PV Überschussladen - Elektroauto effizient mit Solarstrom laden
Das E-Auto über eine Wallbox mit Solarstrom aus der eigenen PV-Anlage zu laden, macht durch stetig steigende Strompreise und gleichzeitig sinkende Einspeisevergütungen für PV-Strom immer mehr Sinn.
Daher sollte für alle PV-Anlagen Betreiber das Ziel sein, so viel Strom wie möglich selbst zu verbrauchen bzw. den Photovoltaik Überschuss zwischen zu speichern. Durch das Laden des Elektroautos mit PV-Überschuss können Sie Ihren Eigenverbrauch massiv erhöhen und dadurch den externen Stromverbrauch stark reduzieren. Die Einsparung für jede selbst verbrauchte Kilowattstunde beträgt mittlerweile bis zu 25 Cent, wenn dadurch kein teurer Strom aus dem öffentlichen Netz bezogen werden muss.
Niedrige bis moderate Ladeleistungen der Wallbox erhöhen den PV-Eigenverbrauch erheblich, besonders in Verbindung mit kleinen bis mittleren PV-Anlagen.
➪ Wallbox / E-Auto Lademöglichkeiten mit PV-Strom
Variante 1:
Ohne Ansteuerung
Das Laden über die Wallbox beginnt, sobald das Elektrofahrzeug an die Ladestation angeschlossen wird. Eine Kommunikation zwischen Wallbox und PV Anlage findet nicht statt.
Der PV-Eigenanteil lässt sich durch das Herabsetzen der Ladeleistung auf den geschätzten PV-Überschuss optimieren.
Der PV-Eigenverbrauch lässt sich damit um ca. 5-10% erhöhen.
Variante 2:
Ansteuerung über "Start" Signal
Die Wallbox beginnt den Ladevorgang erst bei einem vorher definierten PV-Überschuss. Dies wird über ein Freigabesignal vom Wechselrichter bzw. vom Smartmeter zur Wallbox realisiert.
Durch das Herabsetzen der maximalen Ladeleistung nahe dem PV-Überschuss lässt sich der PV-Eigenanteil erhöhen.
Der PV-Eigenverbrauch lässt sich damit um ca. 10-15% steigern.
Variante 3:
Dynamische Ansteuerung
Der aktuelle PV-Überschuss wird in Echtzeit gemessen und komplett der Wallbox bzw. dem E-Auto zur Verfügung gestellt. Die Ladeleistung wird dabei kontinuierlich an den PV-Überschuss angepasst.
Dies wird durch eine durchgängige Messung der PV-Überschussleistung und entsprechender Kommunikation zur Ladestation ermöglicht.
Der PV-Eigenverbrauch lässt sich damit um ca. 25-30% erhöhen.
PV-Anlagen ab 7 kWp sind am besten geeignet um den Haushaltsbedarf + den zusätzlichen Strombedarf zum Laden eines Elektroautos zu decken.
➪ Variante 1 - PV Laden ohne Ansteuerung der Wallbox
Bei dieser Variante wird das E-Auto direkt, ohne zusätzliche Informationen der PV-Anlage, mit einer fixen Ladeleistung geladen. Den Anteil am Eigenverbrauch kann man nur durch herabsetzen der Ladegeschwindigkeit und optimales Ausnutzen der Sonnenstunden optimieren.
Beim Kauf der Wallbox sollte ein Modell mit anpassbarer Ladeleistung gewählt werden. Durch das Laden des Elektroautos mit einer möglichst niedrigen Leistung nutzt die Ladestation zum größten Teil den PV Überschuss und bezieht die restliche Leistung über das teurere öffentliche Netz.
Durch diese Variante lässt sich der PV Eigenanteil der Anlage nur suboptimal steigern, da keine direkte Kommunikation zwischen der PV-Anlage und der Ladestation stattfindet. Die Wallbox startet den Ladevorgang einfach, sobald das E-Auto angeschlossen wird, ohne den aktuellen PV Überschuss zu berücksichtigen. Bei Elektrofahrzeugen mit größeren Akkus reicht dazu eventuell eine zu niedrig eingestellte Ladeleistung nicht aus, um den Akku während den Sonnenstunden komplett zu laden.
