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?

Beim PV-Überschussladen nutzt Ihre Wallbox den aktuell verfügbaren Stromüberschuss Ihrer PV-Anlage zum Laden des E-Autos. Das Fahrzeug wird in diesem Lademodus nur dann geladen, wenn die PV-Anlage mehr Strom erzeugt, als im Haushalt benötigt wird. So kann ein größerer Anteil des selbst erzeugten Stroms direkt im eigenen Haushalt genutzt werden.

Beim Überschussladen bleibt das E-Auto zu Hause mit der Wallbox verbunden. Das Heim-Energiemanagementsystem (HEMS) verbindet die Photovoltaikanlage, den Stromspeicher und die Wallbox miteinander und erfasst, wann ein Stromüberschuss verfügbar ist. Reicht der Überschuss zum Laden des E-Autos aus, wird der Ladevorgang – abhängig von der Wallbox und den gewählten Einstellungen – automatisch oder manuell per App gestartet. Sinkt der Überschuss unter den erforderlichen Wert, pausiert der Ladevorgang, bis wieder ausreichend Strom zur Verfügung steht. Da sich der Ladevorgang am aktuellen Solarertrag orientiert, wird das Überschussladen auch als solaroptimiertes Laden bezeichnet.

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?

Geringerer Netzstrombezug: Wird das E-Auto mit dem aktuell verfügbaren Überschuss Ihrer PV-Anlage geladen, muss für den Ladevorgang entsprechend weniger Strom aus dem öffentlichen Netz bezogen werden.

Geringere Abhängigkeit von Strompreisschwankungen: Je größer der Anteil des selbst erzeugten Stroms beim Laden ist, desto weniger wirken sich Veränderungen des Netzstrompreises auf Ihre Ladekosten aus.

Niedrigere Ladekosten: Die Gestehungskosten für eine Kilowattstunde Solarstrom liegen nach einer Studie des Fraunhofer ISE bei 10 ct/kWh beziehungsweise 14 ct/kWh für eine PV-Anlage ohne beziehungsweise mit Speicher. Eine Kilowattstunde Netzstrom kostet im zugrunde gelegten Vergleich durchschnittlich 27,1 ct/kWh. Bei einem angenommenen Stromverbrauch von 16 kWh pro 100 Kilometer ergeben sich damit rechnerische Ladekosten von 1,60 Euro beziehungsweise 2,24 Euro. Beim Laden mit Netzstrom wären es im selben Beispiel 4,34 Euro.

Höherer PV-Eigenverbrauch: Wenn Sie Ihr Fahrzeug regelmäßig mit dem verfügbaren Stromüberschuss Ihrer PV-Anlage laden, erhöhen Sie den Eigenverbrauchsanteil Ihres bestehenden Systems. Dadurch beziehen Sie weniger Strom aus dem Netz.

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. 

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:

• ins öffentliche Netz eingespeist werden, wofür Sie die Einspeisevergütung erhalten. 
• in den hauseigenen Stromspeicher geladen werden, damit Sie Ihren Solarstrom auch abends und nachts nutzen können. 
• zum Laden Ihres E-Autos zuhause genutzt werden.

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 nach Photovoltaik und E-Mobilität werden auch die Ladefunktionen von Wallboxen kontinuierlich weiterentwickelt. Dabei dürfte das dynamische PV-Überschussladen weiter an Bedeutung gewinnen, weil sich die jeweils verfügbaren Stromüberschüsse damit gezielt zum Laden nutzen lassen.

Unterstützt wird diese Entwicklung durch die zunehmende Verbreitung von Smart Metern. Die intelligenten Stromzähler erfassen Stromerzeugung und -verbrauch in kurzen Zeitabständen und stellen die entsprechenden Messwerte bereit. Auch die Kombination mit dem bidirektionalen Laden könnte künftig an Bedeutung gewinnen. Dabei könnte tagsüber verfügbarer PV-Überschuss in der Fahrzeugbatterie gespeichert und später wieder für die Stromversorgung des Haushalts genutzt werden.

Unterstützt Ihre vorhandene SENEC Wallbox das dynamische solaroptimierte Laden, passt sie die Ladeleistung an den jeweils verfügbaren PV-Überschuss an. Dadurch können auch geringere Überschüsse, beispielsweise in den Morgen- und Abendstunden, zum Laden genutzt werden. Das erhöht den Eigenverbrauchsanteil Ihrer PV-Anlage und reduziert den Strombezug aus dem Netz.

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.

Antworten auf häufige Fragen zum Überschussladen

Wie lade ich mein E-Auto mit dem Überschuss meiner Photovoltaikanlage?

Damit Sie den Überschuss Ihrer Photovoltaikanlage zum Laden nutzen können, müssen die PV-Anlage und Ihre Wallbox innerhalb des Energiesystems miteinander verbunden sein. Unterstützt Ihr System das PV-Überschussladen, können Sie den entsprechenden Lademodus an der Wallbox, in der zugehörigen App oder im Heim-Energiemanagementsystem (HEMS) aktivieren. Beim automatischen Überschussladen lässt sich abhängig vom System ein Mindestwert festlegen, ab dem der Ladevorgang startet.

Woran erkenne ich, ob meine Wallbox das PV-Überschussladen unterstützt?

Prüfen Sie im Bedienfeld der Wallbox, in der zugehörigen App oder in der Bedienungsanleitung, ob ein Lademodus für PV-Überschussladen oder solaroptimiertes Laden aufgeführt ist. Ob die Funktion verfügbar ist, hängt vom Wallbox-Modell und von der Konfiguration Ihres bestehenden Energiesystems ab.

Unterstützt jede Wallbox das PV-Überschussladen?

Nein, nicht jede Wallbox unterstützt diese Funktion. Voraussetzung ist, dass die Wallbox mit der PV-Anlage oder dem Heim-Energiemanagementsystem kommunizieren und den Ladevorgang an den jeweils verfügbaren Stromüberschuss anpassen kann. Angaben zu den unterstützten Lademodi finden Sie in der Bedienungsanleitung Ihrer Wallbox.

Wie stelle ich meine Wallbox für das PV-Überschussladen ein?

Aktivieren Sie den entsprechenden Lademodus an Ihrer Wallbox oder in der zugehörigen App. Beim automatischen Überschussladen können Sie abhängig vom System außerde