E-Auto mit eigener Solaranlage laden?

„Kann ich mein Elektroauto mit eigenem Solarstrom laden, wenn ich keinen Solarstromspeicher habe, ohne Einschränkungen für flexible Fahrzeiten?“ Solche Fragen treiben bei der aktuellen Strompreisentwicklung immer mehr E-Autobesitzer um. Erfahren Sie hier, wie ETH-Forscher diese Fragestellung beantworten.

Die Strompreise jagen in die Höhe und immer mehr Menschen liebäugeln deshalb mit einer Solaranlage, um ihren Strom selbst zu produzieren. E-Mobilbesitzer sind jedoch oft verunsichert, ob es für sie funktioniert, ihr E-Fahrzeug mit Solarstrom zu laden, weil das doch nur tagsüber effektiv funktioniert und die Fahrzeiten einschränkt, oder? Forscher der ETH Zürich haben sich dieser Frage angenommen und kommen zu unterschiedlichen Ergebnissen.

Martin Raubal ist Professor für Geoinformations-​Engineering an der ETH Zürich und, zusammen mit René Buffat und Henry Martin, Teil des Wissenschaftlerteams, das die Möglichkeiten zum Laden von Elektroautos mit eigenem Solarstrom näher untersucht hat.

In einer Studie mit 78 Teilnehmern dokumentierten die ETH-Wissenschaftler zehn Monate lang das Fahrverhalten der Beteiligten mit ihren Elektrofahrzeugen inklusive Ladezeiten. Bisher laden die teilnehmenden Elektroautofahrer die Akkus ihrer Stromer meist an den Ladestationen Zuhause mit Netzstrom und fahren oft tagsüber.

Mit entsprechenden Geodaten und Satellitenbildern berechneten die Wissenschaftler die verfügbaren Dachflächen und statteten diese virtuell mit Solaranlagen aus. Anhand von Wetteraufzeichnungen und baulichen Merkmalen ermittelte das Forscherteam außerdem die Sonneneinstrahlung und Abschattungen für jedes einbezogene Gebäude, womit letztendlich die verwertbaren Solarstrom-​Erträge berechnet wurden. Alle Daten zusammen ergaben dann die verschiedenen Lademöglichkeiten, für die die Forschenden mehrere Beispielrechnungen aufstellten. Die Ergebnisse basieren jeweils auf unverändertem Fahrverhalten und auf die fast alleinige Nutzung des Sonnenstroms für die Elektroautos, deren Besitzer zumeist Einfamilienhäuser bewohnen.

Mit Smart-Charging und Hausstromspeicher fast 100 Prozent Solarstrom für das Elektroauto

Die Modellrechnungen ergaben zwischen 5 und 25 Kilowatt (kW) Spitzenleistung, die die Solaranlagen lieferten. Eine maximale Ladeleistung von 11 kW wurde in die Berechnungen der Fallbeispiele einbezogen. Mit diesen Daten ist das Aufladen der Elektromobile bei wolkenlosem Sonnenschein mit voller Ladeleistung realistisch umsetzbar.

Die errechneten Modelle zum Laden von Elektroautos mit eigenem Solarstrom statt mit Netzstrom zeigten Ergebnisse mit Potenzialen von jährlich rund 15 bis etwa 99 Prozent.

Die höchstmögliche Eigennutzung von Sonnenstrom zur Akkuladung für das E-Auto erreicht die Kombination aus Smart-Charging-Technologie und Hausstromspeicher, wobei die Gesamtklimabilanz durch den Speicher etwas schlechter abschneidet. Die Smart-Charging-Technik ist ein System, welches den Ladevorgang am Elektrofahrzeug so steuert, dass das E-Mobil vor allem immer dann geladen wird, wenn gerade tatsächlich Solarstrom produziert wird. Smart-Charging alleine schafft mit der Photovoltaikanlage schon etwa 56 Prozent der Akkuladung bei höchstmöglicher Ladeleistung und legt am Ende die beste Klimabilanz hin. Kann man sein Fahrverhalten anpassen und das Smart-Charging voll ausnutzen, sind pro Jahr bis zu 90 Prozent selbst erzeugter Solarstrom zum E-Auto „auftanken“ drin.

Abschließend lässt sich zusammenfassen, dass sich die intelligente Kombination aus Photovoltaikanlage, Smart-Charging-Technologie, mit oder ohne Hausstromspeicher für Elektroautofahrer mit genügend eigener Dachfläche definitiv lohnt.

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