Das E-Auto in Verbindung mit einer Solaranlage laden

Bilanzielles Laden

Das Elektrofahrzeug wird geladen, ob die Sonne scheint oder nicht. Findet die Ladung tagsüber statt, wird zumindest teilweise auch Solarstrom vom eigenen Dach getankt. Solange pro Tag, Woche, Monat oder Jahr mehr Solarenergie zur Verfügung steht, also das E-Auto verbraucht, fährst du bilanziell CO2-neutral. Ob PV-Strom oder Netzstrom in der Batterie des Elektroautos landet ist nur schwer beeinflussbar.

Die Steigerung des Eigenverbrauchs ist möglich, jedoch nur unter tatkräftiger Mitwirkung des Fahrzeugnutzers.

Zeitgesteuertes Laden

Das E-Fahrzeug wird mit Hilfe einer Zeitsteuerung geladen. Über die Wallbox kann eine Start- und Stoppzeit sowie die Ladeleistung eingestellt werden. Dabei macht es Sinn, die Zeiten so einzustellen, dass diese analog zur Erzeugung der PV-Anlage sind. Das Auto wird mit PV-Strom geladen. Reicht die Leistung der Solaranalge nicht aus, wird zusätzlich auch Strom vom Netz bezogen.

Die Steigerung des Eigenverbrauchs ist möglich, jedoch kann das E-Auto nicht ausschließlich mit eigenem PV-Strom beladen werden.

Dynamisches Laden mit Solarstrom

Um ein Elektroauto ausschließlich mit dem eigenen Solarstrom zu beladen, muss die Wallbox über eine entsprechende Steuerung verfügen. Damit kann sichergestellt werden, dass wirklich nur überschüssiger Solarstrom für die Ladung des E-Fahrzeugs genutzt wird. Je nach Größe der Solaranlage dauert die Ladung unter Umständen länger, weil die Ladeleistung begrenz wird. Muss es einmal schneller gehen, kann jeder Zeit zusätzlich Strom aus dem Netz genutzt werden.

Der Eigenverbrauch wird gesteigert. Das E-Fahrzeug fährt grün und günstig mit Strom vom Dach.

Wallbox oder Ladesäule?

Wallbox

Eine Wallbox ist eine Ladestation für die Montage an der Wand (Englisch: Wall) und eignet sich für die Installation in privaten oder halb-öffentlichen Bereichen. Dabei ist oft das Ladekabel schon fest an der Wallbox verbaut. Wallboxen gibt es mit TYP 1 und TYP 2 Stecker oder auch mit Buchse. Ein Elektrofahrzeug mit einem TYP 1 Stecker kann dann mittels eines Adapterkabels (TYP 1 auf TYP 2) geladen werden.

Ladesäule

Eine Ladesäule ist dagegen meist in öffentlichen Bereichen wie z.B. Supermärkten, Parkplätzen, E-Tankstellen oder Firmengebäuden zu finden. Hier sind ein robuster Aufbau, Schutz vor Vandalismus, hohe Sicherheit, Zugangskontrolle und Abrechnung wichtige Aspekte. In den meisten Fällen sind diese Stationen mit einer TYP 2 Buchse ausgestattet. Deshalb wird ein eigenes Ladekabel benötigt.

Die wichtigsten Funktionen und Bestandteile einer Ladestation

Monitoring

Über eine Smartphone APP oder über den Webbrowser kann der Ladepunkt überwacht werden. Dabei kann der Status und die maximale Ladeleistung visualisiert werden. Auch die Ladung kann gestartet oder gestoppt werden. Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur Anbindung in verschiedene Ladenetzwerke.

Zugangskontrolle

Damit dein Ladepunkt gezielt genutzt werden kann, gibt es Zugangskontrollen. Eine einfache Version ist ein Schlüsselschalter mit dem der Ladepunkt spannungsfrei geschalten werden kann. Eine bessere Version ist eine kontaktlose RFID-Karte. Damit hat jede Karte seine eigene Kennung und die Ladesäule kann verschiedenen Nutzern zugewiesen werden.

Abrechnung

Durch einen integrierten Stromzähler in der Wallbox oder Ladesäule kann die genaue Energiemenge für jeden Ladevorgang erfasst werden. Zusammen mit einer RFID-Karte können die Energiemengen dem jeweiligen Nutzer zugewiesen werden. Dadurch ist eine genaue Abrechnung möglich. Meistens wird dabei ein Anbieter für das Abrechnungssystem eingesetzt.

