Eine Studie zeigt: E-Autos lassen sich problemlos mit einer Solaranlage ohne Zwischenspeicher laden, ohne das Fahrverhalten anpassen zu müssen. Foto: Getty Images/iStockphoto

Dem eigenen Solarstrom fürs E-Auto steht nichts im Weg

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Das E-Auto zuhause mit Solarstrom und ohne Zwischenspeicher laden, auch wenn ich tagsüber unterwegs bin? Was nach einem reinen Wunschtraum klingt, ist jedoch machbar, wie eine neue ETH-Studie zeigt.

Beim Kauf eines E-Autos spielt neben der Faszination für neue technologische Errungenschaften meist das Umweltbewusstsein eine entscheidende Rolle. Und der Wunsch nach klimaverträglichen Fahrzeugen wächst: Aktuell sind in der Schweiz rund 70'000 rein elektrische Autos und 200'000 Hybrid-Fahrzeuge unterwegs – mit rapider Zunahme.

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Wer umweltbewusst unterwegs ist, will wissen, mit welchem Strom das Auto geladen wird. Zwar produziert die Schweiz fast ausschliesslich erneuerbaren Strom. Ein Teil des Safts, der aus der Steckdose fliesst, kommt aber aus dem Ausland – und damit unter anderem von CO2-intensiven Kohlekraftwerken.

Eine mögliche Lösung: Ich lasse das Auto von der Solaranlage auf dem eigenen Dach laden. Sobald ich jedoch eine Photovoltaik-Anlage ohne Zwischenspeicher betreibe, stehe ich vor einem Problem: Just tagsüber, wenn die Sonne am stärksten scheint, bin ich oft unterwegs. Die spannende Frage lautet deshalb: Unter welchen Bedingungen liesse sich ein E-Auto trotzdem mit eigenem Solarstrom laden, ohne dass das eigene Fahrverhalten umgestellt werden muss?

Abend- und Morgenlicht reicht aus

Diese Frage hat sich auch ein Forscherteam des Instituts für Kartographie und Geoinformation an der ETH Zürich gestellt – und ist zu einem überraschenden Schluss gelangt: Ein E-Auto lässt sich zu einem grossen Teil mit Solarstrom füttern, selbst wenn es nur abends und am Morgen geladen wird. Die Bedingung ist ein smartes Ladegerät.

Untersucht wurden in der Studie vier Szenarien. Im ersten Szenario wird das Fahrzeug einfach eingestöpselt, wenn man zuhause ist. Wenig überraschend: «In diesem Fall deckt man fast gar nichts mit Solarstrom», sagt Henry Martin, Doktorand und Mitglied des Forschungsteams. Der Grund: E-Autos laden zu schnell und beziehen den Strom, woher er gerade kommt – also weitgehend aus dem Netz statt von der Solaranlage.

Anders sieht das zweite Szenario bei Verwendung eines smarten Ladesystem aus: Dieses drosselt das Laden und bevorzugt den Strom von der Solaranlage. «Wir stellten fest, dass sich das Auto so zu 56 Prozent mit Solarstrom laden lässt – vor allem mit Abend- und Morgenlicht», sagt Martin. Die Zahl beziehe sich auf die zehn Monate, während denen die Daten erhoben wurden. Saisonal gebe es natürlich grosse Unterschiede, so Martin.

Die eigene Solaranlage macht Sinn

Eindrückliche 90 Prozent Solarstrom wurden im dritten Szenario berechnet: Wer den Mut hat, auch mit fast leerem Akku zu fahren und nur dann zu laden, wenn Solarstrom vorhanden ist, lädt fast nur mit der erneuerbaren Energie vom eigenen Dach. «Man überschätzt die Energie, die ein E-Auto unter der Woche braucht», verdeutlicht Martin. Die Studienteilnehmenden legten in der Woche im Schnitt rund 250 Kilometer mit dem E-Auto zurück.

Das vierte Szenario – mit der Nutzung eines Zwischenspeichers – würde zwar zu hundert Prozent Solarstrom führen. Der Gewinn wäre aber gegenüber den CO2-Emissionen für die Herstellung des Speichers mehr als weg.

Martin sieht zweierlei Nutzen in der Studie: Für E-Auto-Besitzende macht es zusammen mit einem Smart-Charging-System Sinn, eine eigene Solaranlage in Betracht zu ziehen, selbst ohne Zwischenspeicher. Und für Hersteller von Smarten Ladestationen sei die Studie ein Ansporn, intelligente Systeme zu entwickeln, die zum Beispiel auch die Wetterprognosen berücksichtigen.

Erste Veröffentlichung: 
11.1.2022
  |  Letztes Update: 
14.2.2022

Die Studie

Durchgeführt wurde die Studie vom Institut für Kartographie und Geoinformation der ETH Zürich unter der Leitung von Professor Martin Raubal. Während zehn Monaten wurde das Nutzungsverhalten von 78 Elektroauto-Fahrerinnen und -Fahrern (in der Regel Einfamilienhaus-Besitzende) festgehalten, die das Auto vorwiegend tagsüber benutzten. Demgegenüber gestellt wurden virtuell auf den Hausdächern installierte Solaranlagen mit einer Leistung zwischen fünf und 25 kW. Nicht berücksichtigt in der Studie wurde die Verwendung des Solarstroms auch für andere Zwecke, zum Beispiel für Haushaltsgeräte oder die Wärmepumpe.

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