Wallbox und Photovoltaik: Wie funktioniert das Zusammenspiel?

Wie funktioniert eine Wallbox mit Photovoltaik?

Die intelligente Wallbox ist das Herzstück für das Laden mit Solarstrom. Sie ermöglicht die optimale Nutzung des Eigenverbrauchs von Photovoltaik. Dafür wird die Wallbox mittels Kommunikationsschnittstelle mit der PV-Anlage verbunden. Dabei verwenden die Wallboxen überwiegend nur überschüssigen Solarstrom. Das verhindert die Netzeinspeisung des Solarstroms und mindert den Netzbezug.

Das PV-Überschussladen kann manuell, vordefiniert oder dynamisch erfolgen.

Manuell: Man prüft manuell, ob ein PV-Überschuss vorliegt. Wenn ein Überschuss vorhanden ist, kann man den Ladevorgang via App starten. Hier stellt man die Ladeleistung so ein, dass sie dem geschätzten Überschuss entspricht. Diese Methode ist nicht sehr genau oder effizient, aber sie erfordert keine zusätzlichen Komponenten oder Installationen.
Vordefiniert: Man kann einen festen Schwellenwert festlegen, ab dem die Wallbox automatisch laden soll. So kann man beispielsweise festlegen, dass der Ladevorgang erst dann beginnt, wenn die Solaranlage einen Leistungsüberschuss von mindestens 3 Kilowatt erzeugt. Diese Option ist einfach und kostengünstig, aber nicht sehr flexibel und effizient.
Dynamisch: Das intelligente Steuerungssystem erkennt den Stromfluss und passt die Ladeleistung kontinuierlich auf Basis des PV-Überschusses an. Man kann die Wallbox nach Belieben einstellen, so dass die Wallbox nur den vorgegebenen Prozentsatz des PV-Überschusses zum Laden verwendet. Diese Option ist bequem und optimal, aber auch etwas komplex.

Intelligente Steuerung für die Nutzung von Solarstrom

Wallboxen mit intelligenter Steuerung erkennen automatisch, ob sie eine oder drei Phasen zum Laden verwenden sollen, wodurch die Nutzung des Solarstroms noch effizienter wird.

Besonders bei Wechselwetter oder schwankendem Hausverbrauch zeigen intelligente Steuerungssysteme ihre Stärke. Sie verhindern eine Überlastung des Netzes und Störungen im Ladeverfahren, die sich aus zu häufigen Start- und Stoppvorgängen ergeben können. Sie erhalten die Ladevorgänge aufrecht, indem sie die minimale Ladespannung von 6 Ampere pro Phase gewährleisten. Das entspricht einer Stromleistung von 1,4 Kilowatt pro Phase oder 4,2 Kilowatt bei Nutzung aller drei Phasen.

Überschüssigen Solarstrom speichern und nutzen

Besonders interessant ist die Ergänzung der PV-Anlage um einen PV-Speicher. Ohne Speicher kann man nur dann mit Solarstrom laden wenn die PV-Anlage Strom produziert. Der Speicher speichert überschüssigen Strom während der Erzeugungszeiten, den man dann zu einem späteren Zeitpunkt zum Laden des E-Autos oder im Haushalt verwenden können.

Ein Stromspeicher erfordert zwar eine höhere Investition, es erhöht aber die Vorteile der Kombination von Wallbox und Photovoltaik.

Vorteile von Kombination aus Wallbox und Photovoltaik

Die Nutzung von Sonnenenergie zum Laden von Elektrofahrzeugen hat viele Vorteile. Sie erhöht die Effizienz der Photovoltaikanlage und bietet finanzielle und ökologische Vorteile.

Kostenersparnis

Die Nutzung von Solarstrom zum Laden von Elektroautos führt im Vergleich zum Laden über das Stromnetz zu erheblichen Kosteneinsparungen.

Bei einer jährlichen Fahrleistung von 15.000 Kilometern und einem durchschnittlichen Stromverbrauch von 15 Kilowattstunden pro Ladevorgang kann man rund 550 € pro Jahr sparen. Für diese Annahme gilt ein Strompreis von 35 Cent pro Kilowattstunde und Stromgestehungskosten von 10 Cent pro Kilowattstunde.

Das Laden mit Netzstrom kostet etwa 5,25 Euro pro 100 km,
Das Laden mit Solarstrom kostet nur circa 1,50 Euro pro 100 km.
Das entspricht einer Ersparnis von etwa 3,75 Euro pro 100 km.