Der PV Eigenverbrauch lässt sich mit dieser Methode um ca. 5-10% steigern, bei einer sehr geringer Investitionssumme. Wallboxen mit einer sehr flexiblen Ladeleistungseinstellung sind bereits ab ca. 500€ erhältlich.
Geeignete Ladestationen / Wallboxen mit einstellbarer Ladeleistung
Wallbox 11kW auf 1,4kW reduzierbare Ladeleistung
Details
Wallbox 11kW auf 1,4kW reduzierbare Ladeleistung
Wallbox 22kW auf 1,8kW reduzierbare Ladeleistung
Wallbox 22kW auf 1,4kW reduzierbare Ladeleistung
➪ Variante 2 - PV Überschussladen über Freigabesignal
Über ein Freigabesignal, z.B. von einer Zeitschaltuhr, Dämmerungsschalter, der Smart Home Zentrale (IOBroker, OpenHab, Fhem) oder vom Home Energy Management System (HEMS) wird der Ladevorgang des E-Autos gestartet.
Die Wallbox / Ladestation muss dafür über einen Freigabekontakt verfügen. Über diesen lassen Ladestationen das Starten und Stoppen des Ladevorgangs zu. Einige Modelle, wie die Mennekes Amtron Compact, bieten auch die Möglichkeit zwischen 2 definierten Ladeleistungen zu wechseln.
Allerdings muss auch bei dieser Variante darauf geachtet werden, die Ladeleistung nicht zu gering einzustellen, um externen Strom zu sparen. Ansonsten können größere Akkus mit niedrigem Füllstand eventuell nicht während der Sonnenstunden ausreichend geladen werden.
Der PV Eigenverbrauch lässt sich mit dieser Methode um ca. 10-15% steigern, bei verhältnismäßig geringen Kosten für eine entsprechende Wallbox (ab ca. 500€, siehe nachfolgende Empfehlungen).
Geeignete Ladestationen / Wallboxen mit Freigabekontakt zum PV-Laden
Wallbox 11kW auf 1,4kW reduzierbare Ladeleistung
Details
Wallbox 11kW auf 1,4kW reduzierbare Ladeleistung
Wallbox 11kW auf 2,3kW reduzierbare Ladeleistung
Wallbox 22kW auf 2,3kW reduzierbare Ladeleistung
➪ Variante 3 - PV Überschussladen durch Dynamische Ansteuerung
Durch die dynamische Ansteuerung der Wallbox, je nach aktuellen PV-Überschuss, ist diese Variante die effizienteste und zuverlässigste Möglichkeit sein Elektroauto mit PV-Strom zu laden. Die Wallbox passt den Ladestrom für das E-Auto dabei kontinuierlich an, je nachdem wie viel PV-Überschuss aktuell zur Verfügung steht.
Dadurch lässt sich der PV Eigenverbrauch auf das Optimum maximieren. Das Elektroauto wird nur bei ausreichendem PV-Überschuss mit der optimalen Ladeleistung geladen. Der Zukauf von teurem Strom aus dem Netz lässt sich bei dieser Variante drastisch senken bzw. sogar komplett verhindern, allerdings liegen die einmaligen Investitionskosten auch höher als bei Variante 1 und 2.
Durch das Laden des Elektroautos über eine dynamische Ansteuerung der Wallbox lässt ein Anstieg des PV Eigenverbrauchs von ca. 30-35% erreichen.
➪ Die besten Wallboxen zum dynamischen PV Überschussladen
myenergi zappi v2 Wallbox - Alles "on Board" zum PV-Überschussladen
Die Vorteile:
- E-Auto mit 100% Solarstrom laden + PV-Eigenverbrauch optimieren
- Ausgezeichnetes Preis-Leistungs-Verhältnis
- Kompatibel mit allen PV-Anlagen durch eigene Messsensoren (beiliegend)
- Diverse Lademodi: FAST / ECO / ECO+
- bis zu 22kW Ladeleistung möglich
- FI-Typ A & DC-Fehlerschutz bereits integriert
- APP Steuerung möglich
Die myenergi zappi Wallbox ist von Haus aus für das PV-Überschussladen konzipiert worden. Dies ermöglicht das Laden des Elektroautos mit eigenem Solarstrom zu einem hervorragendem Preis-Leistungs-Verhältniss. Alles nötige zum Laden mit überschüssigem PV-Strom ist bereits ab Werk in der myenergi zappi verbaut. Zudem funktioniert das PV-Überschussladen unabhängig von der vorhanden PV-Anlagentechnik.
