Was tun mit überschüssigem Strom? Wer eine Photovoltaikanlage besitzt, weiß, dass damit eine reiche Stromernte möglich ist. So lässt sich teils mehr Energie generieren, als gerade für den eigenen Haushalt benötigt wird. Diese überschüssige Energie kann in das Stromnetz eingespeist werden. Wer aber mit einem E-Auto unterwegs ist, hat eine lukrativere Alternative: Das PV-Überschussladen. Was es damit auf sich hat, welche Vorteile sich ergeben und welche Wallboxen dafür geeignet sind, erfährst du in diesem Beitrag.
Was ist PV-Überschussladen?
Wie wir alle wissen, generiert eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) Energie. Scheint die Sonne viel und lang, ist eine höhere Energieproduktion die Folge. Diese überschüssige Energie kann gegen Entgelt in das Stromnetz eingespeist werden. Die Preise hierfür sind allerdings verhältnismäßig gering. Wer ein Elektroauto sein Eigen nennt und dieses mit einer Wallbox von zu Hause aus lädt, hat die Möglichkeit seine ungenutzte Solarenergie dafür zu verwenden. Das ist aktuell besonders lukrativ, da die Strompreise steigen, die Einspeisevergütung für den PV-Strom aber sinkt.
Beim PV-Überschussladen wird die überzählige Energie direkt in die Wallbox geleitet und kann so zum Aufladen der Fahrzeugbatterie genutzt werden. Voraussetzung dafür ist natürlich, dass du eine Photovoltaikanlage besitzt und die Sonne scheint.
PV-Überschussladen – Wie funktioniert das?
Das Konzept des PV-Überschussladens ist denkbar einfach. Die erneuerbare Energie, welche die Photovoltaikanlage erzeugt, wird von der Wallbox verwendet. Solarpanels und der Wechselrichter, welcher Gleichstrom in netzüblichen Wechselstrom überführt, arbeiten zusammen, um Energie zu erzeugen und umzuwandeln. Statt den Strom ins Netz einzuspeisen und für einen höheren Tarif zurückzukaufen, wird er einfach selbst genutzt. Die dabei entstehende Kosteneinsparung kann bis zu 25 Cent pro selbst verbrauchte kWh betragen. Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten des Überschussladens, die sich in ihrer Komfortabilität und noch wichtiger PV-Eigenanteil-Erhöhung unterscheiden. Die wichtigste Voraussetzung ist in allen Fällen eine passende Wallbox.
Vorteile
- Eigenverbrauch von Solarstrom wird erhöht
- Energiekosten werden gesenkt
- Reduktion des ökologischen Fußabdrucks
- Höhere Energieunabhängigkeit
Was brauche ich dafür?
Für das Laden mit überschüssiger Energie werden verschiedene Komponenten benötigt. Dazu gehören zuerst einmal die Photovoltaikanlage zum Generieren und Umwandeln der Sonnenenergie. Weitere Bestandteile sind eine geeignete Wallbox und ein Wechselrichter oder Smartmeter.
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Die Überschussladung kann auf drei Arten gesteuert werden, entweder manuell, vordefiniert oder dynamisch.
Manuell/Ohne Ansteuerung
- PV-Eigenanteil muss eingestellt werden
- Keine Kommunikation zwischen Photovoltaikanlage und Wallbox
- Ladevorgang startet nach Anschluss des Fahrzeuges an die Box
- PV-Eigenanteil erhöht sich um rund 5–10 Prozent
Vordefiniertes Laden
- PV-Überschuss wird definiert
- Ladevorgang startet erst, wenn Überschuss erreicht
- Freigabesignal von Wechselrichter nötig
- PV-Eigenanteil erhöht sich um rund 10–15 Prozent
Dynamische Ansteuerung
- PV-Überschuss wird in Echtzeit gemessen
- Ladeleistung passt sich automatisch an aktuellen Überschuss an
- Kommunikation zwischen PV-Anlage und Ladestation
- PV-Eigenanteil erhöht sich um rund 25–30 Prozent
Manuelles PV-Überschussladen ohne Ansteuerung
Diese Variante wird lediglich manuell gesteuert, weshalb der Wechselrichter der PV-Anlage im Auge behalten werden muss. Sobald ein Energieüberschuss produziert wird, kann der Ladevorgang des E-Autos gestartet werden. Um den PV-Eigenverbrauch zu erhöhen, wird die Ladeleistung herabgesetzt, auf einen Wert, der dem geschätzten Überschuss entspricht. So wird auch nur die Menge an Energie verbraucht, die tatsächlich im Überschuss erzeugt wird. Allerdings reicht diese überzählige Energie, gerade bei großen Akkus, meist nicht aus, um die Batterie vollständig aufzuladen. Mit unserem Ladezeit Rechner, kannst du errechnen wie viel Zeit dein Wagen zum Laden benötigt.
