Per Wallbox Photovoltaik-Strom laden – Das müssen Sie wissen

11. Mai 2022
Mit einer Solaranlage selbst Strom zu erzeugen, macht nicht nur unabhängiger von steigenden Brennstoffpreisen, sondern leistet auch einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Gleiches gilt für das Fahren von Elektroautos. Praktischerweise lassen sich die beiden miteinander verbinden. Dafür müssen Sie lediglich eine Wallbox mit der PV-Anlage koppeln. Richtig geplant werden Wallbox und Photovoltaik zu einer lohnenswerten Kombination.
Dieser Artikel wurde von
Ariane Müller für www.Solaranlagen-Portal.com verfasst.
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PhotovoltaikWallboxWallbox mit Photovoltaik

Die wichtigsten Fakten zu der Kombi Wallbox & Photovoltaik

Mittels einer am Haus befindlichen Wallbox können Sie Ihr Elektroauto mit dem auf dem Dach erzeugten Solarstrom laden. | Bild: © Herr Loeffler / Adobe Stock


Die richtige Dimensionierung einer Solaranlage fürs Elektroauto

Zunächst einmal müssen Sie sicherstellen, dass Ihre PV-Anlage für den Stromverbrauch eines Elektroautos ausgelegt ist. Dabei spielt es eine Rolle, ob Sie bereits Solarstrom erzeugen oder erst Solarmodule installiert wollen.

Bei einer bestehenden Photovoltaik-Anlage kommt es darauf an, ob diese nur Ihren Haushaltsbedarf decken kann oder gleich etwas größer geplant wurde. Schließlich wollen Sie während des Ladens Ihres E-Autos nicht Kühlschrank, Lampen und Co. ihrer Stromquelle berauben müssen. Reicht also die gewonnene Solarenergie nicht für zusätzliche Abnehmer aus, werden Sie um eine Erweiterung Ihrer Solarfläche nicht herumkommen.

Überlegen Sie hingegen noch, sich eine Photovoltaik-Anlage zuzulegen, über die Sie dann ein Elektroauto mit Solarstrom laden, können Sie dessen Verbrauch gleich von Anfang an mit einplanen. Dafür müssen Sie wissen, wie hoch der Bedarf des jeweiligen Modells ist und welche Strecke sie damit im Jahr zurückgelegen werden.

Im Durchschnitt verbrauchen Elektroautos um die 17 Kilowattstunden (kWh) je 100 Kilometer. Die durchschnittliche Laufleistung beträgt 12.000 Kilometer. Aus diesen Werten ergibt sich ein jährlicher Stromverbrauch von rund 2.000 kWh. Da bei einer Solaranlage 1.000 kWh einer Leistungsspitze von 1 Kilowatt-Peak (kWp) entsprechen, benötigen Sie in diesem Fall eine PV-Leistung von 2 kWp.

Ein höherer Stromverbrauch Ihres E-Autos oder mehr zurückzulegende Kilometer können eine größere Auslegung erfordern. Generell empfiehlt es sich, die Solaranlage eher etwas größer zu dimensionieren. Zum einen, weil die Kosten von PV-Anlagen mit steigender Kilowatt-Peak-Zahl sinken. Zum anderen, weil eine größere Anlage mehr Ertrag bringt und dadurch ein höherer Solarstromanteil für die Autobatterie möglich ist.

Eine Photovoltaik-Anlage mit 7 kWp reicht aus, um den Strombedarf von einer vierköpfigen Familie und deren Elektroauto zu decken. | Grafik: © Bundesverband Solarwirtschaft


PV-Überschussladen nach Strom-Verfügbarkeit ausrichten

Größere Solaranlagen bedienen im ersten Schritt den im Haushalt anfallenden Strombedarf. Erst wenn die dortigen Geräte versorgt sind, kann der noch zur Verfügung stehende Überschuss zum Laden verwendet werden. Je energiesparender die Abnehmer im Haus sind, desto mehr Strom bleibt fürs Elektroauto übrig.

