Wallbox vorn rechts, die mit Solarstrom betrieben wird und das Elektroauto im Hintergrund mit PV-Überschuss laden kann.

PV-Überschussladen: Wie geht das besonders effektiv?

Wer elektrisch fährt und eine Photovoltaikanlage auf dem Dach hat, kann den selbst erzeugten Strom auch zum Laden des eigenen E-Autos nutzen. Besonders kostengünstig ist das, wenn das Fahrzeug nur dann beladen wird, wenn die PV-Anlage einen Überschuss erzeugt. Erfahren Sie hier mehr darüber, wie PV-Überschussladen funktioniert und was zu beachten ist.

Was ist PV-Überschussladen und wie funktioniert es?

Überschussladen bezeichnet einen speziellen Lademodus für Wallboxen, die mit einer hauseigenen PV-Anlage verbunden sind. Dabei wird das E-Auto an der eigenen Wallbox nicht mit Netzstrom, sondern ausschließlich mit dem Stromüberschuss aus der eigenen PV-Anlage geladen. Der Vorteile: Das E-Auto wird praktisch kostenlos und CO2-neutral beladen.

Beim Überschussladen bleibt das E-Auto zuhause die ganze Zeit mit der Wallbox verbunden. Das Heim-Energiemanagementsystem (HEMS), das Solaranlage, Stromspeicher und Wallbox miteinander verbindet, erfasst genau, wann die Photovoltaikanlage einen Überschuss erzeugt. Ist der Überschuss groß genug, um die erforderliche Mindestspannung zum Laden des E-Autos zu liefern, wird der Ladevorgang gestartet – je nach Wallbox automatisch oder manuell per App. Reicht der Überschuss nicht aus, wird der Ladevorgang pausiert, bis die benötigte Mindestspannung wieder verfügbar ist. Da sich der Ladevorgang nach dem Solarertrag richtet, wird das Überschussladen auch als solaroptimiertes Laden bezeichnet. 

Ein Vater hat seine kleine Tochter auf dem Arm und zeigt mit dem Finger auf die Photovoltaik-Anlage auf dem Dach.
Infobox

Welche Varianten des PV- Überschussladens gibt es? 

Grundsätzlich gibt es drei verschiedene Arten des PV-Überschussladens:

1. Beim manuellen Überschussladen prüfen Sie selbst am Wechselrichter oder in einer App, ob Ihre PV-Anlage gerade einen Überschuss erzeugt. Ist dies der Fall, können Sie den Ladevorgang der Wallbox starten. Sinkt die Anlagenleistung und es wird kein Überschuss mehr erzeugt, müssen Sie den Ladevorgang manuell unterbrechen.

2. Automatisches Überschussladen erfordert ein Heim-Energiemanagementsystem (HEMS), damit Solaranlage und Wallbox miteinander kommunizieren können. Sie legen im HEMS oder in der App einen Mindestwert für den PV-Überschuss fest. Sobald der PV-Ertrag diesen Wert erreicht, startet die Wallbox automatisch den Ladevorgang und pausiert ihn wieder, wenn der Überschuss unter den Mindestwert fällt.

3. Dynamisches Überschussladen funktioniert nur mit dynamisch gesteuerten Wallboxen wie der SENEC.Wallbox plus oder SENEC.Wallbox premium. Beim dynamischen Überschussladen startet der Ladevorgang nicht nur automatisch, die Ladeleistung passt sich auch dynamisch an den jeweils verfügbaren Stromüberschuss an. So können schon geringe PV-Überschüsse optimal zum Laden genutzt werden.

Welche Voraussetzungen müssen für ein PV-Überschussladen erfüllt sein?

