Wie lange dauert es, eine E-Auto-Batterie mit Solarstrom zu laden?

Warum eine private Solaranlage so gut zum Laden von Elektroautos passt 

Angesichts der weltweiten Energiewende installieren immer mehr Hausbesitzer*innen Solaranlagen auf ihren Dächern, um ihr Zuhause mit erneuerbarer und kostenloser Energie zu versorgen.

Was viele dabei im ersten Moment vielleicht nicht bedenken, ist, dass man diese Photovoltaikanlagen in Kombination mit Ladestationen für zu Hause auch hervorragend für das Laden von Elektroautos nutzen kann. Das ist schon allein deshalb wichtig, weil die Mehrheit der E-Auto-Fahrer*innen Ihre E-Autos zu Hause aufladen. Zudem sind Bedenken in Hinblick auf den Umweltschutz für E-Auto-Interessent*innen einer der Hauptgründe für den Umstieg auf Elektromobilität. 

Einer der einfachsten und effektivsten Wege, um als Elektroautofahrer*in den eigenen ökologischen Fußabdruck noch kleiner zu machen, ist die Installation einer Solaranlage, um das eigene E-Auto zu Hause mit Solarstrom aufzuladen. 

Bevor Sie sich jedoch für die Investition in eine Solaranlage entscheiden, möchten Sie vermutlich wissen, wie effizient das Laden Ihres E-Autos mit Solarstrom wirklich ist. 

Daher beantworten wir im folgenden Artikel unter anderem die für E-Auto-Fahrer*innen so spannende Frage: Wie schnell lässt sich ein Elektroauto über Solarpaneele zu Hause aufladen? 

Was Sie über Solarpaneele und das Laden Ihres E-Autos wissen müssen 

Bevor wir Ladegeschwindigkeiten berechnen, sehen wir uns an, wie Solarpaneele Strom erzeugen. Das ist zum Glück recht simpel: 

Treffen Sonnenstrahlen auf die Halbleiter, die in Solarpaneelen enthalten sind, kommt Bewegung in die Elektronen. So entsteht ein Stromfluss (Gleichstrom), der von technologischen Bauteilen in den Solarzellen verstärkt wird. Diesen Strom können Sie anschließend speichern oder für die Verwendung im Haushalt in Wechselstrom umwandeln. Oder Sie nutzen diesen Strom mithilfe einer eigenen Ladestation für das Laden Ihres E-Autos. 

Wie viel Strom Ihre Solarpaneele erzeugen können, hängt von mehreren Faktoren ab. Zu den wichtigsten zählen:  

1. die Ausrichtung der Solarpaneele
2. die Neigung der Paneele
3. der Standort der Paneele und eine eventuell damit verbundene Beschattung
4. die Art und Qualität der Paneele
5. die Sonneneinstrahlung in der Region
6. die Effizienz der Solarpaneele (ein Energieverlust von 25% ist Standard)
7. die Wartung der Paneele

Viele dieser Faktoren können sich nicht nur von Tag zu Tag, sondern auch nach Tageszeit stark unterscheiden. Daher empfiehlt es sich in den meisten Fällen, Solarpaneele in Kombination mit einem Energie-Management-System (EMS) zu nutzen. Im Zusammenspiel mit einer smarten Ladestation kann Ihnen ein EMS helfen, die Höhen und Tiefen der Solarenergieproduktion auszugleichen.

So berechnen Sie, wie viel Strom Ihre Solaranlage produziert 

Wie viel Strom Ihre aktuelle oder künftige Solaranlage produzieren kann, hängt von den oben genannten Faktoren ab.   

Um trotzdem berechnen zu können, wie schnell Sie ein E-Auto mit Solarstrom aufladen können, müssen wir zunächst ein paar Annahmen treffen. 

Lassen Sie uns ein Beispiel durchrechnen, bei dem wir von einer normalen 300-W-Solaranlage auf einem Dach in Offenburg, der sonnigsten Stadt Deutschlands, ausgehen. Hier genießen die Einwohner*innen im Schnitt 7,60 Sonnenstunden pro Tag. Wir gehen davon aus, dass die Neigung der Paneele optimal ist, die Paneele nach Süden gerichtet und keinen Verschmutzungen oder Beschattungen ausgesetzt sind. Außerdem nehmen wir an, dass die Anlage gemäß Herstellerangaben 75 Prozent ihres Gesamtenergiepotenzials ausschöpft. 