Inwieweit sich dessen Batterie dadurch füllen lässt, hängt stark vom Ladezeitpunkt ab. So erreichen Sie dann den höchsten Solarstromanteil, wenn Sie sich beim Überschussladen per Wallbox nach der Verfügbarkeit des PV-Stroms richten. Dafür müssen Sie Ihr Fahrzeug vor allem tagsüber anschließen. Kommen Sie unter der Woche hingegen erst abends zum Laden, wird außerhalb der Sommermonate nicht mehr genug Überschuss zur Verfügung stehen.

Wie viel an Solarstrom zu welcher Uhrzeit zusammenkommt, hängt auch mit der Dachausrichtung der Solaranlage zusammen. So erzielen Sie mit einer nach Süden gerichteten Anlage zwar den meisten Ertrag. Für das Laden Ihres Elektroautos in den Abendstunden ist jedoch eine West-Ausrichtung besser geeignet, da diese ihre Spitzenlast erst am Nachmittag erreicht.


Mit intelligenter Wallbox Photovoltaik-Bezug erhöhen

Des Weiteren lässt sich die solare Ausbeute mit einem Energiemanagement-System steigern. Durch Erfassung des Bedarfs der einzelnen Abnehmer und der gerade erzeugten Strommenge sorgt es für eine optimale Stromverteilung. Manche Smart Energy-Systeme beziehen in ihre Berechnung auch regionale Wetterdaten und das persönliche Verbrauchsverhalten mit ein. Dies ermöglicht es, Elektroautos auch in Zeiten geringerer PV-Erträge zu betanken.

So startet der Ladevorgang für das Elektroauto automatisch, sobald die vorher der Wallbox oder mittels einer App definierte Mindestladeleistung verfügbar ist. Dabei spielt es eine Rolle, ob 1-phasig oder 3-phasig geladen werden soll. So kann 1-phasiges PV-Überschussladen bereits bei einer Leistung von 1,4 kW beginnen. Für eine 3-phasige ladende Wallbox bedarf es hingegen mindestens 4,2 kW.

1-phasig zu laden, dauert zwar länger, kann jedoch schon bei einem geringen Überschuss stattfinden. Einige Wallboxen sind auch zu automatischer Phasenumschaltung in der Lage, je nachdem, wie viel PV-Leistung zur Verfügung steht. In jedem Fall braucht es zur Verwendung eines Energiemanagement-Systems eine damit kompatible Wallbox.

Wie stark eine solche intelligente Wallbox den Photovoltaik-Bezug steigert, hat die ETH Zürich in einer Modellstudie herausgefunden. Dieser zufolge lässt sich ohne Steuerung nur ein Deckungsgrad von 15 Prozent erreichen. Mit Smart Charging hingegen können Sie ein Elektroauto zu 56–90 Prozent mit eigenem Solarstrom laden.


Stromspeicher fürs Elektroauto nur bedingt empfehlenswert

Streben Sie an, nahezu ausschließlich per Wallbox Photovoltaik-Strom zu tanken, brauchen Sie dafür einen Solarstromspeicher. Dessen Kapazität sollte mindestens 1 kWh pro 1.000 kWh Stromverbrauch betragen. Soll hauptsächlich über Nacht geladen werden, bedarf es eher einer Speicherkapazität von 1,5 kWh pro 1.000 kWh. Da die Preise für Stromspeicher bis 5 kWh jedoch je Kilowattstunde höher sind als bei größeren Speichern, sollten Sie keinen allein fürs Elektroauto anschaffen.

Bei größeren Photovoltaik-Anlagen kann Ihnen ein entsprechend dimensionierter Stromspeicher aber durchaus eine Solardeckung von über 80 Prozent einbringen. In Verbindung mit einem Energiemanagement-System sind sogar bis zu 99 Prozent möglich, wie die ETH Zürich herausgefunden hat. Die Forscher bemängeln allerdings die Menge an CO2, die bei der Herstellung von Speichern entsteht.

Ein weiterer Nachteil ist, dass beim Be- und Entladen eines Speichers Energie verloren geht. Durch die dabei stattfindenden Umwandlungsprozesse kommt bis zu 20 Prozent weniger Strom beim Elektroauto an als von der Solaranlage erzeugt wird. Mit einer intelligenten Wallbox den Photovoltaik-Strom direkt zu laden, ist daher energetisch effizienter.