Grundvoraussetzung für das PV-Überschussladen ist eine Wallbox und eine Photovoltaikanlage mit ausreichend Leistung der Solarmodule, um regelmäßig einen Stromüberschuss zu erzeugen. Idealerweise sind PV-Anlage und Wallbox in einem Energiemanagementsystem verbunden und kommunizieren miteinander. Wenn Wallbox und Solaranlage vom gleichen Hersteller stammen, funktioniert die Kommunikation in der Regel auch ohne HEMS. Alternativ lassen sich die einzelnen Komponenten über ein Smart-Home-System verbinden, wenn beide über eine sogenannte EEBUS-Schnittstelle verfügen.

Auch die Ladeleistung der Wallbox spielt eine Rolle. Einige Wallbox-Modelle haben eine feste Ladeleistung von 7,4 bzw. 11 kW. Ist die Ladeleistung nicht variabel, funktioniert das PV-Überschussladen in der Regel nicht, da die Überschussmengen aus der PV-Anlage beständig schwanken.

Grundsätzlich sollten Sie prüfen, wie effizient in Ihrem Fall das Laden des E-Autos zuhause mit überschüssigem PV-Strom ist. Denn die Überschüsse schwanken je nach Tages- und Jahreszeit – wenn Ihr E-Auto nur abends und nachts zuhause steht, werden kaum Solarüberschüsse zum Laden vorhanden sein. Auch wenn Sie sehr viel Ladestrom benötigen, etwa weil Sie regelmäßig weite Strecken fahren oder weil Sie zwei Fahrzeuge parallel laden, ist PV-Überschussladen höchstens als Ergänzung sinnvoll.

Welche Vorteile hat das PV-Überschussladen? 

 

Reduzierter CO2-Ausstoß: Das Laden mit Solarüberschuss verbessert Ihre persönliche CO2-Bilanz. Unser Netzstrom stammt zu rund 45 % aus nicht-erneuerbaren Quellen, z. B. aus Kohle- oder Gaskraftwerken. Solarstrom dagegen ist zu 100 % klimaneutral und emissionsfrei.

Unabhängiger von Strompreisschwankungen: Mit Ihrem E-Auto fahren Sie ohnehin schon günstiger als mit einem Verbrenner. Durch das Überschussladen spielen Strompreisschwankungen keine große Rolle mehr, da die Gestehungskosten für Solarstrom aus Ihrer eigenen Anlage konstant bleiben.

Kostenersparnis: Die Gestehungskosten für eine Kilowattstunde Solarstrom liegen nach einer Studie des Fraunhofer ISE bei 10 ct/kWh bzw. 14 ct/kWh (PV ohne Speicher/PV mit Speicher). Eine Kilowattstunde Netzstrom kostet dagegen durchschnittlich 27,1 ct/kWh. Bei einem angenommenen Stromverbrauch von 16 kWh/100 km zahlen Sie daher beim Überschussladen 1,60 Euro bzw. 2,24 Euro für 100 km Reichweite, während das Laden mit Netzstrom 4,34 Euro kostet.

Steigerung des PV-Eigenverbrauchs: Wenn sein Fahrzeug regelmäßig mit selbst erzeugtem Solarstrom lädt, steigert seinen Eigenverbrauchsanteil. Je höher der Eigenverbrauch, desto mehr Netzstromkosten werden eingespart – und desto eher rentiert sich die Investition in die Solaranlage. 

SENEC.Wallbox pro s mit E-Auto

Welche möglichen Nachteile gibt es beim PV-Überschussladen?

 

Längere Ladezeiten: Wird das E-Auto immer nur dann geladen, wenn die Photovoltaikanlage ausreichend Überschuss erzeugt, kann es länger dauern, bis das Fahrzeug vollgeladen ist. Das gilt vor allem dann, wenn der Ladevorgang automatisch gestartet und pausiert wird, sobald der voreingestellte Grenzwert erreicht ist.

Evtl. höhere Anschaffungskosten: Für automatisches und dynamisches Überschussladen benötigen Sie eine geeignete Wallbox und ggf. zusätzlich ein Heim-Energiemanagementsystem. Dadurch können zusätzliche Kosten entstehen.