In dem Fall sieht die Berechnung der durchschnittlichen Ausgangsleistung so aus: 

(Leistung des Paneels) x (durchschnittliche Sonnenstunden pro Tag) x (Effizienz des Paneels) = kWh-Produktion pro Tag 

0,3 kW x 7,60 h/Tag x 0,75 = 3,04 kWh/Tag pro Paneel 

In unserem Beispiel produziert also jedes 300-W-Paneel auf dem Dach eines Hauses in Offenburg rund 3,04 kWh pro Tag. Besteht die gesamte Photovoltaikanlage aus zehn 300-W-Paneelen, erhalten wir jeden Tag rund 30,4 kWh kostenlosen, grünen Solarstrom. 

Damit Sie berechnen können, wie schnell eine Solaranlage bei Ihnen zu Hause Ihr E-Auto aufladen kann, müssen Sie genau diese Berechnung für Ihren Standort wiederholen. 

In Deutschland, Österreich und der Schweiz lagen 2023 die durchschnittlichen Sonnenstunden pro Jahr bei rund 1.800. Das sind circa 4,9 Sonnenstunden pro Tag. Wenn wir vom selben Setup wie oben ausgehen, kommen wir mit unserer Formel auf eine tägliche Solarstromproduktion in Höhe von 11,03 kWh. 

Die wohl sonnenhungrigste Region Deutschlands ist das Bundesland Nordrhein-Westfalen. Hier scheint die Sonne im Schnitt nur 2,2 Stunden pro Tag. Damit ließe sich hier mithilfe von Sonnenenergie 4,95 kWh Strom pro Tag produzieren. Die dunkelsten Orte in Österreich und der Schweiz sind laut Statistiken Graz (mit nur 1,4 Sonnenstunden pro Tag) und Glarus (mit nur 3,5 Stunden pro Tag). 

Wie viel Strom andere Geräte im Haushalt brauchen

Die Solarstrommenge, die Sie für das Laden Ihres E-Autos verwenden können, hängt nicht nur von den täglichen Sonnenstunden ab. 

Auch andere Geräte im Haushalt benötigen Strom, um zu funktionieren. Eine Mikrowelle verbraucht zum Beispiel rund 0,2 kWh, Ihr Backofen 1 bis 2 kWh, ein Fernseher rund 0,18 kWh und fünf 60-Watt-Glühbirnen im Schnitt 0,3 kWh. Wenn Sie all diese Geräte auch mit Solarstrom betreiben, kommen wir auf rund 2,68 kWh Solarstrom, der nicht zum Laden Ihres E-Autos zur Verfügung steht. Daher könnten Energie-Management-Systeme für zu Hause oder smarte Ladestationen gute Lösungen sein, wenn Sie Ihren Solarstrom für das Laden Ihres Elektrofahrzeugs optimal nutzen möchten. 

So berechnen Sie, wie schnell Sie Ihr E-Auto mit Solarstrom laden können 

Um zu auszurechnen, wie lange es im Schnitt dauert, bis Ihr E-Auto über eine Solaranlage ausreichend geladen ist, benötigen Sie die folgenden Werte:  

1. die durchschnittliche tägliche Ausgangsleistung Ihrer Solaranlage [A1], wie wir Sie weiter oben schon berechnet haben
2. die Ausgangsleistung Ihrer AC-Ladestation zu Hause [A2]
3. Ihren durchschnittlichen täglichen Kilometerverbrauch [K1]
4. den durchschnittlichen Stromverbrauch Ihres E-Autos pro Kilometer [K2]

Auf Basis dieser Werte lässt sich Sie mithilfe ein paar simpler Gleichungen berechnen, wie schnell Ihre Solaranlage Ihr E-Auto aufladen kann. 

Wir nehmen für unsere weiteren Berechnungen folgende Werte an:  

• A1 = 11,03 kWh pro Tag 
• B1 = 42 kWh, die Batteriekapazität eines Fiat 500e  
• K1 = 35 Kilometer, eine grobe Schätzung der durchschnittlichen täglichen Fahrleistung in Deutschland, Österreich und der Schweiz 
• K2 = 0,14 kWh pro Kilometer, der Verbrauch eines Fiat 500e  

Gleichung 1) Wie schnell lädt Ihre Solaranlage Ihr E-Auto wieder vollständig auf 

Zuerst berechnen wir, wie viele Tage es theoretisch dauern würde, um die Batterie eines E-Autos mit Solarstrom von 0 auf 100 Prozent [SSOL] zu laden:  

SSOL = (B1/A1)  

SSOL = (42/11,03)  

SSOL = 3,81 Tage

Jetzt wissen wir also, dass es mit einer Solaranlage, die pro Tag rund 11,03 kWh produziert, nicht ganz vier Tage dauern würde, um die 42-kWh-Batterie eines Fiat 500e nur mit Solarenergie von 0 auf 100 Prozent zu laden. 

