Ist es möglich, Ihr Auto mit Solarstrom zu laden?

In den vergangenen Jahren wurde die internationale Abhängigkeit von der Nutzung fossiler Brennstoffe zunehmend hinterfragt, sowohl aus ökologischer Sicht als auch aus versorgungs- und geopolitischen Gründen. Zur Bekämpfung dieser Herausforderungen streben etliche Länder eine geringere Nutzung fossiler Brennstoffe an, unter anderem im Verkehrssektor, in dem sich die Elektromobilität zu einem bedeutsamen neuen Trend entwickelt hat.

Infolgedessen stiegen die Verkaufszahlen von Elektrofahrzeugen (EV) in den vergangenen zehn Jahren drastisch an. Während im Jahr 2012 weltweit lediglich 120.000 Elektroautos verkauft wurden, konnte im Jahr 2021 diese Verkaufszahl wöchentlich überschritten werden. Zwar ermöglicht dieses Wachstum der Elektromobilität bereits das Einsparen von rund 1,5 Millionen Barrel Öl pro Tag, jedoch trägt dies auch maßgeblich zum Anstieg des Stromverbrauchs bei.

Die Herausforderung liegt dabei in der nachhaltigen Erzeugung von ausreichend Strom. Die Umweltbelastung durch E-Fahrzeuge hängt im Wesentlichen vom Herstellungsprozess und der Stromgewinnung für den Fahrzeugbetrieb ab. Folglich bedarf es einer verstärkten Förderung der erneuerbaren Energieerzeugung, insbesondere der Solarenergie, die zu den beliebtesten erneuerbaren Energiequellen für Privathaushalte zählt. In diesem Artikel wird erklärt, was Solarenergie ist und wie Sie diese zum Aufladen Ihres Elektrofahrzeugs nutzen können.

Können Sie Ihr Elektrofahrzeug mit Solarstrom aufladen?

Kurz gesagt: Ja, es ist möglich (und Sie benötigen hierfür nicht einmal eine Smart Charging Funktion). Bevor wir Ihnen jedoch erklären, wie genau dies funktioniert und was intelligentes Laden bewirken kann, werfen wir zunächst einen genaueren Blick auf die Funktionsweise von Solarenergie.

Was ist Solarenergie?

Bei dem Begriff "Solarenergie" denken eine Vielzahl von Menschen an die auf den Dächern installierten Solarzellen - dies unterscheidet sich jedoch technisch betrachtet von dem, was "Solarenergie" aus wissenschaftlicher Sicht bedeutet. Vereinfacht ausgedrückt, ist Solarenergie die von der Sonne ausgestrahlte Energie, die zu einem gewissen Teil auf die Erde gelangt. Diese Energie kann durch ein Verfahren namens Photovoltaik zur Stromerzeugung genutzt werden.

Eine photovoltaische (PV) Zelle, üblicherweise als Solarzelle bezeichnet, besteht aus Hunderten einzelnen Zellen, die jeweils aus einem Halbleiter (in der Regel Silizium) bestehen. Dieser Halbleiter absorbiert das Sonnenlicht und wandelt es in Strom um, welcher aus einem Elektronenfluss hervorgeht. Dieser Strom kann zur Versorgung eines Haushalts oder Unternehmens verwendet oder in das Stromnetz eingespeist werden.

Dieser Photovoltaikprozess ist das, was wir im Allgemeinen als "Solarstrom" bezeichnen, zumindest im Kontext mit der Energiegewinnung in Privathaushalten. In diesem Artikel verwenden wir den gebräuchlichen Begriff "Solarzellen", um auf Photovoltaikmodule zu verweisen.

Die wachsende Attraktivität von Solarzellen

Die Attraktivität der Solarenergie ist unschwer zu erkennen. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen steht sie weltweit in enormen Mengen zur Verfügung und kann zudem kostenfrei genutzt werden. Daher ist es nicht verwunderlich, dass sich die weltweite Solarkapazität im Zeitraum von 2018 bis 2022 verdoppelt und ein Terawatt (TW) erreicht hat. Bis 2025 wird die weltweite Solarkapazität voraussichtlich 2,3 TW erreichen - dies entspricht der zweifachen Kapazität der Energieproduktion von Frankreich und Deutschland zusammen.

Der Grund für dieses Wachstum liegt zum Teil an der Installation von Kleinsolaranlagen auf den Dächern von Privathaushalten, die damit unabhängiger vom Stromnetz werden, ihre Energiekosten senken und ihren ökologischen Fußabdruck verringern wollen.

Die Stromerzeugung durch Solarenergie ist in einigen Teilen der Welt auch eine Möglichkeit, Menschen Zugang zu Elektrizität zu verschaffen, für die dies bisher nicht möglich war. Beispielsweise könnte dies in den afrikanischen Ländern südlich der Sahara und in Südasien von fundamentaler Bedeutung sein, um Millionen von Menschen Zugang zu Energie zu ermöglichen.

Wie kann Solarenergie zum Aufladen von Elektroautos zu Hause genutzt werden?