Versorgungsunabhängigkeit

Durch die Kombination von Photovoltaik und Wallbox erhöht man den Eigenverbrauchsanteil des selbst erzeugten Solarstroms. Das erhöht ebenfalls den Autarkiegrad. Somit macht die Eigenerzeugung von Strom unabhängig von öffentlichen Ladestationen. Dies sorgt nicht nur für eine größere Versorgungssicherheit, sondern auch für eine Unabhängigkeit von der allgemeinen Strompreisentwicklung.

Geringere Emissionen

Das Laden von Elektrofahrzeugen mit erzeugtem Solarstrom führt neben der finanziellen Ersparnis zu einem weiteren wichtigen Aspekt: dem Umweltschutz. Indem fossile Energieträger im Netz durch erneuerbare Energien ersetzt werden, können beträchtliche Mengen an CO2-Emissionen eingespart werden. Damit verbessert die Kombination aus Wallbox und Photovoltaikanlage nicht nur die persönliche Energiebilanz, sondern trägt global betrachtet auch zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und zur Vorantreiben der Energiewende bei.

Nachteile von Kombination aus Wallbox und Photovoltaik

Trotz der Vorteile, die die Kombination aus Wallbox und Photovoltaikanlage bietet, gibt es einige Herausforderungen zu beachten:

Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung: Nicht immer liefert die PV-Anlage genügend Energie, vor allem im Winter oder an bewölkten Tagen. Es kann also vorkommen, dass der Netzbezug notwendig ist, welcher die Unabhängigkeit von hohen Strompreisen einschränkt.
Bedarf einer größeren PV-Anlage: Für das regelmäßige Laden eines E-Autos, braucht es eine größere, und somit teurere, Photovoltaikanlagen. Das erhöht die Investitionskosten.
Zusätzliche Kosten für Energiemanagement: Für optimale Ergebnisse empfiehlt sich die Einbindung eines Energiemanagementsystems, das zusätzliche Investitionen erforderlich macht. Dieses System passt die Ladeleistung der Wallbox automatisch an die verfügbare Solarstrommenge an und verbessert die Effizienz erheblich. Trotz zusätzlicher Kosten, lohnt sich die Investition.
Abstimmung erforderlich: Die Kompatibilität und Abstimmung zwischen Wallbox und Photovoltaikanlage muss gewährleistet sein, um eine effiziente Nutzung des Solarstroms zu erreichen. Diese technische Sorgfalt ist essentiell, könnte aber auch komplex sein.

Es ist wichtig, diese Punkte bei der Entscheidung für eine solche Kombination sorgfältig zu bewerten, um Enttäuschungen oder unerwartete Zusatzkosten zu vermeiden. Aus diesem Grund empfiehlt es sich, ein Fachunternehmen zur Seite zu holen. Mit dem unten stehenden Formular, verbinden wir mit bis zu 5 Firmen, wodurch man bis zu 30 Prozent der Kosten spart.

Kann ich mein E-Auto nur mit Photovoltaik aus der Wallbox laden?

Es ist möglich, ein E-Auto vollständig mit Solarstrom aufzuladen. Dafür braucht es allerdings einen Stromspeicher. Ohne ihn kann man das E-Auto nur dann aufladen, wenn die Solaranlage mehr Strom produziert als der Haushalt benötigt. Mit einem Stromspeicher, ist es möglich, das E-Auto dann zu Laden, wenn der Haushalt keinen Strom verbraucht, beispielsweise nachtsüber.

Wie viel Photovoltaik brauche ich für eine Wallbox?

Durchschnittlich braucht es 3 bis 5 Kilowatt Peak mehr Nennleistung an Photovoltaik. Wie viel Photovoltaik und Solarmodule man braucht hängt hauptsächlich von der jährlichen Fahrleistung ab. Im Schnitt braucht es zusätzlich 8 bis 14 Solarmodule und eine Dachfläche von 15 bis 30 Quadratmetern.

Was kostet eine Wallbox mit Photovoltaik?

Für eine Wallbox mit Photovoltaik fallen Kosten von 10.000 bis 18.000 Euro an. Ausschlaggebend ist vor allem die Größe der PV-Anlage, die 9.000 bis 16.000 Euro kostet. Die Wallbox kostet 400 bis 1.500 Euro. Ein Energiemanagementsystem kostet rund 1.000 Euro.

Wie viel Geld spare ich durch das Laden meines E-Autos mit Solarstrom?

Wer ein E-Auto mit selbst erzeugtem Solarstrom statt Netzbezug lädt, spart bis zu 25 Cent pro Kilowattstunde. Der Durchschnittsstrompreis liegt bei 37,37 Cent pro Kilowattstunde (Januar 2024) bei den Grundversorgern. Währenddessen liegen die Stromgestehungskosten für Photovoltaik bei 5 bis 11 Cent pro Kilowattstunde. Das bedeutet eine potentielle Einsparung von bis zu 85 Prozent.

