E-Bike mit Solarstrom laden – Geht das eigentlich?

E-Bike mit Solarstrom laden

E-Bikes haben den großen Vorteil, dass diese einem das Radfahren erleichtern und das Überwinden von größeren Strecken einfacher machen. Damit der E-Bike Akku geladen wird, benötigt man Strom. Dieser kann aus der Steckdose oder durch die Sonne über Solarstrom erzeugt werden. Kann man ein E-Bike mit Solar laden? Diese Frage klären wir nachfolgend.

E-Bike Akku laden

Der normale Vorgang eines Ladeprozesses sieht vor, dass der Akku aus dem E-Bike genommen wird und in einem Ladegerät aufgeladen oder das Ladegerät direkt am E-Bike angeschlossen wird. Dieses Ladegerät wird über eine normale 230 Volt-Steckdose betrieben. Die Vorteile der Steckdose liegt auf der Hand. Es ist immer Strom vorhanden und der Akku kann unabhängig von der Sonne geladen werden, dies geht jedoch auch mit Solarstrom und einem kleinen Zwischenspeicher. Dem Ladegerät ist es im Prinzip egal, wie der Strom generiert wird und woher er kommt. Wichtig ist, dass er konstant ankommt und «rein» ist. Was das bedeutet, erklären wir weiter unten.

Generell möchten wir sagen, dass es aktuell noch kaum bis keine praktikabel Techniken gibt, um ein E-Bike während der Fahrt mit einer Solarzelle wieder aufzuladen. Dies wäre natürlich der optimale Zustand und könnte die Reichweite steigern. Die Fläche für die Solarzelle wäre jedoch zu groß, um diese effizient an einem Fahrrad befestigen zu können. Wir beschäftigen uns daher mit der Frage, kann ich mein Fahrrad in der Garage oder im Fahrradschuppen mit Solarstrom laden?

E-Bike mit Solarstrom laden

Aufbau, um das E-Bike mit Solar zu laden

Damit wir aus der Sonnenenergie Strom erzeugen können, benötigen wir etwas Zubehör. Solarzellen sind das Herzstück und viele kennen diese bereits von Häuserdächern. Die Solarzelle generiert über einen physikalischen Prozess aus der Sonnenenergie elektrische Energie. Diese Energie möchten wir jetzt abnehmen und verwerten. Damit wir unser E-Bike auch in der Nacht und am Abend laden können, nutzen wir einen Zwischenspeicher.

Laderegler für Solarstrom

Diesen Speicher, in unserem Fall sind dies zwei Autobatterien, laden wir über einen Laderegler mit dem Sonnenstrom auf. Die Batterie wird geladen und speichert diese. Möchten wir diesen Strom wieder abrufen, können wir direkt an die Pole der Batterie abzapfen. Da hier im Regelfall jedoch nur 12 Volt anliegen und unser Ladegerät mit 230 Volt betrieben wird, benötigen wir einen Spannungswandler.

Spannungswandler 500 Watt reine Sinuswelle

Dieser wandelt den 12 Volt Strom in 230 Volt Strom um. An diesem Spannungswandler schließen wir ganz normal unser E-Bike Ladegerät mit dem Stecker an und legen den E-Bike Akku ein. Der Wandler nutzt nun den Strom aus der Autobatterie um 230 Volt zu wandeln und unser E-Bike wird mittels Solarstrom geladen.

E-Bike Ladegerät für Akku an Solaranlage

Der Aufbau kann wie folgt aussehen:

  • Solarpanel produziert Strom und gibt diesen an den Laderegler
  • Laderegler erhält den Strom und lädt damit den Zwischenspeicher
  • Der Zwischenspeicher wird geladen, mit einem Spannungswandler wird aus dem Speicher von 12 Volt in 230 Volt gewandelt.
  • Der Wandler versorgt unser E-Bike Ladegerät mit 230 Volt und der Akku kann geladen werden

Es wird sich im Grunde ein E-Bike Solarladegerät gebaut, dass jedoch stationär genutzt wird und weniger für den mobilen Einsatz geeignet ist.

Mit Zwischenspeicher arbeiten oder direkt ins Netz einspeisen?

Neben der Variante mit dem Akku gibt es auch die Möglichkeit den Strom direkt in das Stromnetz einzuspeisen. Hier sollte man auf die Regelungen für sogenannte Balkonkraftwerke achten. Diese sind zum Zeitpunkt unserer Recherche bis 600 Watt Leistung frei von einer Anmeldung. Wer direkt in sein Hausnetz einspeisen möchte, der kann dies mit einem Wechselrichter vollziehen, der einen 230 Volt Ausgang hat und für diesen Zweck vorgesehen ist.