Das ist natürlich lange und könnte auf den ersten Blick nicht wie eine sinnvolle Lösung wirken. Was bei bei dieser Berechnung jedoch unberücksichtigt bleibt, ist die Tatsache, dass E-Autos bei den meisten Ladevorgängen zu Hause nicht von 0 auf 100 Prozent geladen werden. Tatsächlich nutzen die meisten Menschen die Ladevorgänge zu Hause lediglich dafür, die Batterie Ihres E-Autos soweit aufzuladen, damit es für den täglichen Verbrauch und damit den Folgetag reicht. 

Daher wollen wir im nächsten Schritt berechnen, wie viel Strom Sie im Schnitt für dieses Wiederaufladen Ihres E-Autos täglich benötigen. Der Wert wird mit [RE] für „Recharge“ abgekürzt und liegt zwischen 0 und 1, wobei 1 für eine volle Ladung (100 Prozent) steht. Eine Ladung von 60 Prozent entspricht also einem [RE]-Wert von 0,6.

Gleichung 2) Wie viel Strom benötigen Sie, um den Tagesverbrauch Ihres E-Autos auszugleichen?

Ihren täglichen Wiederaufladebedarf [RE] berechnen Sie folgendermaßen:  

RE = ((K1 x K2) / B1)  

RE = ((35 x 0,14) / 42)  

RE = (4,90 / 42)  

RE = 0,12 (12 %)  

In unserem Beispiel nimmt der Ladestand eines Fiat 500e nach den Kilometern, die in Deutschland, Österreich und der Schweiz im Schnitt pro Tag gefahren werden, um 12 Prozent ab. Der tägliche Wiederaufladebedarf [RE] beträgt damit 12 Prozent.  

Gleichung 3) Wie schnell können Sie auf Basis dieses täglichen RE-Werts Ihr Auto mit einer Solaranlage wiederaufladen? 

Jetzt haben wir alle Werte, die wir benötigen, um mit der folgenden Formel zu berechnen, wie lange eine Solaranlage bräuchte, um die Batterie Ihres E-Autos an einem durchschnittlichen Tag [TSOL] wieder aufzufüllen:  

TSOL = (SSOL [in Sonnenstunden] x RE)  

TSOL = (18,67 x 0.12)  

TSOL = 2,24 Sonnenstunden Ladezeit  

Und damit haben wir die Antwort auf die Frage, wie schnell eine Solaranlage die Batterie eines E-Autos mit dem Strom, der im Schnitt pro Tag verbraucht wird, versorgen kann.   

Im Fall des Fiat 500e mit einer täglichen Fahrleistung von rund 35 Kilometern müsste man ein E-Auto über eine Solaranlage, die im Schnitt 11,03 kWh Strom pro Tag produziert, 2,24 Stunden lang laden – vorausgesetzt, dass ausschließlich Strom aus den Solarpaneelen zur Verwendung kommt.   

Solaranlagen sind für E-Auto-Fahrer*innen demnach eine praktische und effektive Lösung, um ihr E-Auto zu Hause zu laden.  

Natürlich gibt es eine ganze Reihe weiterer Faktoren, die beeinflussen können, wie schnell ein E-Auto mit Solarenergie geladen werden kann.

E-Auto-Laden mit Solarstrom: 5 Faktoren, die sich auf die Ladedauer auswirken 

Was wir mit Sicherheit sagen können, ist, dass man E-Autos mit Solarpaneelen laden kann. Sehen wir uns als Nächstes die Faktoren an, die beeinflussen können, wie schnell sich ein E-Auto mit einer eigenen Solaranlage laden lässt.

1) Die Batteriekapazität Ihres E-Autos 

Gemeint ist die kWh-Menge, die Ihr E-Auto in seiner Batterie speichern kann. Ist diese Menge erreicht, ist die Batterie zu 100 Prozent voll. Je größer die Batterie, desto mehr Strom braucht sie für eine Vollladung.

