Elektroautos und Auslegung: Wann welcher Speicher sinnvoll ist

Immer mehr Privatpersonen und Unternehmen haben eine Photovoltaikanlage auf dem Dach. Die Zahl der Solaranlagen wird in Zukunft weiter steigen. Solche Anlagen können problemlos genutzt werden, um E-Fahrzeuge mit Strom aus regenerativen Energiequellen zu betreiben. Werden zum Beispiel E-Autos ausschließlich mit Ökostrom betrieben, wird bereits nach wenigen Zehntausend Kilometern der Zeitpunkt erreicht, ab dem das Fahrzeug eine günstigere Ökobilanz als ein vergleichbares Verbrennermodell aufweist. Das ergab eine Studie der Hochschule Trier.

Tatsächlich macht die Kombination aus Elektroauto und Solaranlage nicht nur ökologisch, sondern auch wirtschaftlich Sinn. Die Einspeisevergütungen für Solarstrom sinken seit Jahren, während die Stromkosten steigen. Daher ist der eigene Verbrauch des selbst erzeugten Solarstroms eine lohnende Sache. Durch die Erhöhung der Eigenstromquote aus der eigenen Energieerzeugungsanlage verbessert sich die Wirtschaftlichkeit des Bilanzkreises. So refinanzieren sich die Kosten für die Photovoltaikanlage und Ladeinfrastruktur schneller. Gleichzeitig sinken die Betriebskosten für das Elektrofahrzeug.

Solargenerator großzügig auslegen

Um sowohl das Elektroauto als auch den Haushalt mit ausreichend Sonnenstrom zu versorgen, sollte die installierte Solaranlage nicht zu klein sein. Am besten ist es, wenn vor der Anschaffung der Jahresstromverbrauch ermittelt wird, um die Solaranlage anzupassen. In der Regel erfüllen Photovoltaikanlagen zwischen fünf und 20 Kilowatt bei Privathaushalten ihren Zweck. Für den gewerblichen Einsatz lohnt es sich, die Zahlen gesondert zu ermitteln beziehungsweise einen Ladedienstleister mit der Planung zu beauftragen.

Aus technischen Gründen werden Elektroautos mit mindestens 1,4 Kilowatt geladen (bei sechs Ampere und 230 Volt). Wenn der Nutzer sicherstellen will, dass möglichst immer Solarstrom zum Laden zur Verfügung steht, sollte die Photovoltaikanlage idealerweise mindestens elf Kilowatt zur Verfügung stellen.

Schnittstellen und Lastmanagement

Wird weniger Solarstrom als benötigt produziert, wird die angeschlossene Ladeinfrastruktur entweder über den Wechselrichter gesteuert oder es wird eine grundsätzliche Beistellung über den Hausanschluss genutzt. Wichtig ist bei der Anschaffung der Ladestation, dass sie über geeignete Schnittstellen für die Kommunikation mit der Photovoltaikanlage verfügt.

Um eine bedarfsgerechte Verteilung des Photovoltaikstroms zu erreichen, sollte die Lade­infrastruktur über dynamisches Lastmanagement verfügen. Dies sorgt zum einen für eine Integration des Solarstroms in die Ladeinfrastruktur und zum anderen für eine priorisierte Verteilung der zur Verfügung stehenden Energiemenge. Wer nicht unbedingt auf schnelle Ladezeiten angewiesen ist und möglichst viel Solarstrom in der Batterie des E-Autos haben möchte, greift besser zu einem Ladepunkt mit maximal elf Kilowatt Ladeleistung. Wer sich für eine Heimladestation mit mehr als elf Kilowatt Leistung entscheidet, muss gegebenenfalls mit einer höheren Beistellung von Netzstrom rechnen, was den Ladevorgang teurer macht. Um kostspielige Fehler zu vermeiden, sollte man bereits bei der Planung der Solaranlage und der Ladestation eine kompetente Beratung in Anspruch nehmen. Denn es gibt weitere technische Details, die großen Einfluss auf die Effizienz des Ladesystems haben – und damit auf die Kosten.