Worauf man beim Eigenbau achten sollte

E-Bike mit Solar laden – Damit die Batterie effizient geladen werden kann, sollte man zwischen 100 und 200 Watt Leistung bei den Solarpanels nutzen. Der Pufferspeicher sollte die 60 Ah nicht unterschreiten, damit der E-Bike Akku auch vollständig geladen werden kann. Der Spannungswandler sollte hochwertig sein und eine «reine» Sinuswelle generieren. Der Strom aus unserer Haussteckdose wird mit einer «reinen Sinuswelle» geliefert. Günstige Wandler generieren eine «modifizierte» Sinuswelle. Diese wird oben und unten abgeschnitten und ist «unsauber». Dadurch kann das vorkommen, dass elektronische Teile, wie die in einem Ladegerät, beschäftigt werden. Gerade Handyladegeräte oder auch Laptopladegeräte können durch eine modifizierte Sinuswelle einen Defekt erleiden.

Solaranlage selbst gebaut

Damit der Zwischenspeicher nicht tiefentladen wird, sollte der Spannungswandler einen Schutz dafür haben. Der Zwischenspeicher kann mit einem Laderegler gleichzeitig über die Sonne aufgeladen und mit dem Spannungswandler zum Laden der Akkus genutzt werden.

Es fließen sehr hohe Ströme (Amper), beim Anschließen der Komponenten sollte immer mit Konzentration gearbeitet werden. Wer sich unsicher ist, sollte einen Fachmann dazuholen. Aus dem Spannungswandler kommen «echte» 230 Volt, mit allen Gefahren, die auch eine normale Haussteckdose hat.

Lohnt es sich den E-Bike Akku mit Solarstrom zu laden?

Es ist relativ einfach zu berechnen, welches Ersparnis man mit dem Solarstrom haben könnte. Nimmt man als Grundlage einen kW Preis von 40 Cent an, dann benötigt man für einen 500 Wh Akku ca. 20 Cent zum Laden.

  • 1 kWh = 1000 Wh
  • 500 Wh  = 0,5 kWh
  • 0,5 kWh * 40 Cent = 20 Cent (0,20 Euro)

Geht man vor einem perfekten System ohne Verluste aus, könnte man einen 500 Wh Akku 5-mal aufladen, bis man einen Euro an Strom zahlt. Dies ergibt 5000 Ladezyklen, bis man 1000 Euro einsparen kann. Stellt man dies den Investitionskosten einer kleinen Solarstromanlage gegenüber, fällt einem schnell auf, dass sich dies finanziell weniger lohnt.

Solarstromrechner für das E-Bike

Mit diesem Rechner kann man grob ermitteln, nach wie vielen Ladezyklen es sich theoretisch lohnen würde, eine Solaranlage zum Laden des E-Bikes aufzubauen.

Merkmal Werte
Strompreis in Cent Cent (z. B. 40 Cent)
Wattstunden des Akkus Wh (z. B. 512 Wh)
Anschaffungskosten Solaranlage € (z. B. 850 €)
Die Anlage rechnet sich nach Ladezyklen

Was kostet eine E-Bike Ladung Strom

Was es kostet, sein E-Bike einmal aufzuladen, ist bei steigenden Energiepreisen durchaus interessant. Diese Frage haben sich bereits viele E-Bike Fahrer stellt. Soviel kostet es theoretisch, den leeren E-Bike Akku mit Strom zu laden.

Merkmal Werte
Strompreis in Cent Cent (z. B. 40 Cent)
Wattstunden des Akkus Wh (z. B. 512 Wh)
Ein Ladezyklus kostet ca. Euro

Vereinfachte Rechnungen ohne Verluste, Widerstände, Lüfter etc. im Ladegerät und Verschleiß. Es wird davon ausgegangen, dass der Stromverbrauch des Ladegeräts nicht vorhanden ist. Kein Anspruch auf Richtigkeit, Näherungswert der Rechnungen. 

Fazit zum E-Bike mit Solarstrom laden

Wer Lust und Spaß daran hat sich eine kleine Solaranlage in den Garten oder auf das Garagendach zu stellen, der sollte nicht darüber nachdenken, ob es sich finanziell lohnt. Hier steht der Gedanke und der Spaß im Vordergrund. Grundsätzlich kann man seinen E-Bike Akku mit Solarstrom laden.

Es gibt bereits fertige Systeme, die alle Komponenten beinhalten und mit Solarzellen, Inverter und Wandler geliefert werden. Der Vorteil an einem freien System ist, dass man alle gängigen Geräte über den Spannungswandler betreiben kann. So lassen sich auch die Fahrradbeleuchtung laden oder auch der Gartenbeleuchtung darüber mit Strom versorgen. Wichtig dabei ist immer, dass man die maximalen Werte des Wandlers einhält. Kann dieser dauerhaft 250 oder 500 Watt abgeben, dürfen keine Geräte betrieben werden, die eine höhere Leistungsaufnahme haben. Die Komponenten sollten ebenfalls mittel Zwischensicherungen voneinander abgesichert werden.

Hinweis: Auf den Bildern ist lediglich ein Versuchsaufbau zu sehen, der durch einen Elektriker überwacht wurde.

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