Während Solarzellen bereits zu erheblichen Kosteneinsparungen beitragen können, kann die Kombination mit einem Elektrofahrzeug die Vorteile vervielfachen. Anstatt sich auf die Versorgung aus dem Stromnetz zu verlassen, können Sie mit Solarzellen eigenen Strom erzeugen, den Sie zum Aufladen Ihres Elektrofahrzeugs verwenden können. Auf diese Weise werden die Kosten gesenkt und es kann eine nachhaltige Energieversorgung für Ihr Fahrzeug sichergestellt werden.

Zwar ist es nicht zu erwarten, dass eine herkömmliche Solaranlage zu Hause Ihr E-Fahrzeug vollständig mit Strom versorgen kann, jedoch kann sie einen Teil des von Ihrem Fahrzeug verbrauchten Stroms erzeugen. In Westeuropa kann eine Solarzelle im Durchschnitt etwa 1 kWh Strom pro Tag generieren, so dass ein Dutzend Solarzellen täglich etwa 10 kWh Strom erzeugen können (in Abhängigkeit von Ihrem Standort).

Das ist ausreichend, um einem Tesla Model 3 eine Reichweite von etwa 42 km zu verschaffen, was wesentlich mehr entspricht als der durchschnittlichen täglichen Fahrstrecke in der EU.

Benötige ich eine intelligente Ladestation, wenn ich mein Auto mit Solarenergie aufladen möchte?

Möglicherweise fragen Sie sich nun, ob Sie den durch Ihre Solarzellen erzeugten Strom auch zum Aufladen Ihres Autos verwenden können? Die Antwort darauf ist ein wenig komplizierter, als dass Sie nur Ihre EV-Ladestation an die Solarzellen anschließen müssen.

Das Problem besteht darin, dass die von einem Photovoltaik-Panel erzeugte Energie ungleichmäßig und sehr variabel ist und nicht direkt in die Batterie eines Elektrofahrzeugs (oder in das Stromnetz) eingespeist werden kann.

In jedem Fall muss bei der Installation von Solarzellen ein Wechselrichter installiert werden, der den erzeugten Strom so umwandelt, dass er in das heimische Stromnetz eingespeist und zum Betrieb von Geräten oder zum Aufladen Ihres Fahrzeugs verwendet werden kann.

Für die Nutzung von Strom aus Solarzellen ist eine intelligente Ladestation zwar nicht erforderlich, jedoch kann sie die Verwaltung des Ladevorgangs erheblich erleichtern und steuern, wann und wie viel Strom aus Ihren Solarzellen zum Laden Ihres Fahrzeugs verwendet wird.

Mit einer intelligenten Ladestation können Sie zum Beispiel festlegen, dass Sie Ihr Fahrzeug nur dann aufladen, wenn Ihre Solarzellen Strom produzieren. Die Ladestation kann in Kombination mit einem Energiemanagementsystem vorhersagen, wann der optimale Zeitpunkt zum Laden ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Sie die von Ihnen erzeugte Strommenge nutzen und dass diese nachhaltig produziert wird, ohne dass Sie Strom aus dem Netz kaufen müssen.

Kann ich den mit Solarzellen erzeugten Strom speichern?

Eine zentrale Herausforderung im Zusammenhang mit der Solarenergie, insbesondere wenn sie zum Aufladen von E-Fahrzeugen eingesetzt wird, ist die zeitliche Diskrepanz zwischen Stromerzeugung und -verbrauch. Solarstrom wird überwiegend tagsüber erzeugt, wenn die Sonnenstrahlung am stärksten ist. Jedoch laden die meisten Personen ihre E-Fahrzeuge in der Nacht auf, wenn sie von der Arbeit zurückkehren.

Eine Möglichkeit, dies zu umgehen, ist die Speicherung der tagsüber erzeugten Energie. So kann sie später, zum Zeitpunkt des größten Bedarfs, genutzt werden. Zu diesem Zweck können Sie einen Speicherakku installieren und ihn an Ihre Solarzellen anschließen. Sie können die Batterie dann tagsüber mit der von Ihnen erzeugten Solarenergie aufladen und sie nachts bzw. bei geringer Solarstromproduktion für die Stromversorgung Ihres Haushalts nutzen.

Die Beschaffung eines Akkus und der Anschluss an die Stromversorgung Ihres Zuhauses verursacht zwangsläufig gewisse Kosten. Ohne Berücksichtigung der Installationskosten kann der Preis eines Lithium-Ionen-Akkus zwischen 5.000 und 15.000 Euro betragen. Je nach Standort besteht eine kostengünstigere Alternative darin, den überschüssigen von Ihrer Solaranlage erzeugten Strom an Ihr Elektrizitätswerk oder Ihren Energieanbieter weiterzuverkaufen. Auf diese Weise können Sie, wenn Sie keinen Energiebedarf haben - z. B. wenn Sie tagsüber im Büro sind - den Strom aus Ihren Solarzellen in das Netz zurückspeisen und dafür eine Vergütung erhalten.