Die Wahl der geeigneten Wallbox

Eine Schlüsselkomponente für die optimale Nutzung von Solarstrom zum Laden Ihres Elektroautos ist die Auswahl einer geeigneten Wallbox. Für eine effiziente Kombination mit einer Photovoltaik-Anlage muss die Wallbox einige spezifische Funktionen bieten, damit der selbst erzeugte Solarstrom tatsächlich beim Ladevorgang verwendet wird. Wichtig ist die Kompatibilität zwischen Wallbox, Stromzähler und Energiemanagementsystem – nur so ist ein reibungsloses und effizientes PV-Überschussladen möglich.

Eine anspruchsvolle Eigenschaft solcher Wallboxen ist die automatische Phasenumschaltung. Diese gewährleistet, dass die Wallbox automatisch zwischen verschiedenen Phasen wechselt und dabei effizient den überschüssigen Solarstrom für den Ladevorgang nutzt. Es ist zudem von Vorteil, wenn der Lademodus — sei es PV-Überschuss oder Maximal/Schnell-Laden — direkt an dem Gerät eingestellt werden kann, um eine flexible Anpassung an die Verfügbarkeit des Solarstroms zu ermöglichen.

Bei der Auslegung und Planung sollte man zudem folgende Punkte beachten:

Ladeleistung der Wallbox: Die Ladeleistung der Wallbox sollte zu dem Elektroauto und den Ladeanforderungen passen. Wallboxen für den Hausgebrauch haben in der Regel eine Leistung von 3,7 kW bis 11 kW. Für schnelleres und flexibleres Laden kann eine Wallbox mit bis zu 22 kW in Betracht gezogen werden.
Kompatibilität für Photovoltaik: Photovoltaikanlagen und Wallboxen benötigen spezielle Schnittstellen für die direkte Kommunikation. Es ist wichtig, dass die Wallbox Manche für die effiziente Nutzung von Solarstrom konzipiert ist.
Richtige Dimensionierung des Wechselrichters: Für das Laden von Elektroautos ist ein Wechselrichter mit mindestens 6 Ampere erforderlich, wobei moderne Autos oft eine dreiphasige Ladung mit 4,2 Kilowatt benötigen. Kleinere PV-Anlagen können dies möglicherweise nicht bewältigen. Man muss einen Wechselrichter wählen, der sowohl das Auto laden als auch überschüssige PV-Ladung an sonnigen Tagen ohne Netzanschluss verarbeiten kann.

Wie kommuniziert eine Wallbox mit der PV-Anlage?

Effiziente Kommunikation zwischen Wallbox und PV-Anlage ist der Dreh- und Angelpunkt für die Nutzung von eigenem Solarstrom beim Laden des Elektroautos. Für die nahtlose Kommunikation müssen Wallbox und PV-Anlage kompatible Schnittstellen besitzen. Dank dieser Vernetzung kann die Wallbox automatisch den Stromfluss steuern – sie nutzt den erzeugten Solarstrom optimal und passt die Ladekapazität entsprechend an. So wird das Elektroauto vorrangig mit erzeugtem Strom aus der Photovoltaikanlage geladen.

Kann man eine Wallbox an einen PV-Speicher anschließen?

Ja, es ist möglich, eine Wallbox an einen PV-Speicher anzuschließen. Auch hier ist es wichtig, dass die Wallbox die geeigneten Schnittstellen besitzt, um mit der PV-Anlage und gegebenenfalls mit dem PV-Speicher zu kommunizieren.

Tipps für Wallbox und Photovoltaik im Überblick

Bei der Integration in eine Photovoltaikanlage ist auf die Kompatibilität der Schnittstellen zu achten und es empfiehlt sich, einen Fachmann zu Rate zu ziehen.
Für eine effiziente PV-Überschussladung ist es ratsam, eine automatische Phasenumschaltung zu verwenden.
Wenn möglich, sollte der Lademodus direkt an der Wallbox einstellbar sein, z. B. PV-Überschuss oder Maximal-/Schnellladung.
Ein Display bietet eine praktische Übersicht über den aktuellen Ladestatus.
Eine Wallbox mit Steckdose sollte idealerweise über einen Verriegelungsmechanismus für das Ladekabel verfügen, um Diebstahl in offenen Bereichen wie einem Carport zu verhindern.
Vor dem Kauf ist es wichtig, die spezifischen Ausstattungsanforderungen wie App, Stromzähler, Statistiken, Systemeinstellungen und Zugangsschutz für die Wallbox klar zu definieren.
Nur ein qualifizierter Elektriker darf eine Wallbox installieren.