Die verschiednen Lademodi der myenergi zappi:
✔ Lademodus: FAST - Schnellladen mit höchster Leistung
Unter dem Schnellmodus wird das EV mit höchster Geschwindigkeit aufgeladen, indem Energie aus dem Stromnetz importiert wird, wenn nicht ausreichend überschüssige Energie vorhanden ist. Die Ladekapazität ist einerseits hauptsächlich vom EV-OnBoard-Ladegerät abhängig und andererseits vom Stromnetz. Obwohl einige Fahrzeuge mit 11 kW oder 22 kW bei einem 3-phasigen zappi aufgeladen werden können, haben viele EVs eine geringere Ladekapazität.
✔ Lademodus: ECO - Dynamische Regelung mit reduziertem externen Netzbezug
In Abhängigkeit des Stromverbrauchs wird die Ladeleistung kontinuierlich angepasst. Die Absicht ist dabei, die Verwendung von externen Strom aus dem Netz zu minimieren und viel eigenen PV-Strom zu nutzen. Der Aufladeprozess wird bis zur vollständigen Ladung des Akkus fortgeführt, wobei vornehmlich überschüssige(r) Energie/Strom genutzt wird. Sollte die vorhandene Überschussenergie (PV-Strom) unter 1,4 kW sinken, wird das Defizit aus dem externen Stromnetz gezogen.
Viele Elektrofahrzeuge benötigen diese 1,4kW als mindest Ladeleistung.
✔ Lademodus: ECO+ - Dynamische Regelung + Pausierung für 100% eigenen PV-Strom
In Abhängigkeit des Stromverbrauchs wird die Aufladerate kontinuierlich (dynamisch) angepasst. Die Absicht ist dabei, die Verwendung von Strom aus dem Netz zu minimieren. Der Ladevorgang pausiert, wenn eine größere Menge Strom aus dem Netz benötigt wird, er wird fortgesetzt, sobald eine ausreichende Menge an überschüssiger Energie (PV-Strom) wieder vorhanden ist.
Der Grenzwert (von Überschussenergie), bei dem das Aufladen startet bzw. pausiert, kann durch das „Min Green Level“ in den ECO+ Einstellungen über die Aufladeeinstellungen (Charge Settings) eingestellt werden.
Bei einem eingestellten Green-Level von 100% wird mindestens 1,4kW PV-Überschuss benötigt um das Elektroauto zu laden. Sinkt der PV-Strom Überschuss unter diesen Wert wird der Ladevorgang automatisch pausiert bis wieder ausreichend PV-Strom zur Verfügung steht. Durch Anpassung des Green-Levels auf z.B. 75% wird auch ein 25% Netzbezug zum erreichen der 1,4kW Mindestleistung gebilligt.
Installation der myenergi zappi v2 - Mit allen PV-Anlagen kompatibel
Die benötigten Stromsensoren zur Messung des aktuellen PV-Überschusses liegen der Wallbox bereits bei und müssen nur um die Kabel des Hausanschlusszählers „geklipst“ werden. So erkennt die Wallbox eigenständig, wann und wie viel Photovoltaik Überschuss vorhanden ist oder wie viel Strom aus dem externen Netz bezogen wird. Durch die Nutzung der eigenen Sensoren ist die zappi Ladestation unabhängig von bereits vorhandener und zukünftiger PV-Technik.
Über den separat erhältlichen myenergi harvi lassen sich die Messergebnisse auch per Funk an die zappi Wallbox übertragen. Dies spart die aufwendige Verkabelung der Sensoren zu der Wallbox.
