Photovoltaik und Elektromobilität – ein harmonisches Duo

Auch wenn es der verregnete Sommer 2021 nicht vermuten liesse: Die Schweiz wird zum Sonnenland. Die installierte Leistung an Photovoltaik (PV) nimmt seit einigen Jahren stark zu, und entsprechend steigen auch die solaren Erträge. Die vom Bundesamt für Energie und Swissolar im Juli publizierte Statistik Sonnenenergie 2020 zeigt, dass letztes Jahr mit 2599 GWh Solarstrom wieder ein neuer Rekord aufgestellt wurde (siehe Grafik). Im Vergleich zum bisherigen Rekordjahr 2019 betrug die Zunahme der Solarstromproduktion fast 20 Prozent. Der Sonnenstrom deckt damit 4,6 Prozent des Schweizer Energiebedarfs. Das ist deutlich mehr als noch vor zehn Jahren – aber bei Weitem noch nicht genug, um eine rein erneuerbare Stromversorgung zu ermöglichen. Dazu müsste die Schweiz viel mehr Flächen mit PV-Modulen belegen, um die Produktion weiter zu steigern. Damit sich die Photovoltaik aber auch rentiert, ist die Kombination mit Elektromobilität sinnvoll.

Boomende E-Autos

Ebenso wie die Photovoltaik verzeichnet die Elektromobilität in den letzten Jahren einen starken Aufschwung. Bei den Neuzulassungen erreichen E-Autos mittlerweile einen Anteil von rund 20 Prozent. Praktisch alle Autohersteller haben sich zum elektrischen Antrieb bekannt und angekündigt, die Entwicklung und Produktion von Benzin- und Dieselfahrzeugen in den nächsten 10 bis 15 Jahren einzustellen. So scheint klar, dass sich die Elektromobilität beim motorisierten Individualverkehr als neuer Standard durchsetzen wird. Damit die E-Fahrzeuge in Zukunft aber auch tatsächlich möglichst nachhaltig unterwegs sind, müssen sie mit erneuerbarem Strom produziert und betrieben werden. Der Erfolg der Elektromobilität ist also davon abhängig, dass der Zubau der erneuerbaren Energien rasch vorankommt. Deshalb ist die Elektromobilität (zumindest in der Schweiz) auf die Photovoltaik angewiesen – umgekehrt gilt dies aber genauso. Woran liegt das?

Hoher Eigenverbrauch nötig

Damit eine PV-Anlage wirtschaftlich ist, muss der Solarstrom eine gewisse Wertschöpfung generieren. Dafür gibt es im Wesentlichen zwei Möglichkeiten: Verkauf an einen Energieversorger oder Eigenverbrauch. Der Verkauf ist heute nicht lohnend, weil man dafür pro Kilowattstunde nur etwa 8 Rappen erhält. Zum Vergleich: Wer selbst Strom aus dem öffentlichen Netz bezieht, bezahlt dafür in der Regel zwischen 15 und 20 Rappen (Mix von Hoch- und Niedertarif). Eine Subventionierung des Stroms durch die öffentliche Hand ist ebenfalls kein Thema mehr. Photovoltaikanlagen mit einer Leistung bis 100 Kilowatt erhalten heute vom Bund anstelle einer Einspeisevergütung einen einmaligen Beitrag an die Investitionskosten. Das Fazit: Mit dem Verkauf von selbst produziertem Solarstrom lässt sich kaum mehr Geld verdienen.

Die verbleibende Möglichkeit, eine PV-Anlage rentabel zu betreiben, ist folglich ein möglichst hoher Eigenverbrauch. Je mehr vom eigenen Solarstrom man selbst verbraucht, desto weniger Strom muss man aus dem öffentlichen Netz beziehen. Das dadurch eingesparte Geld ist ein Beitrag zur Amortisierung der PV-Anlage. Allerdings ist es nicht ganz einfach, einen hohen Eigenverbrauchsanteil zu erreichen. Vor allem im Sommer, wenn die Photovoltaik hohe Erträge generiert, sind die Verbräuche durchschnittlicher Haushalte zu gering. Die Wärmepumpe als zusätzlicher Verbraucher kommt in dieser Jahreszeit ebenfalls nicht infrage. Deshalb bietet es sich an, mit dem überschüssigen Solarstrom die Batterie eines Elektroautos zu laden. Dies reduziert die Kosten für das Aufladen, weil man keinen Strom aus dem Netz beziehen muss.

