Elektromobilität kann nur dann als wirklich grüne Alternative zum herkömmlichen Verbrennungsmotor angesehen werden, wenn der dazu benötigte Strom oder Wasserstoff tatsächlich umweltfreundlich hergestellt wird und entsprechend selbst grün ist. Klar: Strom aus Kohlekraftwerken zählt da beispielsweise nicht. Stattdessen kommt Energie in Frage, die aus Solar-, Wind- oder Wasserkraft gewonnen wird, also erneuerbare Energien.
Noch stellt es oft eine Herausforderung dar, diese Energie als Strom oder grünen Wasserstoff zu transportieren oder zu speichern. Tagsüber, wenn viel Sonne scheint, wird die Solarenergie von Photovoltaikanlagen (PV) in privaten Haushalten beispielsweise oft gar nicht in dem Ausmaß benötigt, in dem sie gewonnen wird. Bei begrenzten Speicheranlagen wird der Strom dann oft in das öffentliche Netz eingespeist, was sich im Vergleich zum Eigenverbrauch jedoch nicht lohnt. Entsprechend gibt es auch Möglichkeiten, den überschüssigen Strom selbst zu nutzen, für das Elektroauto: das sogenannte Überschussladen.
Was ist Überschussladen?
Überschussladen bezeichnet das Laden gezielte eines Elektroautos zu Zeiten, in denen ein Überschuss an Solarenergie vorhanden ist. Die Kombination aus eigener PV-Anlage mit Ladestation, der sogenannten Wallbox, und Elektroauto ergänzt sich dann im eigenen Besitz besonders effizient und nachhaltig, vor allem mit Smart Charging. Die Anlage wird mit der Ladestation gekoppelt und kann dann die Überschussenergie zum Laden des Elektroautos nutzen.
Dabei gibt es verschiedene Formen der Kopplung. Bei der ersten wird das Auto manuell einfach nur dann zum Laden angesteckt, wenn die PV-Anlage genug Energie liefert, wenn also die Sonne scheint. Bei der zweiten Form sorgt der Wechselrichter dafür, dass die Ladestation nur bei Überschuss lädt. Somit kann das Elektroauto immer an der Wallbox angeschlossen sein und der Vorgang schaltet automatisch um. Automatisch läuft auch die dritte Form ab, bei der jedoch nicht erst ab einem gewissen Wert umgeschaltet wird nach Entweder-Oder-Prinzip, sondern bei der sich die Ladeintensität an die Überschussintensität angleicht. Dabei spricht man vom dynamischen Überschussladen.
Vorteile des Überschussladens
Wie bereits erwähnt, bringt das Überschussladen einige Vorteile mit sich. Private Haushalte, die über eine Kombination aus PV, Wallbox und Elektroauto verfügen, profitieren von günstigeren Preisen für das Laden, da die Energie vom Dach kostenfrei direkt in das Batteriepaket des Autos geht. Durch die geringeren Betriebskosten werden Elektroautos eine lohnende Alternative zum Verbrennungsmotor, vor allem bei Pendler:innen und Personen, die häufige Kurzstrecken fahren.
Bei breiter Anwendung kann diese Methode sogar das gesamte Stromnetz entlasten, vor allem in Zeiten, in denen die erneuerbare Energieerzeugung hoch, aber die Nachfrage gering ist. Inzwischen gibt es auch Ansätze, bei denen ein Elektroauto als mobiler Speicher und Puffer für das Stromnetz im Gesamten vorgesehen ist. Die sogenannte Vehicle-to-Grid-Technologie (V2G) basiert darauf, dass Elektroautos je nach Bedarf sowohl Strom aus dem Netz abnehmen und speichern können, als auch den Strom bei niedrigen Kapazitäten wieder in das System einspeisen. Diese Technologie ist jedoch noch nicht häufig umgesetzt worden.
Das Netz würde durch V2G stabilisiert und es müssten keine Reservekraftwerke mit fossilen Brennstoffen für die zusätzliche Einspeisung hinzugezogen werden. Erneuerbare Energien würden so gefördert und integriert, da der Strom effektiv verwendet werden könnte.
Herausforderungen beim Überschussladen
Die Umsetzung des Überschussladens geht jedoch nicht ohne Herausforderungen einher. Um PV-Anlage, Wallbox etc. einzurichten, sind hohe Anfangsinvestitionen nötig, die vor allem für Privathaushalte mitunter eine finanzielle Herausforderung darstellen können. Diesem Problem können staatliche Anreize und Subventionen entgegenwirken.
Zudem benötigt das Überschussladen gegebenenfalls intelligente Ladesysteme, dynamisch oder mit Wechselrichter. Um das Elektroauto manuell mit Überschussstrom zu laden, muss man selbst immer wieder die PV-Leistung überwachen, was müßig und nicht immer machbar ist. Dann kann es passieren, dass zusätzlich teurer Netzstrom verwendet wird. Damit die Elektroautos automatisch zu den richtigen Zeiten laden, müssen die fortgeschrittenen Systeme, in die wiederum investiert werden muss, die Stromproduktion in Echtzeit überwachen und den Ladevorgang entsprechend steuern. Dabei muss das Elektroauto nicht nur laden, wenn Überschuss besteht, sondern es muss auch geladen sein, wenn es benötigt wird. Diese Ansprüche muss die Software entsprechend koordinieren.
Bei der V2G-Technologie gibt es noch mehr zu beachten, da es mehr Elektroautos auf einer größeren Ebene umfasst. Dort muss das bidirektionale Laden mit dem entsprechenden Ausbau der Infrastruktur ermöglicht werden sowie koordinierbar und kommunizierbar sein. Außerdem muss die Rückspeisung von Strom aus Elektroautos ins Netz geregelt werden.
Fazit: Wie sinnvoll ist Überschussladen?
Überschussladen ist besonders interessant, da die Energiewende zunehmend auf Wind- und Solarenergie setzt, deren Produktion stark wetterabhängig ist. An sonnigen Tagen oder bei starker Windkraft kann es zu einer Überproduktion von Strom kommen, den das Netz nicht direkt abnehmen kann. Dieser Überschuss an Energie kann dann genutzt werden, um Elektroautos zu laden.
Daher ist das Überschussladen eine wichtige Methode der effizienten Energienutzung und eine vielversprechende Möglichkeit, Elektromobilität und Energiewende miteinander zu einer nachhaltigen Mobilitätswende zu vereinen. Da das Überschussladen die Netzinfrastruktur entlastet, die Nutzung erneuerbarer Energien maximiert und die Betriebskosten für Elektroautos senkt, steht diese Technologie im Interesse von Politik und Endverbraucher:innen, weshalb eine schnelle Umsetzung in der Breite sinnvoll ist.
Quelle: Solar Edge – PV-Überschussladen / Energielenker – So funktioniert die Kombination aus PV-Überschussladen und bidirektionalem Laden
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