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Der Smartfox Pro Energiemanager - Die Schaltzentrale
Die Vorteile:
- E-Auto mit 100% Solarstrom laden + Eigenverbrauch optimieren
- Kompatibel mit allen PV-Anlagen
- Große Auswahl steuerbarer Wallboxen (Keba, Alfen, Mennekes, Heidelberg)
- Unabhängig von der zukünftigen oder bereits vorhandenen PV-Anlage
- Batteriespeicher, Wärmepumpe, Warmwasser usw. als zusätzliche Verbraucher konfigurierbar
- Überschussladen oder Schnelllademodus umschaltbar (über App, Webinterface oder am Gerät)
- Energieerzeugung & Stromverbrauch per WebApp bequem überwachen und steuern
- Webinterface oder Smartfox App für Android + Apple - Alles im Blick, auch unterwegs
Kombiniert man den Smartfox Energiemanager mit einer kompatiblen Wallbox, lässt sich der PV-Eigenverbrauch signifikant erhöhen.
Ein weiterer großer Vorteil ist die Kompatibilität. Der Smartfox Pro Energiemanager lässt sich mit jeder bereits vorhandenen und auch zukünftigen Solaranlage betreiben, unabhängig vom Hersteller der PV-Anlage. Er misst eigenständig den aktuellen PV-Überschuss bzw. den aktuellen Netzbezug.
Neben dem Ladevorgang des Elektroautos lassen sich mit dem Smartfox Energiemanager diverse weitere Verbraucher wie z.B. Wärmepumpen, Warmwassererzeugung , Batteriespeicher, Klimaanlagen, Waschmaschinen oder Wäschetrockner effizient steuern. Dies hilft den PV Eigenverbrauch noch weiter zu optimieren und maximieren und die Stromkosten erheblich zu senken.
Über das Smartfox Webinterface oder der praktischen App (Android + Apple) hat man jederzeit Zugriff auf alle wichtigen Daten, auch von unterwegs.
Installation - Mit allen PV-Anlagen kompatibel
Die Installation des Smartfox Energiemanagers Pro erfolgt direkt im Zählerschrank. Die beiliegenden Stromwandler werden hinter dem „Stromzähler“ des Netzbetreibers angebracht. Dadurch erkennt der Smartfox Energiemanager ob aktuell ein PV-Überschuss vorhanden ist oder externer Strom aus dem öffentlich Netz bezogen wird.
Die Ladeleistung der angeschlossenen kompatiblen Wallbox wird dynamisch zum aktuell vorhandenen PV-Überschuss vom Smartfox Energiemanager angepasst. Neben der Ladestation lassen sich auch zusätzliche Geräte (z.B. Warmwasser, Wärmepumpe, Waschmaschine) nach aktuell vorhandenen Überschuss steuern und der PV-Eigenanteil dadurch noch weiter steigern.
Kompatible Wallboxen zum PV-Überschussladen mit Smartfox
Der Smartfox Energiemanager kann aktuell eine dynamische PV-Überschussregelung mit Wallboxen von Keba (c-Serie + x-Serie), Mennekes (Amtron Xtra- sowie Premium-Serie), den Alfen Pro-Line, den Heidelberg Energy Control Ladestationen sowie der Smartfox Pro Charger Wallbox realisieren.
Es können bis zu 5 Wallboxen im Smartfox Energiemanager konfiguriert und gesteuert werden. Für jede anzusteuernde Wallbox, bis auf die Smartfox Pro Charger Wallbox, wird eine eigene Car-Charger Lizenz (je ca. 190€) benötigt.
- Smartfox Energiemanager Pro - Alfen Wallboxen dynamisch steuern
- Smartfox Energiemanager Pro - Heidelberg Wallboxen dynamisch steuern
- Smartfox Energiemanager Pro - Keba Wallboxen dynamisch steuern
- Smartfox Energiemanager Pro - Mennekes Wallboxen dynamisch steuern
- Smartfox Energiemanager Pro - Smartfox Pro Charger Walllbox dynamisch steuern
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openWB series2 standard / standard+ Wallbox 11kW/22kW
Die Vorteile:
- E-Auto mit 100% Solarstrom laden + PV-Eigenverbrauch optimieren
- Kompatibel mit allen PV-Anlagen dank optionaler Messstellen
- Konfiguration erfolgt über diverse Module (Wechselrichter, Batteriespeicher, Messgeräte, Elektroautos, Smart Home Komponenten)
- Diverse Lademodi: Sofort-Laden, Mindestladung + PV-Überschuss, nur PV-Ladung oder Nachtladen
- Energieerzeugung & Stromverbrauch per Display (standard+) und/oder Webinterface überwachen und konfigurieren
- Optionale 1-Phasen <-> 3-Phasen Umschaltung
- bis zu 22kW Ladeleistung möglich
- FI-Typ B bereits integriert
- LAN + WLAN Anbindung ans Netzwerk möglich
Durch die flexible und komfortable Konfiguration über Module lassen sich bereits jetzt zahlreiche Wechselrichter, Messstellen, Batteriespeicher, Elektrofahrzeuge einfach über ein Auswahlmenü einbinden.