Fehlende Kompatibilität: Um das PV-Überschussladen nutzen zu können, müssen Solaranlage, Wechselrichter und Wallbox miteinander kommunizieren können. Auch das E-Auto selbst muss für das Überschussladen geeignet sein. Die fehlende Kompatibilität der Komponenten kann besonders dann ein Nachteil sein, wenn Sie das Überschussladen nachträglich einrichten möchten. 

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Rechenbeispiel

Wie viel Überschuss erzeugt eine PV-Anlage?

Wie hoch der Überschuss einer Solaranlage auffällt, ist von einer Vielzahl unterschiedlicher Faktoren abhängig. Entscheidende Faktoren sind der jährliche Stromertrag Ihrer Anlage und Ihr individueller Strombedarf. Der jährliche Stromertrag richtet sich nach der Größe der PV-Anlage, aber auch nach dem Standort des Hauses und der Ausrichtung der Anlage auf dem Dach. Zudem schwanken die Erträge je nach Jahreszeit – bei Weitem der größte Teil des jährlichen Stromertrags wird zwischen Mai und August erzeugt.

Photovoltaik-Ertrag: 
Nehmen wir zum Beispiel eine Photovoltaik-Komplettanlage mit 10 kWp Leistung. In Deutschland erzeugen Solarmodule pro Kilowatt zwischen 800 kWh und 1200 kWh. Bei einer 10-kW-Anlage kann man daher mit einer durchschnittlichen jährlichen Leistung von 10.000 kWh rechnen.

Strombedarf: 
Ein Vier-Personen-Haushalt verbraucht im Schnitt 4.000 kWh im Jahr – damit liefert eine 10-kW-Anlage rein rechnerisch einen jährlichen Überschuss von 6.000 kWh. Dieser Überschuss kann:

 

Ein Elektroauto mit 10.000 km Fahrleistung pro Jahr hat einen Strombedarf von etwa 2.000 kWh – damit würden immer noch 4.000 kWh Überschuss übrigbleiben. Rein rechnerisch könnten Sie also Ihr E-Auto also ausschließlich mit Solarstrom beladen. Die Herausforderung dabei ist allerdings, dass nicht immer genau dann ein Überschuss erzeugt wird, wenn Sie Ihr Auto laden müssen – etwa abends oder im Winter. 

Umgekehrt ist der PV-Überschuss oft besonders hoch, wenn Sie mit Ihrem Fahrzeug unterwegs sind, nämlich in den Mittagsstunden . Auch aus diesem Grund ist es sinnvoll, die PV-Anlage mit einem Stromspeicher zu kombinieren (bzw. einen PV-Speicher nachzurüsten). So kann ein großer Teil der tagsüber erzeugten Überschüsse gespeichert werden und ist abends verfügbar.

Blick in die Zukunft: Wie entwickelt sich das Überschussladen?

Mit steigender Nachfrage sowohl nach Photovoltaik als auch nach E-Mobilität werden Wallboxen kontinuierlich weiterentwickelt. Daher wird sich das dynamische PV-Überschussladen über kurz oder lang durchsetzen, da sich auf dieser Weise die erzeugten Überschüsse optimal nutzen lassen. 

Unterstützt wird diese Entwicklung von der geplanten flächendeckenden Einführung von Smart Metern, da die intelligenten Stromzähler die Stromerzeugung, den Verbrauch und den Überschuss in Echtzeit erfassen und steuerbar machen. Denkbar wäre auch, dass das Überschussladen in Kombination mit bidirektionalem Laden zusätzlich an Bedeutung gewinnt. So könnten Solarüberschüsse tagsüber in die Autobatterie geladen und abends wieder in den Stromkreis eingespeist werden, um den Haushalt mit Strom zu versorgen.

SENEC bietet schon jetzt verschiedene Wallbox-Modelle, die dynamisches, solaroptimiertes Laden unterstützen. Durch die dynamische Anpassung der Ladespannung können auch geringe PV-Überschüsse, etwa in den Morgen- und Abendstunden, zum Laden genutzt werden. Das steigert den PV-Eigenverbrauch und senkt somit die Stromkosten und den CO2-Ausstoß.