Vor- und Nachteile
Vorteile
- Viele Wallboxen sind dafür geeignet
- Keine weiteren Zusätze nötig
- Vergleichsweise günstig in Anschaffung und Installation
Nachteile
- Umständlicher durch manuelle Einstellung
- Keine Kommunikation zwischen PV-Anlage und Wallbox
- PV Eigenanteil lässt sich nicht optimal steuern
Passende Wallboxen
Viele Wallboxen sind das manuelle PV-Überschussladen geeignet. Es ist aber darauf zu achten, dass der Charger eine niedrige Startleistung hat, andernfalls reicht die selbst erzeugte Menge oft nicht aus, um den Vorgang ins Rollen zu bringen. Das Auto wird einfach an die Wallbox angeschlossen, während die PV-Anlage die benötigte, überschüssig erzeugte Energie liefert. Ideal sind hier Charge mit einer geringer Startleistung. Werte ab 1,4 kW garantieren, dass auch weniger Energieüberschuss ein Ladevorgang möglich ist.
Vordefiniertes Überschussladen
Hier wird zuerst ein Grenzwert an überschüssiger Energie in kW festgelegt. Ist dieser Wert erreicht, läutet ein Signal an die Wallbox den Ladeprozess ein. Wird der Wert unterschritten, stoppt der Ladevorgang. Auf diese Weise kann der PV-Eigenverbrauch um bis zu 15 % erhöht werden. Der ganze Prozess wird durch eine Wallbox mit Freigabekontakt ermöglicht. Dieses Signal wird über Signalgeber wie ein Smart Meter, Funkschalter, Sensoren, Smart Home Zentrale, Home Energy Management System etc. an die Wallbox weitergeleitet. Auf diese Weise kommt es zu einem gewissen Maß an Kommunikation zwischen Ladegerät und PV-Anlage, die beim manuellen Laden nicht geben ist.
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Vor- und Nachteile
Vorteile
- Automatisches Starten und Stoppen des Ladevorganges
- Steigerung des Eigenverbrauchs um bis zu 15 %
- Start bei Überschreiten des definierten Grenzwertes ohne manuelle Eingabe
Nachteile
- Wallbox muss über ein Freigabesignal verfügen
- Nicht mit jedem Wechselrichter möglich
Passende Wallboxen
Damit ein Laden bei vordefiniertem Wert möglich ist, muss hier eine Wallbox gewählt werden, die sowohl einen Freigabekontakt hat, der im übrige auch als potenzialfreier Eingang bekannt ist, als auch Laden bei niedrigem Mindeststrom ermöglicht. Der PV-Überschuss ist in der Regel nicht hoch genug, um Laden mit 7,4 kW oder 11 kW zu ermöglichen. Es sollte also auf Modelle zurückgegriffen werden, die auf 1,4 kW bei einphasigem Laden starten.
Dynamisches Überschussladen
Diese Option, ist die smarteste Lösung des PV-Überschussladens, mit der die Vorteile der Photovoltaikanlage am besten ausgeschöpft werden können. Eine PV-Eigenanteil-Erhöhung von bis zu 35 % wird so möglich. Solaranlage und Wallboxen arbeiten hier besonders eng zusammen. Der erzeugte Energieüberschuss wird konstant in Echtzeit gemessen, während sich die Ladeleistung, ohne weiteres Zutun von außen, an den Überschuss anpasst. Hier ist es möglich, den Eigenverbrauch maximal zu optimieren, teuer Strom aus dem Netz muss kaum bis gar nicht bezogen werden.
An Wallboxen zum dynamischen Überschussladen werden gewisse Voraussetzungen gestellt. Das Ladegerät muss über ein externes Steuermodul beziehungsweise einen Laderegler oder Energiemanagements System gesteuert werden können. Dieser hat die Aufgabe, die Stromproduktion mit dem im Haushalt benötigten Strombedarf abzugleichen und den Überschuss an die Wallbox weiterzuleiten. Es verwaltet die Solarenergie quasi auf intelligente Art und Weise. Das Steuermodul muss mit Wechselrichter und intelligentem Zähler kommunizieren können, damit diese automatische Anpassung stattfinden kann. Bei den smarten Varianten des dynamischen Ladens kann zusätzlich eingerichtet werden, dass zuerst Haushalt, dann das Fahrzeug mit Energie versorgt wird.
Die Kommunikation zwischen Wallbox und Steuermodul findet meistens über Kabelverbindung statt. Charger, die für dynamisches Laden konzipiert wurden, ermöglichen auch eine Kommunikation per WLAN oder Funk. Außerdem besteht die Chance eines cloudbasierten, dynamischen PV-Überschussladens. Dafür sind netzwerkfähige Smartmeter nötig, welche Daten an eine Online-Cloud übertragen. Eine ebenfalls mit der Cloud verbundene Wallbox wird dann nach dem aktuellen Energieüberschuss geregelt. Prinzipiell ist wichtig, dass Wechselrichter und Wallbox in das gleiche Netzwerk gebracht werden.
