Photovoltaik und E-Auto im Check: So profitieren Haushalte von PV-Anlagen und E-Mobilität

© HTW BerlinBerlin – Immer mehr Haushalte setzen im Zuge der Energiewende auf Photovoltaik, Batteriespeicher und Elektrofahrzeuge. Doch wie effektiv ist diese Kombination wirklich – und welche Faktoren beeinflussen die Nutzung und Effizienz des solaren Ladens? Antworten auf diese Frage liefert die Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin.

Eine aktuelle Studie der HTW Berlin untersucht das Zusammenspiel von PV-Anlagen, Batteriespeichern und E-Fahrzeugen in über 700 Haushalten. Die Ergebnisse zeigen: Mit intelligentem Laden und großen Solaranlagen lässt sich nicht nur der Stromverbrauch aus dem Netz drastisch senken – auch das Ziel einer nachhaltigen Mobilität rückt zunehmend in den Fokus.

Autark durch Sonne: 73 Prozent Eigenversorgung möglich
Die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme der HTW Berlin hat reale Verbrauchs- und Erzeugungsdaten von 730 Haushalten mit PV-Anlage, Batteriespeicher und Elektroauto analysiert. Im Ergebnis konnten diese Haushalte ihren Netzstrombezug im Schnitt von 6.900 auf 1.900 kWh pro Jahr senken – das entspricht einer Autarkie von 73 Prozent. Besonders deutlich wird das Potenzial im Zusammenspiel mit der Elektromobilität: Haushalte, die tagsüber laden und Überschussstrom nutzen, reduzieren den CO₂-Fußabdruck ihrer E-Mobilität deutlich. Eine gezielte Steuerung der Ladezeiten ist dabei entscheidend. Die Studienautoren empfehlen daher: regelmäßig tagsüber laden, dynamisch steuern und das Solarpotenzial des eigenen Dachs voll ausschöpfen.

Elektroauto-Boom stockt – technische Hürden bleiben
Trotz ehrgeiziger Klimaziele hinkt der Ausbau der Elektromobilität hinterher: 2024 waren erst 1,7 Millionen vollelektrische Pkw in Deutschland zugelassen – weit entfernt von den angestrebten 15 Millionen bis 2030. Gleichzeitig offenbart die HTW-Untersuchung technische Schwachstellen beim solaren Laden. Viele E-Fahrzeuge sind auf schnelles Laden ausgelegt, was den Wirkungsgrad bei niedrigeren Leistungen reduziert. „Das widerspricht allerdings den Anforderungen des solaren Ladens, bei dem längere Ladezeiten mit geringen Ladeleistungen im Fokus stehen“, so Joseph Bergner, Co-Autor der Studie. Im Vergleich zu modernen PV-Wechselrichtern sind Fahrzeugladegeräte allerdings oft ineffizient. Derzeit erreichen bei einer minimalen Ladeleistung von 1,4 Kilowatt im Mittel nur 76 Prozent der Solarenergie die Fahrzeugbatterie, bei 11 Kilowatt sind es immerhin 90 Prozent. Damit liegen die Wirkungsgrade der Fahrzeugladegeräte noch weit hinter den Maßstäben zurück, die ähnlich leistungsstarke Wechselrichter von PV-Speichersystemen setzen. Hinzu kommt: Bordelektronik und Wallboxen verbrauchen im Stand-by-Modus unnötig Strom – bis zu 164 kWh jährlich je Haushalt.

Mehr Sonne ins Auto: Dynamisches Überschussladen als Schlüssel
Ein zentrales Ergebnis der Studie: Durch sogenanntes dynamisches Überschussladen lässt sich der Solaranteil an der Fahrzeugladung im Schnitt um 25 Prozentpunkte steigern. Dabei passt die Wallbox die Ladeleistung automatisch dem aktuellen PV-Überschuss an. Ein Heimspeicher bringt hingegen im Mittel nur 9 Prozentpunkte zusätzlichen Solarstrom ins Fahrzeug. Ein weiteres Ergebnis der Analyse ist zudem, dass die Solaranlage möglichst groß dimensioniert werden sollte. Bei einer durchschnittlichen Fahrleistung von 10.000 Kilometern bis 15.000 Kilometern im Jahr können Haushalte mit einer Solaranlage zwischen 5 Kilowatt und 10 Kilowatt im Mittel 46 Prozent des Energiebedarfs ihres Elektrofahrzeugs decken. Bietet das Dach hingegen Platz für 15 Kilowatt bis 20 Kilowatt, erhöht sich der Solaranteil an der Fahrzeugladung im Mittel auf 62 Prozentpunkte. „Große PV-Anlagen wirken sich daher positiv auf den ökologischen Fußabdruck des Elektrofahrzeugs aus", so Co-Autor Bergner.