Strom von der eigenen Solaranlage laden

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Vorbemerkung

Das Laden des eigenen Stroms von der eigenen Solaranlage ist eine wunderbare Möglichkeit, die Fahrkosten eines eAutos zu minimieren. Je nach Berechnung / Ansicht kostet die kWh vom eigenen Dach so gerade mal die entgangene Einspeise-Vergütung oder gar nichts.

Noch viel wichtiger erscheint es in heutigen Zeiten jedoch, den klimafreundlichsten Strom ins eAuto zu laden, damit das eAuto tatsächlich klimaneutral unterwegs ist. Und beim Thema Klimafreundlichkeit ist der Solarstrom vom eigenen Dach ganz vorn dabei - dafür müssen nicht einmal die Stromnetze ausgebaut werden.

Für manche ist es auch wichtig, daß die Solarernte vom eigenen Dach möglichst zu 100 % selbst verbraucht wird - Stichwort Eigenverbrauch. Das trifft meist auf die zu, die ihre Solaranlage bereits jenseits der Einspeisevergütung betreiben.

Zuerst aber ein Hinweis: wer sich mit den Grundlagen des heimischen Ladens noch nicht so gut auskennt, sollte jedoch erst einmal hier im Wiki die Grundlagen, die Seite über Ladeleistung und Ladestecker und danach auch den Ratgeber "Zu Hause laden" durchlesen. Insbesondere betrifft das diejenigen, die denken eine Wallbox sei das Ladegerät für's eAuto.

Und schließlich noch eine schlechte Nachricht für die vielen Balkonkraftwerkbetreiber da draußen: ein Balkonkraftwerk hat viel zu wenig Leistung um ein eAuto mit Solarüberschuß zu laden. Nichtsdestotrotz schadet es nicht eines zu installieren wenn man z.B. nur Mieter ist und keine größere Solaranlage installieren kann. Denn wenn die Sonne scheint unterstützen die erlaubten 800 Watt Wechselrichterleistung die Ladung auch etwas. (Und die erlaubte Modulleistung in D ist ja ab Mitte 2024 nun 2000W ;-) s.a. die Diskussion im Forum)

Wallbox oder reicht ein Schuko-Ladekabel?

Es kommt drauf an - wie bei allem im Leben. Bei einer recht kleinen Solaranlage, wie einem Balkonkraftwerk, ist ein Schukoladekabel sicher keine schlechte Idee - insbesondere auch aus ökonomischer Sicht. Der minimale Strom mit dem das eAuto geladen werden kann, beträgt nämlich 6 A. Die Schukoladekabel sind jedoch meist fix auf 10 A eingestellt. Für kleines Geld gäbe es auch chin. Schukoladekabel bei denen man den Ladestrom auf 6A verstellen kann, falls dies beim Boardcomputer des Autos nicht möglich ist.

Hat man zu Hause eine Photovoltaik, so wählt man eine Wallbox bei der man den Ladestrom verstellen kann, und ein dazu passendes Smartmeter im Hausverteiler, um eine "PV geführte Überstromladung" zu realisieren.(Leider ist die Smartmeter Schnittstelle der österreichischen Smartmeter nicht einfach auszulesen, weshalb man ein zusätzliches Smartmeter installieren muss, dass aber nicht viel kostet. Die dazu passende Wallbox wird von der Förderung bezahlt.)

Wenn man nicht zu Hause arbeitet, dann steht das Auto aber sowieso nicht bei der PV, wenn die Sonne scheint. Bei den Heute verwendeten großen Akkus mit einer Reichweite von 300km und mehr, und großen PV-Anlagen mit >5kWp bzw. >5000kWh/a und mehr, reicht es dann aber sowieso zumeist, wenn man das Auto am Wochenende volllädt.
Am Wochenende steckt man dann das Auto entweder händisch über Mittag ein und aus, oder programmiert einmal den Wochenplaner des Boardcomputers. Was auch beim Laden an einer Haushaltssteckdose, mit dem vorhandenen Schuko auf Typ2-Ladeziegel, problemlos funktioniert.

Bei den in der EU, außer in D, flächendeckend ausgerollten Smartmetern sind auch stundenbasierte Stromtarife möglich (z.B. aWATTar hourly bei mir in Ö), und dann lädt man am Wochenende zu den Stunden wo der Energiepreis nahezu Null ist den überschüssigen Ökostrom der netzseitigen PV-Anlagen mit der max. Ladeleistung des Boardladers, bei min. rel. Ladeverlusten.

Umschaltung 3-phasig auf einphasig

Zu Anfang sei darauf hingewiesen, daß nicht jedes Ladegerät im eAuto, das dreiphasig laden kann, die Umschaltung während der Ladung von drei auf eine Phase und anders herum auch verkraftet. Gerade bei der Zoe bis 2019 (?) oder den ersten dreiphasigen Hyundai waren oftmals sehr teure Ersatzladegeräte (OBC) fällig als dies versucht wurde.