Klarer Preisvorteil beim Solarstrom

Die Verwendung eines Speichers wirkt sich auch auf den Strompreis aus. So hat das Fraunhofer Institut in einer Studie zu den Stromgestehungskosten erneuerbarer Energien (Anschaffungs- und Betriebskosten in Relation zum Ertrag über einen Zeitraum von 20 Jahren) errechnet, dass bei PV-Anlagen die Kosten je nach Größe und Sonneneinstrahlung bei 3,12–11,01 Cent je kWh liegen.

In Verbindung mit einem der Anlage entsprechenden Stromspeicher ergeben sich Gestehungskosten von 5,24–19,72 Cent je kWh. Selbst dann ist Solarstrom aber noch um einiges günstiger als aus dem Netz bezogener. Und laut der Prognose der Forscher ist ein weiteres Absinken der Gestehungspreise zu erwarten.

Je größer die PV-Anlage, desto niedriger sind die Kosten des Solarstroms. | Grafik: © Fraunhofer ISE

Steigen die Kosten für Netzstrom weiter an, wird Solarstrom also in Zukunft noch rentabler. Tanken Sie über Ihre Wallbox Haushaltsstrom, zahlen Sie derzeit durchschnittlich 36 Cent je kWh (Stand: März 2022). Mit einem Ökostromtarif können Sie aber zumindest sicherstellen, dass auch dieser Strom aus erneuerbaren Energien stammt.

Bei öffentlichen Ladesäulen ist dieser Aspekt hingegen nicht immer gegeben. Deren Benutzung ist außerdem mit höheren Kosten verbunden (Ausnahme: das kostenlose Laden auf einigen Supermarkt-Parkplätzen). Wie hoch die im Einzelnen ausfallen, hängt von dem jeweiligen Anbieter ab.

So reicht die Spanne von 29–79 Cent pro kWh. Der günstigere Preis ist dabei meist Kunden, die bei dem Unternehmen einen Haushaltstarif gebucht haben, vorbehalten. Zusätzlich werden oft noch monatliche Grundgebühren für die jeweilige Ladekarte, Kosten pro Ladevorgang oder Aufpreise fürs Überschreiten der Maximalladedauer fällig.

Kosten je kWh

PV-Strom

Haushaltsstrom

öffentlicher Ladesäulen-Strom

3,12–11,01 Cent

ø 36 Cent

29–79 Cent (+ Zusatzgebühren)

Zuhause zu laden ist somit nicht nur bequemer, sondern bringt Ihnen auch geringere Kosten sowie Gewissheit in Bezug auf die Stromherkunft. Wenn Sie Ihre Wallbox mit einer PV-Anlage koppeln, haben Sie nicht nur das gute Gefühl, Ihr Elektroauto mit eigenem Solarstrom laden zu können, auch vom Preis her ist diese Art des Tankens unschlagbar.


Womit Sie am besten laden

Lediglich bei der Ladegeschwindigkeit bieten manche öffentliche Ladesäulen einen Vorteil. So bekommen Sie Ihren Akku an einer Schnellladestation in weniger als einer Stunde vollgetankt. Dafür muss Ihr Fahrzeug aber auch für eine Leistungszufuhr von 50–150 kW ausgelegt sein. Und all zu oft sollten Sie das Schnellladen auch nicht praktizieren, da sonst die Lebensdauer des Akkus darunter leidet.

An öffentlichen Ladestationen mit 10–22 kW brauchen Sie ungefähr 2–4 Stunden für eine Vollladung. Dies können Sie aber auch mit entsprechenden Wallboxen erreichen. Beträgt deren Ladeleistung 3,7 kW, dauert es rund 6 Stunden. Im Gegensatz zum Stromtanken in der Stadt oder an einer Raststätte verfügen Sie zuhause jedoch meist über ausreichend Zeit.