Versorgungskabel

Für die Installation wird immer eine Stromleitung benötigt. Üblich ist je nach Leistungsweg eine 2,5-6mm² Leitung mit 3 oder 5 Adern. Dazu sollte noch eine Datenleitung (Netzwerkleitung >CAT 5e) verlegt werden. Damit kann ein Netzwerk oder RS485/CAN-Bus an der Ladestation bereitgestellt werden.

Personenschutz

Als Schutzeinrichtung kommt entweder ein Schutzschalter vom TYP B oder ein spezieller TYP A-EV in Frage. Wichtig: Einige Hersteller haben in Ihren Produkten diesen Schutzschalter bereits integriert, bei anderen ist ein externer FI-Schutzschalter nötig.

Elektroauto Ladestecker Übersicht

Jedes Elektrofahrzeug ist mit einer Ladebuchse ausgestattet. Je nach Hersteller und Lade-Technologie werden unterschiedliche Stecker an der Wallbox oder Ladestation für die Ladung des E-Autos benötigt.

AC Laden

DC Laden

TYP 1
1 Phasige 7,4 kW
1 x 32A

TYP 2
3 Phasige 22 kW
3 x 32A

CSS
DC Laden bis 170 kW
50 kW in der Praxis

CSS
DC Laden bis 170 kW
50 kW in der Praxis

Maximale Ladeleistung der Ladestation

Die maximale Ladeleistung ist abhängig vom Netzanschluss (Hausanschluss) an der Ladestation sowie den verbauten Leistungssicherungen im Haus. Die maximale Ladeleistung wird zudem durch das E-Auto bestimmt.

Für die AC-LAdung freigegebene Elektroautos verfügen über einen sogenannten "On-Board-Charger". Dieser übernimmt die Laderegelung und begrenzt unter Umständen die maximale Ladeleistung.

Bei der DC-Ladung befindet sich die gesamte Ladetechnik- und intelligenz in der Ladestation. Die maximale Leistung wurd durch die Ladestation bestimmt. DC-Ladestationen sind daher auch wesentlich teurer in der Anschaffung.

Übliche Anschlüsse und Ladeleistung einer Wallbox

1 phasige 16 A = maximal 3,7 kW Ladeleistung

1 phasige 32 A = maximal 7,4 kW Ladeleistung*

3 phasige 16 A = maximal 11 kW Ladeleistung

3 phasige 32 A = maximal 22 kW Ladeleistung

*Ladeleistungen über 4,6 kW benötigen wegen der Schieflast eine Genehmigung vom EVU.

Übersicht zur maximalen Ladeleistung ausgewählter Elektroautos

Renault ZOE

Tesla Model S

Nissan Leaf 1

Nissan Leaf 2

VW e-Golf

VW Golf GTE

BMW i3

Hyundai IONIQ

Smart e.d.

TYP 2

TYP 2

TYP 1

TYP 2

TYP 2

TYP 2

TYP 2

TYP 2

TYP 2

max. Ladeleistung 22 kW (dreiphasig, 32A)

max. Ladeleistung 16,5 kW (dreiphasig, 24A)

max. Ladeleistung 6,6 kW (einphasig, 32A)

max. Ladeleistung 6,6 kW (einphasig, 32A)

max. Ladeleistung 7,6 kW (zweiphasig, 16A)

max. Ladeleistung 3,7 kW (einphasig, 16A)

max. Ladeleistung 11 kW (dreiphasig, 16A)

max. Ladeleistung 6,6 kW (einphasig, 32 A)

max. Ladeleistung 22 kW (dreiphasig, 32A)

Ladezeit Elektroauto

Die Ladezeit ist abhängig von der Batteriekapazität und letztendlich der Reichweite des Fahrzeuges. Jeder Hersteller hat ein AC-Ladegerät für die Batterieladung verbaut. Teilweise kann eine höhere Ladeleistung durch eine Sonderausstattung gewählt werden. Die maximale Ladeleistung wird von dem Fahrzeug intelligent gesteuert und je nach Ladezustand der Batterie, Batterietemperatur oder auch Umgebungstemperatur wird die Leistung angepasst.

Ladestation 22 kW (3 x 32 A)          2 Stunden 21 Minuten

Ladestation 11 kW (3 x 16 A)          3 Stunden 53 Minuten

Ladestation 3,7 kW (1 x 16 A)        13 Stunden 44 Minuten

Schuko 2,3 kW (1 x 10 A)                 21 Stunden 15 Minuten

Beispiel Ladezeit Renault ZOE (Batteriekapazität 40 kWh)
Ladezustand von 15% auf 100% Ladezustand

Ladezeiten um Überblick (Beispiel Renault ZOE)

Welche Wallbox ist die Richtige?