Batteriespeicher ist sinnvoll

Wird das Elektroauto beispielsweise vornehmlich nachts geladen und soll dafür eigenproduzierter Solarstrom genutzt werden, kann die Anschaffung eines Batteriespeichers mit einer Größe von 8kWH sinnvoll sein. Das entspricht einer durchschnittlichen Fahrleistung von 50 Kilometern (16 Kilowattstunden für 100 Kilometer). Die Errichtung einer öffentlichen Ladeinfrastruktur entlang wichtiger Routen ist zwar von hoher symbolischer Bedeutung und wesentlich für die Akzeptanz der Elektromobilität. Mit rund 80 Prozent finden die Ladevorgänge aber im Wesentlichen zu Hause oder am Arbeitsplatz statt.

Daher ist es zu begrüßen, dass auch nicht öffentliche oder private Ladestationen zunehmend gefördert werden. So gibt es bundesweite Fördermittel und Zuschüsse der Bundesländer und Kommunen, vor allem für gewerblich genutzte E-Fahrzeuge. In Nordrhein-Westfalen gibt es zusätzliche Förderung, wenn der Strom für den Ladepunkt aus einer eigenen Photovoltaikanlage kommt sowie wenn ein Zwischenspeicher für den selbst gewonnenen Solarstrom angeschafft wird. Da sich die Förderlandschaft in Deutschland regelmäßig wandelt, hilft ein Berater, die optimale Ausschöpfung der zur Verfügung stehenden Fördermittel zu erreichen.

Für externe Nutzer öffnen

Tipp: Für Unternehmen kann sich die Anschaffung einer teureren, öffentlich zugänglichen Ladestation lohnen, für die es ebenfalls Förderung gibt. Einen geeigneten Standort vorausgesetzt, kann die Öffnung für externe Nutzer dazu beitragen, dass sich die Investitionen durch die zusätzlichen Einnahmen schneller amortisieren. Der administrative Aufwand für diese Ladeinfrastruktur kann schon heute gering gehalten werden, wenn man einen Ladedienstleister beauftragt oder Ladesysteme auswählt, die innovative Direktbezahlsysteme unterstützen, wie zum Beispiel Giro-E der GLS Bank. Der Ladevorgang wird bei girofähigen Ladesystemen mit einer kontaktlosen Girokarte und ohne Vertragsbindung gestartet und beendet. Die Abrechnung erfolgt im Anschluss über das Bankkonto per Lastschrifteinzug.

Autoakkus entlasten das Stromnetz

Die Kombination aus Solaranlage und Elektroauto wird ein wesentlicher Bestandteil der Energiewende sein und eine wichtige Rolle hinsichtlich der Stabilisierung der Stromnetze spielen. In Zukunft werden die Akkus der E-Fahrzeuge als privater oder lokaler Zwischenspeicher dienen. Im Zusammenspiel mit einer Photovoltaikanlage bedeutet dies: Wird mehr Strom erzeugt, als im Haus oder Unternehmen benötigt, wird der E-Auto-Akku geladen. Erzeugt die Solaranlage weniger Strom als benötigt, zum Beispiel nachts, kann die Energie aus der Batterie des E-Autos in den Hauskreislauf zurückgespeist werden (bidirektionales Laden).

Nach dem gleichen Prinzip können E-Auto-Akkus als Schwarmspeicher zur Stabilisierung der lokalen Stromnetze beitragen: Wenn die Solaranlagen einer Region nicht ausreichend Strom produzieren, fungieren die Batterien von Elektrofahrzeugen als dezentrale Speicher, die Strom zur Verfügung stellen. So könnte man mit dem Elektroauto sogar Geld verdienen. Bisher ist das noch in der Testphase. Neben technischen sind vor allem regulatorische Hürden zu nehmen.

EEG 2021: Keine Umlage auf Eigenstrom bis 30 Kilowatt

Das neue EEG 2021 hat die Grenze für umlagepflichtigen Sonnenstrom im Eigenverbrauch von zehn auf 30 Kilowatt erhöht. Bis 30 Kilowatt ist selbst genutzter Sonnenstrom künftig von der EEG-Umlage befreit. Für private und gewerbliche Nutzer ist es damit noch lukrativer, möglichst große Flächen mit Photovoltaik zu belegen und für E-Autos zu nutzen. Auch größere Leistungsanforderungen lassen sich dadurch abdecken.

Dieser  Beitrag von Dr. Andreas  Zumschlinge ist zuerst erschienen in photovoltaik 01/2021. Dr. Andreas  Zumschlinge ist Co-Geschäftsführer des Ladedienstleisters Parkstrom aus Berlin. Seit 2012 realisiert Parkstrom bundesweit Ladeinfrastrukturprojekte für unterschiedliche Anforderungen der Elektromobilität.