Wallbox mit Solarstrom laden: PV-Überschussladen nachrüsten

Definition: Was ist PV-Überschussladen?

Mit Überschussladen ist gemeint, Elektrofahrzeuge effizient mit einem Überschuss an selbst generiertem Solarstrom aus deiner Photovoltaikanlage zu laden. Bei diesem Verfahren wird der PV-Überschuss, der nach dem Eigenverbrauch deiner handelsüblichen Haushaltsgeräte – z. B. Waschmaschine, Trockner, Kühlschrank und Co. – übrig bleibt und alternativ ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden würde, stattdessen genutzt, um dein Elektroauto mittels Ladestation zu laden. Hierzu werden beispielsweise Komponenten genutzt, die die smarte Ladung des Fahrzeugs je nach verfügbarer Energie und deinen persönlichen Wünschen steuern können.

Der Ladevorgang erfolgt dabei entweder manuell oder automatisch, ganz nach vorhandener Technologie. Das Laden wird auf Basis des aktuellen Eigenverbrauchs und des Überschusses an Solarstrom optimal auf die vorliegenden Voraussetzungen angepasst. Dadurch kann dein Eigenverbrauch gesteigert und der Bezug von Strom aus dem öffentlichen Netz gesenkt werden. Durch die smarte Steuerung des Ladestroms wird der Strombedarf des Fahrzeugs bestmöglich angepasst, was eine effiziente und umweltfreundliche Nutzung von Solarstrom zur Ladung von Elektrofahrzeugen ermöglicht. PV-Überschussladen ist somit eine intelligente Lösung, um den Stromverbrauch zu optimieren und gleichzeitig die Nutzung erneuerbarer Energien zu fördern.

Möglichkeiten zum Laden mit überschüssigem PV-Strom

Generell kann durch eine bereits vorhandene PV-Anlage überschüssiger Strom entweder direkt genutzt, im Speicher gespeichert oder auch für das Laden von Elektroautos verwendet werden. Die Installation einer Wallbox ermöglicht das Laden, wobei hier zwischen manuellem, automatischem und dynamischem Überschussladen unterschieden wird.

Manuelles PV-Überschussladen

Manuelles PV-Überschussladen ist eine Methode der Steuerung deiner Wallbox, bei der du den Stromfluss manuell, sprich per Hand, regelst, sodass der Überschussstrom in die Batterie deines Elektrofahrzeugs geladen wird. Auf diese Weise kann der erzeugte Strom effizient für sich selbst genutzt werden, anstatt ihn ins Stromnetz einzuspeisen. Der Vorteil des manuellen Überschussladens ist, dass du die volle Kontrolle über den Ladevorgang hast und den Zeitpunkt sowie die Menge des geladenen Stroms selbst bestimmen kannst. Dadurch kann die Batterie des Elektrofahrzeugs zu den für dich optimalen Zeiten und Mengen aufgeladen werden.

Zusammengefasst heißt das:

• Beim manuellen PV-Überschussladen liegt die Kontrolle über den Ladevorgang bei dir
• Du überwachst die PV-Erzeugung und den Hausstromverbrauch und entscheidet eigenständig, wann das Elektrofahrzeug geladen werden soll
• Du kannst den Ladevorgang des Elektrofahrzeugs starten, wenn ausreichend Solarstromüberschuss vorhanden ist, und ihn stoppen, wenn der Stromverbrauch im Haushalt steigt oder die PV-Erzeugung abnimmt
• Diese Methode erfordert eine aktive Beteiligung des/der Benutzer:in und bietet weniger Automatisierung und Optimierung im Vergleich zu automatischen oder dynamischen Systemen

Automatisches PV-Überschussladen

Beim automatischen Überschussladen benötigst du sowohl eine kompatible Wallbox mit Freigabekontakt (potenzialfreier Eingang) als auch einen Wechselrichter mit Schaltausgängen. Dieser gibt den Befehl zum Laden deines E-Autos, wenn ein bestimmter, vorher definierter Wert erreicht wird. Manche Systeme erlauben hierbei auch die Hinterlegung von standortbasierten Wetterdaten, sodass der Ladevorgang automatisch startet, sobald eine gewisse Anzahl von Sonnenstunden vorliegt. Der Überschussstrom kann hier effizient genutzt werden, um das Elektrofahrzeug aufzuladen, indem die Wallbox den Ladevorgang erst startet, sobald die definierten Voraussetzungen vorliegen.