Dort wäre es theoretisch auch möglich, Ihr Elektroauto direkt an der Steckdose zu laden. Davon ist jedoch abzuraten, da diese dafür nur 2,3 kW zur Verfügung stellen kann und sich der Ladevorgang so auf 8–14 Stunden erstrecken würde. Ist Ihre Hauselektrik nicht auf eine solche Dauerbelastung ausgelegt, kann es zu Kabelbränden kommen.

Das Laden über eine Wallbox bietet da mehr Sicherheit. Sie muss dafür aber auch von einem Fachbetrieb installiert werden. Dieser übernimmt meist auch die benötigte Anmeldung der Wallbox beim Netzbetreiber. Entscheiden Sie sich für eine 22 kW-Ladeleistung, brauchen Sie dafür zusätzlich dessen Genehmigung. Die kann er Ihnen verweigern, wenn deren Betrieb zu einer Netzüberlastung führen würde.

Denn selbst, wenn Sie das Laden Ihres Elektroautos mit eigenem Solarstrom anstreben, dürften Sie bei einer Ladeleistung von 22 kW auf Netzstromergänzung angewiesen sein. Mit einer 11 kW-Wallbox erreichen Sie nicht nur einen höheren PV-Stromanteil, Sie ersparen sich auch die Genehmigung des Netzbetreibers und bekommen Ihren Akku in einem alltagstauglichen Zeitraum vollgetankt.

Nutzung der Solaranlage fürs Elektroauto erhöht deren Wirtschaftlichkeit

Wenn Sie eine Wallbox mit der PV-Anlage koppeln, bringt Ihnen das nicht nur günstigen und sauberen Strom für Ihr Elektroauto, der zusätzliche Abnehmer lässt auch die Anlage wirtschaftlicher werden. So steigt durch dessen Anschluss der selbstgenutzte Stromanteil automatisch von rund 30 auf über 50 Prozent.

Eine Erhöhung des Eigenverbrauchs rentiert sich insbesondere bei neueren Solaranlagen. Lohnte es sich in der Vergangenheit noch, den nicht genutzten Stroms ins Netz einzuspeisen, ist die Einspeisevergütung inzwischen stark gesunken. Gleichzeitig fand ein Anstieg der Stromkosten statt. Je mehr des selbst produzierten Stroms Sie also auch selbst verbrauchen, desto weniger müssen Sie aus dem Netz hinzukaufen. Das gilt sowohl für den Bedarf im Haushalt als auch den Ihrer Auto-Batterie.

Lag die Einspeisevergütung für Solarstrom im April 2012 noch bei 19,5 Cent je kWh, beträgt sie im April 2022 nur noch 6,53 Cent je kWh. Daher ist es wirtschaftlicher, damit sein Elektroauto zu betanken. | Grafik: © Solaranlagen-Portal


Fazit

Über eine Wallbox Photovoltaik-Strom zu tanken, bringt Ihnen somit mehr Autarkie, finanzielle Ersparnisse und das gute Gewissen, mit sauberer Energie zu fahren. Übrigens kommen nicht nur Eigenheimbesitzer in diesen Genuss. Da im Mehrfamilienhaus Anspruch auf eine Wallbox besteht, können Sie, sollte das Mehrfamilienhaus über eine PV-Anlage verfügen, auch als Mieter oder Wohnungseigentümer Ihr Elektroauto mit Solarstrom laden.

Sollte das noch nicht Anreiz genug sein, haben Sie vielerorts auch noch die Möglichkeit durch Land, Kommune oder Energieversorger Förderung für die Wallbox zu erhalten. Denn Elektromobilität gewinnt immer mehr an Bedeutung. Eine eigene Ladestation zu besitzen, bietet da Unabhängigkeit von der öffentlichen Ladeinfrastruktur und mehr Komfort bei der Wahl des Ladezeitpunkts.

Stimmen Sie diesen auf die Lastspitzen Ihrer Solaranlage ab, sind Sie in der Lage, Ihr Elektroauto zu einem großen Teil mit PV-Strom zu versorgen. Unterstützen Sie Ihre Wallbox mit einem Energiemanagement-System und einem Speicher, erreichen Sie eine nahezu vollständige Deckung von dessen Strombedarf. Mit der richtigen Planung werden Wallbox und Photovoltaik zu sich perfekt ergänzenden Partnern.

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