Zahlreiche Module für Hersteller wie Kostal, SMA, SolarEdge, Fronius, Sunways usw. sind bereits vorhanden. Dank des hervorragendem Supports werden immer neue Module für die Anbindung von Wechselrichtern, Messstellen, E-Autos usw. hinzugefügt.
Alternativ kann auch das optional erhältliche openWB EVU Kit direkt hinter dem Zähler installiert werden. Dadurch lässt sich ganz einfach der aktuelle externe Strombezug bzw. der PV-Überschuss der eigenen PV-Anlage erfassen.
Installation openWB - Mit allen PV-Anlagen kompatibel
Vorrangig sollten, dank der einfache Modulkonfiguration, bereits vorhandene Messstellen / Wechselrichter über das Webinterface eingebunden werden. Fehlen benötigte Messungen zum erfassen des aktuellen PV-Überschusses lassen sich diese aber auch mit den optional erhältlichen und vorkonfigurierten openWB Messstellen einfach nachrüsten.
Dazu zählt die Messung der aktuellen PV-Erzeugung (openWB PV Kit), des aktuellen PV-Überschusses bzw. des externen Strombezugs (openWB EVU KIt) sowie eine Messung beim Batteriespeicher (openWB Speicher Kit).
Damit kann man die openWB Wallbox und das gewünschte PV-Überschussladen des Elektrofahrzeugs komplett unabhängig von vorhandener Technik betreiben bzw. diese kostengünstig ergänzen.
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Solar Paket: Mennekes Amtron Xtra 22 Wallbox + Sunny Home Manager
Die Vorteile:
- E-Auto mit 100% Solarstrom laden + Eigenverbrauch optimieren
- Kompatibel mit allen PV-Anlagen
- Platzsparende Hutschienenmontage in der Hausverteilung durch kompakte Gehäuseform
- Batteriespeicher, Wärmepumpe, Warmwasser usw. als zusätzliche Verbraucher konfigurierbar
- Online-Portal zeigt den Status der PV-Anlage und Prognosen für Energieverfügbarkeit
- An- und Ausschalten von beliebigen Geräten mit ausgewählten WLAN Funksteckdosen
- bis zu 22kW Ladeleistung möglich
- Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter) Typ B bereits in der Wallbox verbaut
Betreibt man den Smart Home Manager in Kombination mit der Mennekes Amtron Wallbox ist eine dynamische Ladestrom Regelung möglich. Die Ladeleistung wird dabei kontinuierlich anhand des aktuellen PV Überschusses angepasst.
Dadurch lässt sich der PV-Eigenverbrauch signifikant steigern und hilft den Zukauf des teuren externen Strom zu reduzieren.
Der Smart Home Manager 2.0 unterstützt die Anbindung weiterer elektrischer Geräte ganz einfach über WLAN Steckdosen.
Installation - Mit allen PV-Anlagen kompatibel
Die Installation des Smart Home Energiemanagers erfolgt direkt hinter dem „Stromzähler“ des Netzbetreibers. Dadurch erkennt dieser ob ein PV-Überschuss vorhanden ist, welcher aktuell ins externe Netz gespeist wird.
Die Ladeleistung der Amtron Wallbox wird dynamisch zum aktuell vorhandenen PV-Überschuss vom Smart Home Energiemanager angepasst. Neben der Ladestation lassen sich zusätzlich weitere Geräte über Funksteckdosen nach aktuell vorhandenen Überschuss steuern und der PV-Eigenanteil dadurch weiter steigern.