2) Die Ladekapazität Ihrer E-Auto-Batterie 

Die Ladekapazität ist die maximale kWh-Menge, die Ihre Batterie aufnehmen kann. Zum Vergleich: Während ein Honda e von einer Ladestation maximal 35,5 kWh aufnehmen kann, hat der Audi e-tron GT quattro eine Ladekapazität von 93,4 kWh.

3) Die benötigte Lademenge oder der Ladezustand (SoC, State of Charge) 

Das ist die Menge an kWh, die Sie benötigen, um Ihr E-Auto wieder vollständig zu laden. Der Wert wird als Prozentzahl des Gesamtladezustands angegeben und hängt davon ab, wie viel Strom Ihr E-Auto täglich verbraucht. Bei E-Autos geht es meistens nicht darum, sie 100%ig zu laden. Stattdessen zielen E-Autofahrer*innen in der Regel darauf ab, den Ladezustand Ihres E-Autos während des Parkens zu Hause auf 80 Prozent zu bekommen. Sinkt der Ladezustand des Autos untertags also auf 50 Prozent, beträgt der Ladebedarf 30 Prozent.

4) Das Wetter 

Je kälter es ist, desto schlechter die Batterieleistung. Das gilt nicht nur für die Batterie im E-Auto, sondern beispielsweise auch für den Akku in Ihrem Smartphone. Wie groß der Einfluss des Wetters auf Ladevorgänge ist, lässt sich nur schwer berechnen. Sie können aber davon ausgehen, dass das Laden Ihrer E-Auto-Batterie bei niedrigeren Temperaturen länger dauert. 

5) Die Ausgangsleistung von Ladestation und Solaranlage 

Die zwei wichtigsten Faktoren, die darüber bestimmen, wie viel Energie Sie zum Laden Ihres E-Autos erhalten, sind 1) die Ausgangsleistung Ihrer AC-Ladestation zu Hause und 2) die Ausgangsleistung Ihrer Solaranlage.

Wenn Sie Ihr Elektroauto ausschließlich mit Solarenergie aufladen möchten, ist die Menge des Stroms, den Sie zum Laden verwenden können, auf die Energiemenge begrenzt, die Ihre Paneele täglich produzieren (Energie wird in kW angegeben, der Stromverbrauch in kWh). Außerdem müssen Sie einrechnen, wie viel Solarstrom gegebenenfalls in andere Haushaltsgeräte fließt. 

Darüber hinaus liefert Ihre AC-Ladestation zu Hause während des Ladevorgangs eine gleichbleibende Strommenge an Ihr E-Auto, die wiederum von ihrer eigenen Ausgangsleistung abhängt. 

Unsere neueste AC-Ladestation für zu Hause kann je nach verfügbarer Solarstrommenge und auf Basis Ihrer Vorlieben die Batterie Ihres Elektroautos mit 7,4 kW, 11 kW oder 22 kW Strom laden.

Fazit: Rentiert sich das Laden eines E-Autos mit Solarenergie?

Während einige gängige E-Auto-Modelle Tag für Tag problemlos mit dem jeweils verfügbaren Solarstrom geladen werden können, bräuchten andere mehrere Tage, um ihre Batterie ausschließlich mit Solarstrom zu füllen. 

Das Gute ist, dass Sie sich im Alltag nicht allein auf Sonnenenergie verlassen müssen. Um Ihr E-Auto zu laden, können Sie Ihre Solaranlage in Kombination mit dem regulären Stromnetz nutzen. Damit gehen Sie auf Nummer sicher, sparen aber trotzdem Geld und reduzieren Ihren ökologischen Fußabdruck. 

Außerdem können Sie die Verlässlichkeit Ihrer Solaranlage mit einem integrierten Stromspeicher erheblich verbessern. So profitieren Sie von erneuerbarer Energie nicht nur, wenn die Sonne scheint, sondern immer dann, wenn Sie sie gerade brauchen. 

Wir hoffen, dass wir Ihnen mit unseren Erklärungen und Rechenbeispielen rund ums E-Auto-Laden mit Solarenergie helfen konnten und dass wir Ihnen damit zeigen konnten, wie kosteneffizient, effektiv und nachhaltig eine Solaranlage als E-Auto-Ladelösung sein kann. Wenn Sie mehr über das Thema erfahren möchten, schauen Sie auf unserem Blog vorbei.