Net Metering

Die Möglichkeit, eigene Energie zu erzeugen und diese an den Netzbetreiber zu verkaufen, wird als Net Metering bezeichnet. Die Einzelheiten variieren zwar stark von Land zu Land und von Energieversorger zu Energieversorger, aber im Allgemeinen können Hauseigentümer für die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen in das Netz vergütet werden.

Üblicherweise misst beim Net Metering ein Doppeltarifzähler die Anzahl der eingespeisten Kilowattstunden (kWh) im Verhältnis zur verbrauchten Energiemenge eines Haushalts. Für jede kWh, die in das Netz zurückgespeist wird, erhalten Sie eine im Voraus festgesetzte Vergütung, die von Ihrer Stromrechnung abgezogen wird.

Auf diese Weise können Sie Ihre Stromkosten reduzieren, auch wenn Sie die von Ihren Solarzellen erzeugte Energie nicht selbst nutzen können. Zum Beispiel können Sie selbst dann, wenn Sie Ihr Elektroauto nachts aufladen, von einer geringeren Stromrechnung profitieren. Dies ist möglich, indem Sie die tagsüber erzeugte Energie verkaufen und von Ihrer Stromrechnung abziehen.

Es ist zu beachten, dass nicht alle Länder, Staaten und Energieversorger Net Metering zulassen. Derzeit erlauben die Mehrheit der US-Bundesstaaten und zahlreiche EU-Länder Net Metering, aber nur wenige Länder und Energieversorger genehmigen Net Metering, um Angebot und Nachfrage auszugleichen.

Vehicle-to-Home mit Solarintegration

Abgesehen von Speicherbatterien und Net Metering zeichnet sich eine dritte Option zur Energiespeicherung als vielversprechende Zukunftstechnologie ab. Vehicle-to-Home (V2H) ist eine Form von Vehicle-to-Grid (V2G), wodurch ein Elektrofahrzeug als Speicherbatterie fungiert und zu einem späteren Zeitpunkt Energie bereitstellen kann.

Mit V2H können Sie Ihr Elektrofahrzeug effektiv als Speicherbatterie nutzen, indem Sie es in den Zeiten aufladen, in denen Ihre Solarzellen die meiste Energie erzeugen. Die Energie, die nun in Ihrem Fahrzeug gespeichert ist, können Sie wiederum in den Zeiten verwenden, in denen die Sonne nicht scheint, um Ihr Haus mit Strom zu versorgen.

Derzeit sind Vehicle-to-Home und Vehicle-to-Grid noch neue Innovationen und werden noch nicht großflächig eingesetzt. Dennoch können sie für unsere Stromnetze von entscheidender Bedeutung sein, da sie Batteriespeicher in weit größerem Umfang bereitstellen und einen leichteren Zugang zu erneuerbaren Energien während des gesamten Tages ermöglichen.

Nutzung staatlicher Anreize für Solaranlagen

Da Regierungen auf der ganzen Welt versuchen, den Wandel von fossilen Brennstoffen zu erneuerbaren Energien zu beschleunigen, werden zahlreiche Anreize für Hausbesitzer geschaffen um erneuerbare Energie, wie z. B. Solarenergie, zu installieren.

Dies kann beispielsweise in Form eines direkten Zuschusses erfolgen, der einen Teil der Installationskosten deckt oder durch einen attraktiveren Tarif für Net Metering. Eine andere Möglichkeit sind Steuerermäßigungen oder ein niedrigerer Steuersatz auf Energierechnungen.

In Deutschland wird die Installation von Solaranlagen für Privathaushalte ebenfalls gefördert. Seit Beginn 2023 wurde die Mehrwertsteuer auf null Prozent gesenkt, so dass der Kauf von Solaranlagen steuerfrei möglich ist. Darüber hinaus kann man von Einspeisevergütungen, ausführlicher Beratung und zinsgünstigen Krediten zur Finanzierung der Anlage profitieren.  

Wie sieht die Zukunft der Solarenergie aus?

Im Zuge der weltweiten Energiewende und der Abkehr von kohlenstoffintensiven Ressourcen werden erneuerbare Energien wie die Solarenergie eine zunehmend wichtige Rolle in unserer Energieversorgung spielen. Solarenergie ist eine attraktive Möglichkeit für Haushalte, ihre Energiekosten zu senken, sich unabhängig vom Stromnetz zu machen und nachhaltig erzeugten Strom zu gewinnen.

Die Kombination von Solarmodulen mit einem Elektrofahrzeug ermöglicht zusätzliche Kosteneinsparungen, da Sie den von Ihnen erzeugten Solarstrom zum Aufladen Ihres Fahrzeugs nutzen können. Mithilfe des intelligenten Ladens können Sie diese Einsparungen realisieren, indem Sie den Ladevorgang präzise regulieren und eine optimale Energienutzung sicherstellen. Weitere Informationen zum intelligenten Laden finden Sie in unserem umfangreichen Blog.

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