Richtig dimensionieren

Damit sich Photovoltaik und Elektromobilität optimal ergänzen, ist die Dimensionierung der PV-Anlage entscheidend. Sie muss einerseits gross genug sein, um nebst dem Verbrauch des Haushalts und allenfalls der Heizung auch die Batterie laden zu können. Gleichzeitig sollte sie nicht zu gross sein, weil sonst die Wirtschaftlichkeit sinkt. Fachleute und Eigentümerschaften können sich bei der Planung an einem Merkblatt des Verbands Swiss E-Mobility orientieren (siehe Grafik). Für eine jährliche Fahrleistung von 10 000 Kilometern beispielsweise ist den Empfehlungen im Merkblatt zufolge eine PV-Anlage mit einer Leistung von 8 Kilowatt nötig. Dies entspricht einer Fläche von etwa 50 Quadratmetern, wofür das Dach eines durchschnittlichen Einfamilienhauses normalerweise ausreicht. Alternativ kommen heute auch Solarmodule an der Fassade infrage, wenn die Dachfläche nicht ausreicht oder nicht genutzt werden kann.

Ladeinfrastruktur einplanen

Es bietet sich an, den Einbau einer Ladeinfrastruktur und die Installation einer Photovoltaikanlage gleichzeitig zu planen und zu realisieren. Auch für die Planung der Ladeinfrastruktur bestehen Orientierungshilfen. Detaillierte Empfehlungen zum Vorgehen gibt das SIA-Merkblatt 2060. Dieses rät, bei Neubauten und umfassenden Sanierungen alle Parkplätze mindestens mit einer Grundinstallation auszurüsten. So stellt man sicher, dass bei Bedarf nur noch die Ladestation installiert werden muss. Sowohl für Photovoltaikanlagen wie auch für Ladestationen können an vielen Standorten Fördergelder beantragt werden, eine Übersicht dazu bietet die Plattform Energiefranken. Wichtig: Ein Förderantrag muss stets vor Beginn der Realisierung gestellt werden.

Batteriespeicher integrieren

Für die optimale Kombination von Photovoltaik und Elektromobilität ist es theoretisch sinnvoll, einen stationären Batteriespeicher einzubauen. Damit lässt sich überschüssiger Solarstrom kurzfristig speichern und dann nutzen, wenn Bedarf besteht. Ist zum Beispiel ein Elektroauto tagsüber unterwegs, speichert man am Mittag den Überschussstrom und setzt ihn in der folgenden Nacht zum Aufladen ein. Gemäss dem Verband Swissolar kann ein Einfamilienhaus so einen Eigenverbrauchsanteil von bis zu 90 Prozent erreichen.

Allerdings zeigt die Studie Solarbatterien für Privatkunden von EnergieSchweiz, dass sich solche stationären Speicher heute wegen der hohen Anschaffungskosten noch nicht wirtschaftlich betreiben lassen. Sie eignen sich derzeit nur für Eigentümerschaften, die den Fokus auf die Autarkie legen und möglichst unabhängig vom Netz sein möchten. Alle anderen müssen sich gedulden, bis die Preise für die Batteriespeicher sinken. Die gute Nachricht: Fachleute erwarten, dass stationäre Batterien innerhalb der nächsten zehn Jahre um bis zu ein Drittel billiger werden. Damit könnte sich der Einbau auch wirtschaftlich lohnen und die Kombination von Photovoltaik und Elektromobilität noch attraktiver werden.