Fazit

PV-Überschussladen ermöglicht Ihnen, Ihr E-Auto mit günstigem, 100 % emissionsfreiem Solarstrom zu laden. Besonders effizient ist das dynamische Überschussladen, für das allerdings eine geeignete Wallbox und ein Heim-Energiemanagementsystem erforderlich sind. Wir empfehlen, schon bei der Planung einer PV-Anlage mit Stromspeicher und Wallbox darauf zu achten, dass alle Komponenten miteinander kommunizieren können und dass dynamisches PV-Überschussladen als Ladeoption verfügbar ist.

Ein modernes Haus mit Solaranlage und E-Auto im Carport, das gerade mit Solarstrom geladen wird.

Antworten auf häufige Fragen zum Überschussladen

 

Wie lade ich mein E-Auto mit Photovoltaik-Überschuss?

Um ein E-Auto mit dem Überschuss aus der eigenen Photovoltaikanlage beladen zu können, müssen die Wallbox und die Solaranlage miteinander verbunden sein. Sie müssen das Überschussladen in Ihrer Wechselrichter-App oder in Ihrem Heim-Energiemanagementsystem (HEMS) aktivieren. Beim automatisierten Überschussladen müssen Sie zudem einen Mindestwert für den Überschuss festlegen, ab dem der Ladevorgang startet.  

 

Wie erkenne ich an meiner bereits vorhandenen Wallbox die Funktion des Überschussladens?

Prüfen Sie am besten, ob es im Bedienfeld der Wallbox oder im Nutzerhandbuch einen Hinweis auf das Überschussladen gibt. Viele moderne Wallboxen ermöglichen die Funktion des Überschussladens – nur bei Wallboxen mit einer fixen Ladeleistung von 7,4 kW oder 11 kW ist dies nicht möglich.

 

Ist die Option PV-Überschussladen in jeder Wallbox integriert?

Nein, nicht jede Wallbox unterstützt das PV-Überschussladen. Wallboxen mit einer festen Ladeleistung von 7,4 kW oder 11 kW eignen sich nicht, da der Überschuss nur selten die benötigte Spannung erreicht.

 

Wie stelle ich meine Wallbox zum PV-Überschussladen ein?

In der Regel müssen Sie das PV-Überschussladen an der Wallbox oder in der App aktivieren. Beim automatischen Überschussladen können Sie dort auch einstellen, wie hoch der Überschuss sein soll, damit die Wallbox den Ladevorgang startet. 

 

Wie sicher ist das PV-Überschussladen?

Wenn Ihre Solaranlage und Ihre Wallbox professionell installiert und konfiguriert sind, ist das Überschussladen genauso sicher wie das ganz normale Laden mit Netzstrom. Zudem sind die Ladeströme aus dem Überschussladen in vielen Fällen niedriger als beim Laden aus dem Netz. Sie sollten allerdings bedenken, dass es beim reinen PV-Überschussladen häufig länger dauert, bis Ihr Fahrzeug vollgeladen ist, sodass Sie in gleicher Ladezeit weniger Reichweite erhalten. 

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Dario Burghof
Dario Burghof im Interview.
Autor

Produktmanager Home Charging & E-Mobility

Dario Maximilian Burghof blickt auf mehrere spannende berufliche Jahre im Bereich der Erneuerbaren Energien zurück. Nach seinem Energietechnik-Studium mit dem Schwerpunkt „Regenerative Energien“ und seinem Master in Betriebswirtschaftslehre war Dario zunächst im Projektmanagement für Wind- und Solarparks tätig. Seit 2018 widmet er sich ganz dem Thema Ladeinfrastruktur. Seit 2021 ist Dario als Produktmanager für den Bereich „Home Charging & E-Mobility“ bei der SENEC GmbH tätig.

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