Es gibt jedoch einige Wallboxen, die eine Umschaltung von 1 auf 3 Phasen beherrschen, indem durch zusätzliche Schaltrelais bzw. Schütze umgeschaltet wird. Man könnte jetzt meinen - das ist ja dann die Superlösung für bestmögliches solares Laden. Jedoch sollte man bedenken, daß die Umschaltvorrichtung diese Wallboxen teurer macht. Weiterhin wird während der Umschaltung die Ladung für eine bestimmte Zeit mechanisch unterbrochen. - D.h. 0 kW für 20 - 40 Sekunden je nach Wallbox. Somit ist in dieser Zeitspanne zwar Leistung vom Dach theoretisch vorhanden, jedoch wird diese eingespeist und nicht der Eigenverbrauch erhöht.

Abseits der automatischen Lösungen kann man auch relativ einfach mit Hilfe eines Nockenschalters (1-0-3) vor dem Laden die Anzahl der Phasen entsprechend des erwarteten Solarertrags während der Ladung einstellen. Meist wird dann vom Herbst über den Winter, bis hin zum Frühjahr der Schalter auf einphasig stehen bleiben. Es dürfte auch die Bedienung nicht allzu sehr erschweren, wenn man vor dem Laden statt das Handy rauszukramen und es in der Wallbox-App einzustellen, einfach an der Wallbox den Schalter umlegt. Das Bedürfnis es im Handy einstellen zu können dürfte mit der Nerdigkeit des Wallbox-Betreibers direkt zusammenhängen ;-)

Einige, deren Wallbox mit 3 einzelnen Sicherungen angeschlossen ist, gehen auch den Weg über den Sicherungskasten und schalten, vor dem Laden dort gezielt die Leitungen für die Phasen 2 und 3. Das bringt jedoch Probleme im Fehlerfall, daß nur die Sicherung einer Phase auslöst und die beiden anderen Leitungen dann wider Erwarten noch unter Spannung stehen. Heutzutage werden dreiphasige Wallboxen nur noch über 3 polige Schutzschalter abgesichert, bzw. in Österreich werden sowieso alle dreiphasigen Verbraucher über 4 polige 3L+N Leitungsschutzschalter abgesichert.

Generelle Funktion der solaren Überschussladung

Die hierfür benötigte Steuerung muß Stromverbrauchs-Daten auslesen und berechnen können, um den aktuell produzierten Überschuß-Strom, der im Regelfall eingespeist wird, der Wallbox zum Laden zuzuweisen. Grundsätzlich gibt es folgende Möglichkeiten:

1. Entweder: Man installiert einen bidirektionalen Zähler am Übergabepunkt des Hausanschluss. Wenn dieser Zähler negative Werte anzeigt, speisen Sie ein und dieser Strom steht dem Überschussladen zur Verfügung. Als Zähler eignen sich z.B. Modbus-Zähler oder Smart-Meter-Zähler der Solaranlage (z.B. SMA Homemanager 2.0, Kostal Power Meter, E3/DC Netzbezugszähler, etc.).

2. Oder: Man misst den Hausverbrauch ohne Wallbox(en) und ohne die Erzeugungsleistung. Und misst die Erzeugungsleistung mit einem separaten Zähler wie z.B. Shelly 3EM (pro), bzw. holt die direkt vom Wechselrichter. Die Steuerung zieht dann von der Erzeugungsleistung den Hausverbrauch ab und stellt die restliche Leistung zum Laden zur Verfügung.

Zusätzliche Überlegungen in Verbindung mit einem Hausspeicher

Deutlich komplizierter ist es, wenn im Haus auch noch ein Hausspeicher verbaut ist. Etliche Systeme berücksichtigen über DC-angebundene Akkus (also via Hybrid-Wechselrichter) ganz gut. Bei AC-angebundenen Akkus mit eigenem Wechselrichter wird es deutlich schwieriger. Da ist das Verhalten des Gesamtsystems mitunter nicht vorhersehbar. Hier findet man Beispiele für intelligente Regelungen.

Zudem sollte man sich vorher Gedanken darüber machen, ob der Hausspeicher überhaupt zur Ladung des eAutos herangezogen werden soll. Da gibt es sowohl Gründe die dagegen sprechen wie z.B. ein erhöhter Verschleiß des Hausspeichers durch vermehrte Ladehübe. Auch der zusätzliche Wirkungsgrad-Verlust durch zweimaliges Speichern ist ein starkes Argument dagegen.

Dafür spricht insbesondere bei kleineren Solaranlagen, daß im Herbst oder Frühjahr erst durch den Hausspeicher ggf. der Mindeststrom von 6 A erreicht werden kann oder bei durchziehenden Wolken die Ladung nicht immer wieder unterbrochen werden müßte. In jedem Fall muß die intelligente Ladesteuerung von dem Batteriespeicher im Haus wissen und auch wissen, ob dieser gerade geladen oder entladen wird.

Auch muß unbedingt in so einem Fall geklärt werden, wer in dem System der Chef ist - das Hausspeichersystem oder die intelligente Ladesteuerung. Ansonsten stören sich die beiden Regelungen ständig gegenseitig und es entsteht ein Gesamtsystem, das ständig sinnlos herunter und hinauf regelt. Das hängt auch direkt mit der Regel-Geschwindigkeit der beiden Systeme zusammen.

Bitte folgende Liste weiter ergänzen: