Unabhängig mobil: Mit Photovoltaik das Elektroauto laden

  • Haus mit Photovoltaikanlage und E-Auto

    Sonnenstrom und E-Mobilität - eine spannende Verbindung. (Foto: Weberhaus)

  • Mann tankt sein Elektroauto auf.

    Das kleine E-Auto kann dank Ladestrom in der Garage lokale und regionale Strecken komplett mit grünem Strom vom Dach zurücklegen. (Foto: Weberhaus)

  • Haus mit PV-Anlage auf dem Dach

    Bei einer Indach-PV sind die PV-Module in die Bedachung integriert. (Foto: Schwörerhaus)

  • Grafik PV-Anlage

    Ziel ist es, mit dem intelligenten Zusammenspiel von Photovoltaik, Akku, Wärmepumpe und Wärmespeicher den externen Strombezug zu minimieren. (Foto: Kermi)

  • Nissan Leaf

    Stark preisgesenkt: Der fünfsitzige E-Klassiker Nissan Leaf. (Foto: Nissan)

Photovoltaik und Elektroauto – das perfekte Duo

Ist bald jedes neue Eigenheim ein Plus-Energiehaus mit Stromtankstelle? Was vielleicht noch wie Zukunftsmusik klingt, hat durchaus Realitätspotenzial. Photovoltaik und E-Autos werden jedenfalls immer günstiger. Warum also nicht gleich mit das Elektroauto mit Photovoltaik vom Dach laden?

Während es wegen der Corona-Krise im wirtschaftlichen Gebälk allenthalben mächtig ächzt und kracht, kann sich die Solarstrombranche derzeit vor Nachfrage kaum retten: Das Handelsblatt nennt als Beispiel den Hersteller von Photovoltaik-Modulen Solarwatt, für den die ersten drei Monate dieses Jahres die besten seiner Firmengeschichte waren. 60 Prozent Umsatzsteigerung im Vergleich zum Vorjahr und ein Plus von gar 140 Prozent beim Auftragseingang ließen den Dresdner Mittelständler sich die gewiss freudestrahlenden Augen reiben. Diese Hochstimmung machte das Handelsblatt überall in der Branche aus. 

Acht Prozent der deutschen Stromversorgung kommen mittlerweile per Photovoltaik von der Sonne. Die einst teuerste erneuerbare Energie schlägt heute hierzulande mit Gestehungskosten von nur noch 7,23 bis 11,54 Cent pro Kilowattstunde zu Buche, je nach Sonnenscheindauer der jeweiligen Region. Das hat der fränkische Fertighausbauer Luxhaus recherchiert. Dabei lag nach Angaben des Webportals Stromauskunft.de der durchschnittliche Strompreis für den Netzbezug in Deutschland 2019 bei vergleichsweise schwindelerregenden 30,85 Cent für die Kilowattstunde. 

Photovoltaik gibt es seit mehr als 180 Jahren 

Da ist es kaum verwunderlich, dass laut einer Branchenumfrage des Bundesverbands Deutscher Fertigbau im vergangenen Jahr indessen jedes sechste neue Fertighaus als Effizienzhaus 40 Plus gebaut wurde. Das ist die Bezeichnung der staatlichen Förderbank KfW für das Plus-Energiehaus, das mit Photovoltaik und Stromspeicher im Haus aufs Jahr gerechnet mehr Strom produziert als verbraucht, um den Eigenverbrauch zu maximieren. 

Die notwendige Technik dazu ist nicht einmal neu: Bereits 1839 entdeckte William Grylls Adams, dass Selen Elektrizität produziert, sobald man es der Sonne aussetzt. Zehn Jahre später schon gab es das erste Photovoltaik-Modul aus Selenzellen. Warum wir trotzdem jahrzehntelang kostbare fossile Energievorräte geplündert, verbrannt und damit zur Ursache riesiger Umweltschäden gemacht haben, hat vergleichsweise banale Gründe. 

Selbst die ersten Autos fuhren nicht mit Benzin, sondern nutzten elektrische Energie: Schon 1881 wurden erste Elektrowagen gebaut. Erst fünf Jahre später – 1886 gilt daher als das Geburtsjahr des Autos im heutigen Sinne – erfand Carl Benz den Personenkraftwagen mit Verbrennungsmotor. Eine weitere sehr weitläufige Umleitung in der Technikgeschichte nahm ihren Lauf. 

Perfektes Duo: Plus-Energiehaus mit Photovoltaik und Elektroauto

2007 gewann die TU Darmstadt mit dem von ihr entwickelten neuen Haustyp, dem Plus-Energiehaus, den sogenannten Solar Decathlon in Washington. Dieser vom US-Energieministerium ausgeschriebene solare Zehnkampf hatte das Ziel, ein energieautarkes Gebäude für das Wohnen im Jahre 2015 zu entwerfen. 

Hierzulande schlug das Plus-Energiehaus in den Köpfen einer Handvoll findiger Massiv- und Holzfertighausbauer ein wie eine Bombe. Das Prinzip „Dämmen bis es quietscht“ hatte man längst ausgereizt, und diese Idee kam gerade recht. Ergebnis: Heute trägt der Neubausektor mit perfekt gedämmten, luftdichten Gebäudehüllen und ausgeklügelter, teils selbst weiterentwickelter Wärmepumpen- und Lüftungstechnik massiv dazu bei, dass wir die hoch liegende Latte unserer Klimaziele überspringen können. 

Während das Auto unter der Maßgaben größer!, weiter!, schneller! diese Latte immer wieder munter reißt. Doch auch hier deutet sich eine Wende an: Das Elektroauto zuhause laden dank Photovoltaik ist längst keine graue Theorie mehr. Das E-Auto ist in vieler Hinsicht von Anfang an ein idealer Partner des Plus-Energiehauses.

Elektroauto als Photovoltaik-Speicher

Es ergänzt mit seiner Batterie die Kapazität des Hausakkus und kann – zumindest als Stadt- oder Zweitfahrzeug – kostenlos mit selbst auf dem Dach produziertem grünem Strom fahren. Denn die durchschnittliche Tageskilometerleistung eines deutschen PKW liegt statistisch weit unter 40 Kilometern pro Tag. Und diese Strecke schafft man mit einer Tagesladung vom Dach locker, ohne auf eine Zugabe von öffentlichen Ladestationen angewiesen zu sein. Öffentliche Zapfsäulen in jeder Ecke des Landes – die sogenannte Ladeinfrastruktur – braucht man also nicht so dringend, wie die Debatte oft vermuten lässt. 

Ziel eines Plus-Energiehauses ist heute, möglichst viel des im Haus benötigten Stroms selbst zu produzieren und zu verbrauchen. Also: so wenig Strom wie möglich aus dem öffentlichen Netz zu beziehen – auch mit E-Auto, mit dem Sie vermutlich überwiegend tagsüber unterwegs sind und das daher nachts geladen werden muss. Dazu ist es notwendig, den Überschuss an tagsüber erzeugten Solarstrom zu speichern, um ihn nach Einbruch der Dunkelheit verbrauchen zu können. 

Das funktioniert, seit der Hausakku ins Plus-Energiehaus eingezogen ist. Der Wechselrichter, der den Gleichstrom der Photovoltaik-Module auf dem Dach in verwertbaren Wechselstrom umwandelt, ist dort meist integriert. Die Speicherkapazität, gemessen in Kilowattstunden, orientiert sich am Stromverbrauch und der Leistung der Photovoltaik-Komplettanlage. (Je mehr Speicherkapazität übrigens im Netz zur Verfügung steht, desto sparsamer kann der vieldiskutierte Netzausbau ausfallen.)

Mittlerweile sind hierzulande bereits mehr als 110.000 Solarstromspeicher in Betrieb. Dabei hat sich die sehr viel effizientere Lithium-Ionen-Technik gegenüber den bewährten Blei-Gel-Akkus mittlerweile deutlich durchgesetzt. 

Teurer, aber schicker und effizienter 

Bei den PV-Modulen gehört die Zukunft den schwarzen monokristallinen Modulen. Sie sind zwar etwas teurer, aber auch effizienter, da sie sich auch schon mit bedecktem Himmel begnügen, um Strom zu liefern. Obendrein sind sie unauffälliger auf dem Dach als die günstigeren, blau schillernden polykristallinen Module mit polykristallinem Silizium. Wem eine harmonische Optik auf dem Dach wichtig ist, sollte eine Photovoltaik-Indach-Lösung in Betracht ziehen. Bei einem Indach-System sind die Module direkt in die Dachhaut integriert.

Organisiert werden Stromerzeugung, -verbrauch, -speicherung und -Netzeinspeisung von einem Energiemanagementsystem. Das arbeitet weitestgehend selbstständig im Hintergrund. Per Touchdisplay, Smartphone oder Tablet hat man Kapazitäten und Verbräuche immer übersichtlich im Blick. 

Es wird sicher noch eine Weile dauern, bis man sich mit seinem Haus vollständig vom Stromnetz abmelden kann, aber die Autarkiegrade werden größer und erreichen im Standard 50 bis 60, bei größeren Anlagen aber bereits 70 Prozent und mehr. Je nach technischem Aufwand ist es natürlich auch möglich, sich schon ganz unabhängig zu machen. Wer komplett autark sein möchte, entscheidet sich für eine Photovoltaik-Inselanlage und Elektroauto. Wirtschaftlich ist das jedoch auf absehbare Zeit noch nicht. 

Bei dieser Entwicklung spielen die gefallenen Preise der Technik natürlich eine wichtige Rolle. Die Investitionssummen in die Plus-Energiehaus-Technik (Photovoltaik und Hausakku mit Wechselrichter und Energiemanagementsystem) sind so sehr gesunken, dass das sogenannte „Stromhaus“ andere Technologien wie die Solarthermie, also die Wassererwärmung durch Sonneneinstrahlung, allmählich verdrängt. 

Überschaubare Mehrkosten 

Fakt ist: Photovoltaik im Einfamilienhaus wird immer günstiger. „Die Mehrkosten einer PV-Komplettanlage mit Batterie und Wechselrichter für ein 140 bis 160 Quadratmeter großes Einfamilienhaus schlagen mit zwischen 13.000 und 15.000 Euro zu Buche“, informiert Fertighausbauer Fingerhaus. Angesichts des Tilgungszuschusses der staatlichen KfW-Förderbank von bis zu 30.000 Euro pro Wohneinheit für das Effizienzhaus 40 Plus eigentlich ein überschaubarer Aufpreis. 

Voraussetzung ist natürlich, man entscheidet sich für die Investition in ein Plus-Energiehaus. Aber immerhin beträgt auch der Tilgungszuschuss für das Effizienzhaus 55 – der niedrigsten KfW-Effizienzhausklasse – noch 18.000 Euro. Auch wenn nur eine Brennwertheizung mit Solarthermie-Unterstützung eingebaut wird. Nur in diesem Zusammenhang spielt übrigens die Solarthermie noch eine nennenswerte Rolle im Eigenheimneubau. 

In Kombination mit Photovoltaik zieht sie in punkto Effizienz und Kosten allerdings den Kürzeren. Will heißen: Haben Sie Photovoltaik und einen Sonnenstromakku zur Erzeugung und Speicherung eigenen Stroms installiert, ist es günstiger, Ihr Heiz- oder Trinkwasser mit der Wärmepumpe zu erhitzen, als mittels einer zusätzlichen Solarthermie-Anlage. Mit einem Photovoltaik-Rechner können Sie ermitteln, ob sich eine Photovoltaik-Anlage für Ihr Bauprojekt lohnt. Dabei gibt die Abkürzung kWp die Leistung  einer PV-Anlage an. kWp steht für „Kilowatt peak“.

Virtueller Speicher – Strom aus der Cloud

Einen weiteren Entwicklungsschub macht das Internet möglich: Stromversorger und Batteriehersteller bieten Cloud- oder Flatrate-Modelle an, um selbsterzeugten Strom schnell und einfach ins Netz einzuspeisen.

Beispiel Sonnen-Flat

Erzeugt an sonnigen Tagen die Photovoltaikanlage mehr Strom, als direkt verbraucht oder in der Sonnen-Batterie gespeichert werden kann, ist es möglich, dass den überschüssigen Strom ins Stromnetz einzuspeisen und den anderen Mitgliedern der Community zum Beispiel in weniger sonnigen Landesteilen zur Verfügung zu stellen. Die eingespeiste Strommenge wird gutgeschrieben und lässt sich an schattigeren Tagen kostenlos abrufen. Wird diese Freistrommenge nicht vollständig genutzt, gibt es eine Rückvergütung für alle ungenutzten Kilowattstunden Strom.

