hierzu werden Batterien eingesetzt, die sowohl Strom speichern als auch wieder ins Stromnetz einspeisen können, für Redispatch, also um Transportengpässe im Netz aufzulösen. Das entlastet das Stromnetz und hilft, z. B. die teure Abregelung von Windanlagen zu begrenzen. Die Elektrofahrzeuge dienen dann nicht nur als Solarstromspeicher, sondern auch als mobile Energiespeichersysteme, um lokale Überlastungen in der Stromversorgung bzw. -nachfrage unmittelbar zu reduzieren.
Das bidirektionale Be- und Entladen eines Elektroautos mit Solarstrom setzt aber nicht nur voraus, dass die Ladestation dies technisch gewährleisten kann, sondern auch, dass das Elektroauto selbst das Laden in beide Richtungen unterstützen muss. Die V2G-Fähigkeit wird heute (Stand 2018) nur von dem japanischen CHAdeMO-Standard ermöglicht. Dieser ist bei den meisten Elektroautos von Nissan (z. B. Nissan Leaf und Nissan e-NV200), Mitsubishi und Kia verbaut.
Das erste Elektroauto, das bidirektional geladen und entladen werden kann und erstmals alle regulatorischen Anforderungen eines Übertragungsnetzbetreibers (ÜNB) zur Lieferung von Primärregelleistung erfüllte, war ein 2018 von The Mobility House, dem Energieversorger ENERVIE, dem Übertragungsnetzbetreiber Amprion und dem Automobilhersteller Nissan entwickelter Nissan Leaf. Dieser Nissan Leaf kann somit nicht nur den z. B. Solarstrom vom eigenen Dach in der Traktionsbatterie speichern, sondern bei Bedarf auch wieder zurückspeisen.
Denkbar ist auch, den eigenen Solarstrom unterwegs zu tanken. Durch vernetzte Stromzähler könnten dann Strommengen, die man eingespeist hat, mit den extern aufgeladenen kWh verrechnet werden. Noch flexibler ist die Einrichtung von Strom-Konten: Eingespeister Solarstrom würde dann auf einem Konto gutgeschrieben und später beim E-Tanken angerechnet.
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