Zusammengefasst heißt das:

• Beim automatischen PV-Überschussladen übernimmt eine Steuerungseinheit die Kontrolle über den Ladevorgang des Elektrofahrzeugs
• Vorher definierte Werte legen fest, wann die Ladung startet und stoppt
• Signalgeber können ebenfalls sein: z. B. Helligkeitssensoren oder Funktschalter

Dynamisches PV-Überschussladen

Beim dynamischen Überschussladen erfolgt die automatisierte Steuerung der Wallbox permanent, was eine bestmögliche Effizienz ermöglicht. Durch etwa ein Smartmeter wird der jeweils vorhandene Überschuss an PV-Strom kontinuierlich ermittelt, was eine hohe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an die individuellen Voraussetzungen wie zum Beispiel steigenden Stromverbrauch im Haushalt oder Wetterveränderungen ermöglicht. Eine kompatible Wallbox mit einem externen dynamischen Steuermodul ist hierbei Voraussetzung, da der Laderegler die Aufgabe übernimmt, kontinuierlich die Stromgenerierung sowie den Stromverbrauch im Haushalt zu überwachen, und bei einem Überschuss das Laden des E-Autos einleitet.

Das Energiemanagementsystem kann entsprechend deinen individuellen Bedürfnissen und Einstellungen programmiert werden, um eine optimale Nutzung des PV-Stroms zu gewährleisten. Zudem ermöglicht es eine effiziente Steuerung der Wallbox, um sicherzustellen, dass das Elektrofahrzeug stets mit einer optimalen Ladeleistung versorgt wird, ohne dabei die Netzstabilität zu gefährden.

Zusammengefasst heißt das:

• Beim dynamischen PV-Überschussladen wird der Ladevorgang des Elektrofahrzeugs basierend auf Echtzeitdaten der PV-Erzeugung und des Stromverbrauchs optimiert
• Eine intelligente Steuerung passt den Ladestrom des Elektrofahrzeugs kontinuierlich an den verfügbaren Solarstromüberschuss an
• Dies ermöglicht eine flexible Anpassung des Ladestroms je nach den sich ändernden Bedingungen der PV-Erzeugung und des Stromverbrauchs im Haushalt
• Im Gegensatz zum automatischen PV-Überschussladen bietet das dynamische System eine feinere Steuerung und kann den Ladevorgang in Echtzeit optimieren

Bestandteile PV-optimierten Ladens: Das brauchst du

Du möchtest dein Elektrofahrzeug mit grünem Strom laden, den du selbst generiert und nicht aus dem Stromnetz bezogen hast? Die folgenden Komponenten sind dafür wichtig:

Die Photovoltaikanlage

Die Photovoltaik- oder einfach PV-Anlage auf dem Dach ist natürlich die Grundvoraussetzung, um E-Fahrzeuge mit selbstgeneriertem, grünem Strom laden zu können. Diese wandelt Sonnenenergie in Gleichstrom um, welcher anschließend von einem Wechselrichter zu Wechselstrom umgewandelt wird, um die handelsüblichen Elektrogeräte in deinem Haushalt damit zu betreiben. Um ausreichend Solarstrom aus der eigenen PV-Anlage für den Ladevorgang bereitzustellen und das Elektroauto optimal und umweltfreundlich zu laden, sollte die PV-Anlage groß genug dimensioniert sein. Die Größe der Solaranlage hängt von verschiedenen Faktoren ab – wie etwa dem allgemeinen Stromverbrauch, aber auch dem des Elektroautos und der Anzahl der Ladungen pro Tag.