Vor- und Nachteile
Vorteile
- Effizient und zuverlässig
- Ladestrom wird kontinuierlich angepasst
- Optimale Ausschöpfung des Energieüberschusses
Nachteile
- Höhere Kosten bei Anschaffung und Installation
Passende Wallboxen
Eine Wallbox für diesen Zweck muss über eine dynamische Steuerung verfügen, die von einem externen Laderegler moderiert werden kann. Zudem sollte auch hier der benötigte Mindeststrom herabgesetzt werden können. Neben Wallboxen, die zusätzlich mit externem Steuergerät und Smart Meter ausgestattet werden müssen, sind auch Charger mit integriertem PV-Überschussladen erhältlich, die für diesen Zweck konzipiert wurden.
- 3 Lademodi: ECO, ECO+ und FAST
- Kompatibel mit PV- Analgen und Kleinwindanlagen
- Timer Funktion programmierbar
- Integriertes WLAN und Ethernet-Port
- Tastengesteuertes Display
- 3,7/4,3/11/22 kW
- RCD AC und DC“]
Wallboxen nachrüsten
Wenn du bereits eine Wallbox besitzt und zukünftig vom PV-Überschussladen profitieren willst, musst du dir nicht unbedingt eine neue Wallbox zulegen. Du hast auch die Möglichkeit dein Ladegerät nachzurüsten. Der Wechselrichter der Photovoltaikanlage kann in vielen Fällen direkt mit einer Wallbox kommunizieren, wenn diese über ein passendes Kommunikationsprotokoll verfügt.
Doch nicht jeder Wechselrichter ist mit so einer Kommunikationsschnittstelle ausgestattet. In diesen Fällen, wird ein externes Energiemanagementsystem benötigt. Steuerungseinheit und Charger kommunizieren miteinander. Der Stromüberschuss wird dabei über einen Energiemesser analysiert um eine dynamische Steuerung zu ermöglichen.
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Für welche Wallbox Variante soll ich mich entscheiden?
Welche Wallbox Variante beziehungsweise Art des PV-Überschussladens, die richtige ist, muss individuell entschieden werden. Die manuelle Ausführung ist am günstigsten. Die meisten Wallboxen auf dem Markt eignen sich dazu, vorausgesetzt die Startleistung des Chargers ist nicht zu hoch angesetzt. Allerdings ist das manuelle Überschussladen am ineffizientesten und gleichzeitig am aufwendigsten. Wer seinen PV-Eigenstromanteil am effizientesten erhöhen und die selbst produzierte Energie optimal nutzen möchte, setzt auf das dynamische Laden. Auch wenn hier die Kosten für Charger und Installation am höchsten sind, ist es die zukunftsorientiertes Option, die den höchsten eigen Anteil an Energie bringt.
Prinzipiell lässt sich sagen, dass sich die manuelle Variante für technikaffine Personen eignet, die Zeit und Geduld haben die Anlage ständig zu überwachen und bei passenden Überschusswerten zur Tat zu schreiten. Das Überschussladen mit vordefinierten Grenzwerten ist bequemer erreicht aber auch nicht die höchste Ausschöpfung der überschüssigen Energie. Die dynamische Variante ist am simpelsten, nach der Installation arbeitet sie automatisch und besonders effektiv, hat aber eben ihren Preis.
FAQ: Häufig gestellte Fragen zum PV-Überschussladen
Wann lohnt sich das PV-Überschussladen?
Die photovoltaische Überschussladung lohnt sich grundsätzlich nur dann, wenn bereits eine PV-Anlage installiert oder in Planung ist. Aber auch dann spielt in erster Linie die erzeugte Energiemenge eine Rolle. Zum Überschussladen, sollte diese oft größer als benötigt ist, damit sich das Laden des Elektroautos auch tatsächlich lohnt.
Kann ich meine Wallbox zum PV-Überschussladen nachrüsten?
Je nach Wallbox ist es möglich, diese zum intelligenten PV-Überschussladen nachzurüsten. Dafür wird eine externe Steuerung benötigt. Wenn der Wechselrichter keine Überschusswerte zur Verfügung stellt, wird zudem ein zusätzliches Messmodul benötigt, beispielsweise ein Smart Meter. Die eingesetzten Geräte, müssen in der Lage sein, miteinander zu kommunizieren.
Wie kommunizieren PV-Anlage und Wallbox?
Abgesehen von manuellen Überschussladen, kommunizieren Wallbox und PV-Anlage für einen intelligenten Ablauf miteinander. Der Wechselrichter, quasi das Herzstück der PV-Anlage und der Charger kommunizieren über Kommunikationsschnittstellen miteinander. Sollte der Wechselrichter keine solche besitzen, lässt sich dieses Problem durch ein externes Energiemanagementsystem beheben.