Beispiel E.on-Solarcloud

Die Photovoltaik fürs Elektroauto nutzen und den Rest weiterleiten – ohne Hausakku. Der erzeugte Strom, der nicht selbst verbraucht wird, wird ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Die Menge wird virtuell in der Stromcloud des Energieversorgers gespeichert und dem Einspeiser gutgeschrieben. Bei Bedarf kann dieselbe Menge wieder kostenlos bezogen werden. Gesteuert wird alles über eine App, die über Verbrauch und Guthaben jederzeit Auskunft gibt. Funktioniert als Solarcloud Drive sogar fürs Elektroauto unterwegs an zahlreichen Ladepunkten in Deutschland.

VARTA Verbrauchertipps – Solar-Module und Speicher

Ausrichtung

Die Module müssen nicht nach Süden ausgerichtet sein. Auch die Ost-West-Ausrichtung lohnt sich. Bei Südausrichtung beträgt die optimale Dachneigung 30 bis 35 Grad. Sonst: flacher neigen. PV-Module in mehrere Himmelsrichtungen liefern über den gesamten Tag eine konstante Stromkurve. Die Vollladung bis zur Dunkelheit gelingt so effizienter.

Flachdach

PV-Module lassen sich auch auf dem Flachdach montieren. Hinter einer Attika, einer hochgezogenen Dachkante, sind sie nicht mehr zu sehen. Mittlerweile gibt es auch Solar-Carports, um das E-Auto mitsamt dem E-Bike zu laden.

Systemverbrauch

Behalten Sie den Strom-Eigenverbrauch des Systems im Blick: Umso größer seine Kapazität, desto höher der Stromverbrauch.

Rendite

Der Verbrauch des selbst produzierten Stroms bringt 6 bis 8 Prozent Rendite im Jahr. Netzstrom ist fast dreimal so teuer wie PV-Strom.

Modularer Aufbau

Der Stromspeicher sollte aufrüstbar sein, falls Ihr Stromverbrauch steigt – also zum Beispiel bei Anschaffung eines E-Autos .

Garantie

Achten Sie beim Speicher ferner auf eine Leistungsgarantie von mindestens 10 Jahren.

Förderung

Zuschüsse bei der Anschaffung gewähren Bayern, Berlin, Brandenburg, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz, Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen. Weitere Informationen über die Energieagenturen der Bundesländer.

Beratung

Verbraucherzentralen, Installateure, Gerätehersteller und Gebäudeenergieberater.

Photovoltaik und Elektroauto – Was kostet es?

Photovoltaik plus Elektroauto – diesem Duo gehört die Zukunft. Schon jetzt ist das E-Auto der perfekte Partner eines Plus-Energiehauses. 6.000 Euro gibt der Staat dazu. Auch die Ladestation wird gefördert. Schnellladestationen mit mehr als 22 Kilowatt sind für das Eigenheim jedoch nicht zu empfehlen. Sie würden den Hausanschluss überlasten. Für eine Ladestation bis 22 kW sollten Sie zwischen 600 und 2.500 Euro einplanen.

Ist der Verbrauch bekannt, können Sie die Stromkosten für Ihr E-Auto einfach berechnen. Beim fünfsitzigen E-Klassiker Nissan Leaf liegt er etwa bei 15 bis 17 Kilowattstunden pro 100 Kilometer. Doch nicht jedes E-Auto kann mit jeder beliebig hohen Ladeleistung aufgeladen werden. Hat das Vehikel eine niedrige Ladeleistung, dauert das Laden des Elektroautos zwar länger, auf der anderen Seite wird aber der nutzbare Anteil an Solarstrom höher, weil die PV-Anlage häufiger ausreichend Ladeleistung liefern kann.

Aktuell forschen verschiedene Hersteller auch am bidirektionalen Laden. Dabei wird das Elektroauto mit Photovoltaik geladen und gleichzeitig als mobiler Speicher ans Haus oder ins Stromnetz integriert. So kann es Strom aus der PV-Anlage speichern und zum Beispiel abends wieder abgeben, um Lastspitzen auszugleichen.

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Schlagwörter: Elektromobilität, Ladestation für Elektroautos, Photovoltaik, Photovoltaik Module, Photovoltaikanlage, Photovoltaikmodul