Fragst du dich, ob sich eine PV-Anlage generell für dich lohnt? Dann schau doch mal bei unserem Artikel zu Photovoltaik in Hamburg vorbei.

Der Wechselrichter

Ein Wechselrichter ist notwendig, um den überschüssigen Strom, den deine PV-Anlage produziert, in deinem Haushalt optimal zu nutzen. Mit einem Wechselrichter kannst du beispielsweise dein Elektroauto laden oder andere Elektrofahrzeuge mit dem selbst erzeugten Strom versorgen. Denn er wandelt den Gleichstrom der Solaranlage in Wechselstrom um, der sowohl für das Laden der Elektrofahrzeuge benötigt wird als auch für den Betrieb deiner anderen Elektrogeräte im Haushalt wie etwa Kühlschrank, PC und Waschmaschine. Ein intelligenter Wechselrichter kann außerdem Daten über die PV-Erzeugung bereitstellen, die für die Steuerung des Ladeprozesses wichtig sind.

Das Messmodul / der Energiezähler

Das Messmodul oder der Energiezähler ist notwendig, um den erzeugten Solarstrom und den Hausstromverbrauch mittels Messklemmen (CT-Klemmen) zu messen. Diese Daten sind entscheidend für die Steuerung des PV-Überschussladevorgangs. Das Messmodul ermöglicht es, den Überschuss an Solarstrom zu identifizieren und sicherzustellen, dass dieser effizient für das Laden von Elektrofahrzeugen genutzt wird. Durch die genaue Messung des PV-Überschusses kannst du als Verbraucher:in deine Energieeffizienz steigern und gezielt den Eigenverbrauch maximieren.

Die Wallbox

Die Wallbox ist das Bindeglied zwischen der PV-Anlage, dem Elektrofahrzeug und dem Stromnetz. Sie dient als Ladestation für Elektrofahrzeuge und ermöglicht es, den Solarstrom direkt zum Laden zu nutzen. Eine intelligente Wallbox kann den Ladevorgang basierend auf den Daten von der Solaranlage und dem Messmodul steuern, um den PV-Überschuss bestmöglich zu nutzen.

Das Home Energy Management System (HEMS)

Ein Home Energy Management System (HEMS) koordiniert und optimiert den Energiefluss im Haushalt. Es überwacht den Energieverbrauch, die PV-Erzeugung und den Ladestatus von Elektrofahrzeugen, um den Ladevorgang entsprechend des verfügbaren Solarstromüberschusses zu steuern. Ein HEMS sorgt für eine effiziente Nutzung von Solarstrom und maximiert deinen Eigenverbrauch.

Der Solarspeicher

Ein Solarspeicher ist nicht zwingend notwendig, ermöglicht es jedoch, überschüssigen Solarstrom zu speichern, der nicht sofort verbraucht wird. Dadurch kann der gespeicherte PV-Strom zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden, beispielsweise nachts oder an bewölkten Tagen, um Elektrofahrzeuge zu laden oder den Strombedarf zu decken. Durch die Kombination eines Solarspeichers mit einer PV-Anlage und einem HEMS kann der Haushalt den selbst erzeugten Solarstrom noch effizienter nutzen und so Kosten sparen sowie die Umweltbelastung reduzieren. Nützlich beispielsweise, wenn du dein E-Auto über Nacht laden möchtest, wenn bekanntlich keine Sonne scheint.

Exkurs zum Smartmeter

Ein Smartmeter bietet zahlreiche Vorteile, darunter eine präzise Messung des Stromverbrauchs in Echtzeit, die Möglichkeit zur Fernablesung und die Förderung eines bewussteren Energieverbrauchs. Zudem ermöglichen Smartmeter eine schnellere Erkennung von Stromausfällen und die effiziente Integration erneuerbarer Energien. Ein Gesetz zum flächendeckenden Einsatz der intelligenten Stromzähler, welches vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz initiiert wurde, wurde bereits 2023 beschlossen. Danach sollen bis 2032 Smartmeter weitgehend alte Stromzähler ersetzen.

FAQ zum PV-optimierten Laden