Wir empfehlen die Ladestation auf den verbauten Wechselrichter oder das Speichersystem abzustimmen. Damit funktioniert die Kommunikation zwischen den Schnittstellen reibungslos und es wird eine optimale Effizienz erreicht.

• SMA arbeitet z.B. mit Mennekes zusammen. Die Mennekes Amtron Wallbox wird über den SMA Sunny Home Manager 2.0 gesteuert.
  
  
• E3/DC produziert seine eigene Wallbox, welche über den CAN-Bus Repeater mit den E3/DC Hauskraftwerken kommuniziert.
  
  
• Es gibt auch universale Systeme die eine eigene Messung am Netzanschlusspunkt haben. Damit kann die Wallbox von ABL zusammen mit dem Hardy Barth Smartmeter für jeden Speicher- oder Wechselrichterhersteller eingesetzt werden. Auch SmartFox lässt sich über den REG-Eigenverbrauchsregler mit allen Wechselrichtern kombinieren.
  
  
• DIe Elvi Wallbox von EVBox unterstützt derzeit noch kein dynamisches Laden, aber eignet sich bestens für bilanzielles und zeitgesteuertes Laden aus dem Netz.

Welche Wallbox passt zu welchem Wechselrichter/Steuerung/Solaranlage?

Mennekes        SMA Wechselrichter

E3/DC                E3/DC Hauskraftwerk

Smartfox          Alle Wechselrichter

EVBox               Alle Wechselrichter (kein dynamisches Laden)

Dynamische Regelung der Ladeleistung

Dynamisches Laden im Eigenheim

Über eine dynamische Regelung kann die maximale Ladeleistung der Ladestation angepasst werden. Damit kann mit reinem PV-Überschuss das Fahrzeug kostengünstig und nachhaltig geladen werden. Dabei wird die PV-Produktionsleistung und auch der aktuelle Hausverbrauch berücksichtigt und der Steuerung übermittelt.

Dynamisches Laden am Firmenparkplatz

Bei mehreren Ladestationen die über eine dynamische Regelung verfügen wird die maximale Leistung am Netzpunkt überwacht und sichergestellt. Somit können auch an einem Firmenparkplatz mehrere Ladestationen installiert werden ohne dass die maximale Netzanschlussleistung überschritten wird..

Weitere Fragen zur Ladestation

Muss der Energieversorger über die Installation einer Ladestation informiert werden?

Je nach Energieversorger gibt es andere Bestimmungen für die Informationspflicht bei der Installation einer Ladestation. In der Regel muss der Energieversorger ab einer Ladeleistung von 11 kW über die Installation einer Ladestation informiert werden. Ab 22 kW Ladeleistung besteht unter Umständen eine Genehmigungspflicht. Wir empfehlen in jedem Fall eine vorsorgliche Rücksprache mit dem zuständigen Energieversorger.

Kosten für eine DC- und AC-Ladestation

Eine AC-Ladestation kostet zwischen 1.000 bis 2.500 Euro, je nach Ausführung und Funktion. Dagegen kostet eine DC-Ladestation ca. 20.000 Euro.

Macht die Ladung aus einem Stromspeicher Sinn?

Für Eigenheime und Privatnutzer ist die Beladung eines Elektroautos aus einem Stromspeicher nicht empfehlenswert, da

• Sehr großer Speicher notwendig
• Hohe Entladeleistung notwendig
• Derzeit wirtschaftlich nicht sinnvoll

Für Gewerbetreibende kann die Beladung aus einem Gewerbespeicher aber bereits heute sinnvoll und rentabel sein.

Elektroauto als Hausspeicher

Grundsätzliche ist es eine gute Idee, die Batterie des Elektroautos gleichzeitig als Hausspeicher zu nutzen. In der Realität ist dies jedoch nur schwer vorstellbar, da

• Das Fahrzeug müsste die meiste Zeit zuhause angeschlossen sein
• Zusätzliche Belastung der Fahrzeugbatterie durch den Hausverbrauch (Verringerung der Lebendauer)
• Derzeit ist keine Kommunikation mit dem Haus möglich

Montage

Die Montagezeit ist abhängig von der gewählten Wallbox und dem Montageort, sollte jedoch nicht länger als 4 Stunden inklusive Kabelverlegung dauern. Wichtig: Die Ladestation muss von einem Fachmann (Elektriker) installiert werden und darf keinesfalls von Privatpersonen angeschlossen werden.

Montageort

Wallboxen und Ladesäulen können sowohl im Innen- als auch im Außenbereich eingesetzt werden. Sie besitzen Schutzklassen von IP44 bis IP55.