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 600 (bald 800) Watt die Ladung auch etwas. (Siehe auch die Diskussion im Forum.)

Wallbox oder reicht ein Schuko-Ladekabel?

Es kommt drauf an - wie bei allem im Leben. Bei einer recht kleinen Solaranlage 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 meist von Haus aus auf 8 oder 10 A eingestellt, manche lassen sich auch umschalten.

Bei einer dreiphasigen Wallbox ergibt der Mindeststrom von 6 A dann gleich mal etwas über 4 kW Mindestleistung, die die Solaranlage liefern muß, damit das eAuto überhaupt zu laden beginnt. Liefert die Solaranlage weniger wird entweder von einer intelligenten Steuerung die Ladung unterbrochen, oder die Ladung findet mit einem Anteil von Strom aus dem Netz statt. Rein ökologisch betrachtet ist das nicht komplett doof, da ja meistens dann die Solaranlagen in der näheren Umgebung ebenfalls gerade Strom produzieren, und somit zu diesem Zeitpunkt von ausreichend klimaneutralem Strom im Netz ausgegangen werden kann.

Wer jedoch die Maxime hat, möglichst viel / nur eigenen Strom zu verfahren, macht das bei einer kleinen Solaranlage besser mit einer einphasigen Ladung. Hier läßt sich bei einer regelbaren Wallbox die Leistung zwischen 1,4 kW und 3,7 kW variieren (bzw. 7,4 kW falls das Onboard Ladegerät Ströme bis 32 A beherrscht). Auch im Hinblick auf eine mittelgroße Solaranlage wird es - zumindest in den Übergangs-Jahreszeiten - wichtiger sein, mit der Ladeleistung auch mal bis 1,4 kW runterzugehen als immer erst bei 4,2 kW Leistung vom Dach die Ladung zu starten.

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 einige Wallboxen, die eine automatische Umschaltung von 1 auf 3 Phasen beherrschen. Man könnte jetzt meinen - das ist ja dann die Superlösung für bestmögliches solares Laden. Jedoch sollte man bedenken, daß die automatische Umschaltung bei den meisten Wallboxen zusätzliches Geld kostet. Weiterhin wird während der Umschaltung die Ladung für eine bestimmte Zeit komplett eingestellt - 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 dort gezielt die Leitungen für die Phasen 2 und 3 ab. 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. Im blödesten Fall kann das tödlich enden und heutzutage werden dreiphasige Wallboxen nur noch über dreiphasige Lasttrennschalter abgesichert, oder die drei einphasigen mit einer Drahtbrücke zusammengeschaltet.

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. Hierzu 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, 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.

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.

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