- Startseite
- Forum
- Auto
- BMW
- Bremsen und Energie
Bremsen und Energie
Hallo, allerseits!
Wieso gibt es eigentlich noch immer kein System, das beim Bremsen in einem Serienfahrzeug die Energie speichert, anstatt sie über die Bremsscheiben in Form von Wärme abzuleiten? Wieso bremst man nicht mit der Lichtmaschine oder eine Brennstoffzelle?
Nur ein Bruchteil aller Bremsungen sind Notbremsungen, bei denen ich ein schnelles Ansprechen der Bremse brauche. Beim normalen "vor-roter-Ampel-Anhalten" könnte man doch so bremsen, dass wenigstens ein Teil der Energie gespeichert wird.
In Prototypen gibt es diese Idee sogar schon.
Uli
45 Antworten
Hallo,
das liegt einfach daran, daß man bisher noch keine brauchbaren Speichermedien gefunden hat, die in kurzer Zeit so viel Energie speichern können. Schau doch mal, wie lange eine Autobatterie geladen werden muß. Und außerdem ist der ganze Kram noch zu schwer.
Aber die Überlegungen gibt es schon. Vor allen Dingen auf der Schiene sind diese Systeme schonm eingebunden. Die speisen dann halt zurück ins Netz.
Aber die Brennstoffzelle ist ja noch in den Kinderschuhen.
Gruß
Ja also die Idee und auch entsprechende Entwicklungen gibt es tatsächlich schon. Sogar für Autos. Eine vernünftige Umsetzung für die Praxis ist leider nicht so einfach. Kannst dir ja selber vorstellen, dass es nicht so einfach ist die Bremseigenschaften von "gewöhnlichen" Scheibenbremsen durch so ein System zu ersetzen.
Das ist richtig, die Scheibenbremse kann man wohl kaum damit ersetzen. Allerdings merkt jeder Fahrradfahrer, wie gut ein einfacher Dynamo bereits die Geschwindigkeit reduzieren kann. Mit der Brennstoffzelle wäre doch ein geeignetes Speichermedium gefunden - man könnte Wasserstoff gewinnen und ihn zwischenspeichern.
(Macht natürlich nur dann Sinn, wenn das Auto die Energie aus dem Wasserstoff auch wieder zurückgewinnen kann).
Bei einem Fahrrad hat es übrigens mal jemand geschafft - die Bremse spannt beim Anhalten eine Feder, die dann beim Weiterfahren einen Teil der Beschleunigung bewirkt.
Natürlich ist der Wirkungsgrad eines solchen Systems nicht 100%, aber wenn auch nur 50% der Energie gespeichert werden könnte, wäre man einen Schritt weiter.
Uli
Zitat:
Original geschrieben von Beethoven
...Mit der Brennstoffzelle wäre doch ein geeignetes Speichermedium gefunden - man könnte Wasserstoff gewinnen und ihn zwischenspeichern...
Ich weiß ja nicht, wie Du das anstellen willst. Aber um Wasserstoff zu erhalten, müßtest Du Wasser mitführen, um es in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Und das macht ja noch weniger Sinn.
Und wie toll unsere elektrischen Speicher sind, sehen wir an den Reichweiten und Fahrleistungen der Elektroautos. Eine Stunde Fahrt und mehrere Stunden Ladezeit. Aber mit etwas Entwicklungszeit wird es schon kommen.
Gruß
Immerhin haben unsere Autos heutzutage eine Schubabschaltung, sodass man nicht so verlustreich über die Scheiben bremsen muss.
Ansonsten, wird es auch in absehbarer zeit kein system geben, dass die bremsleistung von mehreren 100kW (!) in irgendeiner Form speichern kann...
Hallo,
das Problem an der ganzen Sache ist einfach, dass der Aufwand in keinem Verhältnis zum Nutzen steht.
Während einer Bremsung wieder Wasserstoff zu erzeugen, halte ich für den schlechtesten Weg, das wäre ja quasi eine Turbo-Elektrolyse. Und da dann die passenden Rahmenbedingungen zu schaffen ist wohl mehr als kompliziert.
Konventionelle elektrische Speicher sind entweder zu träge, oder zu teuer. Außerdem müßte man imho die LiMa größer auslegen. Ich weiß nicht, wie weit man mit 2kW Bremsleistung kommen würde... Und größer bedeutet wieder schwerer.
Es gibt im Nfz-Bereich die Versuche die Energie in rotierenden Massen zu speichern. Da rotiert dann halt ein 10kg Läufer mit 50 000 Umdrehungen. Ist ja auch alles schön und gut, aber ich möchte keinen 10kg-Kreisel im Heck von meinem Auto haben und damit einen Elchtest fahren...
Kurz zusammengefaßt: Diese ganzen Systeme sind zu teuer und zu schwer. Und selbst wenn ich durch solch ein System ein paar Ws wieder einspeisen kann, gehen mir die durch den erhöhten Rollwiderstand und die höhere Massenträgheit wieder vielfach verloren.
Das man sowas bei Schienen-fz einsetzen kann liegt daran, dass el. Schienen-fz bereits kräftige E-Maschinen an Bord haben und die dann einfach nur gegenläufig arbeiten. Die brauchen keine LiMa verstärken oder sonstigen zusätzlichen Systeme.
Meines Wissens gibt es die Systeme beim konventionellen Schienenfahrzeugen neuerer Bauart (ICE, neue Elok-Baureihen 103(???)), aber noch nicht beim Transrapid. Das System ist zwar grundsätzlich dazu fähig, aber noch scheint es Probleme mit der Rückspeisung zu geben.
Grüße Stefan
Danke für Eure Antworten! Es ist interessant, dazu Eure Meinungen zu lesen.
Ich denke, elektrisch wird sich keine Lösung finden lassen. Wie Ihr schon sagt, sind elektrische Speicher zu träge, zu schwer und zu groß.
Die Idee mit der rotierenden Masse finde ich ungeheuer spannend. Das Problem ist natürlich - wie bereits angesprochen -, dass das Auto dadurch in seiner Lage im Raum träge wird. Auch nicht so gut.
Ich denke nach wie vor, dass eine Zwischenspeicherung in chemischer Form am interessantesten wäre.
Zitat:
Aber um Wasserstoff zu erhalten, müßtest Du Wasser mitführen, um es in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten.
Das ist richtig. Wenn man aber den gesamten Benzinantrieb durch Wasserstoff ersetzen könnte, würde man ja das Gewicht des Benzins sparen. THEORETISCH wäre es sogar möglich, den nach der Verbrennung bleibenden Wasserdampf zu sammeln und wieder in den Kreislauf zu bringen. Es fände also lediglich eine Verschiebung von Wasserstoff zu Wasser (bei der Verbrennung) und umgekehrt (beim Bremsen) statt.
Ich weiss, der Wasserdampf ist zu heiss, um ihn zu speichern. Das alles ist leider noch weit weg von der Theorie.
Es ist nur so, dass die konventionellen Umweltmethoden (Bündnis90, Benzinsparen, 3L-Autos etc.) nicht das einzige sinnvolle Verhalten darstellen. Wenn man nur die Hälfte der Energie im Auto beim Bremsen zurückgewinnen könnte, könnten wir alle "vernünftige" Autos fahren und müssten trotzdem nicht ständig mit schlechtem Gewissen an die Ölreserven denken.
Zitat:
Während einer Bremsung wieder Wasserstoff zu erzeugen, halte ich für den schlechtesten Weg, das wäre ja quasi eine Turbo-Elektrolyse. Und da dann die passenden Rahmenbedingungen zu schaffen ist wohl mehr als kompliziert.
Mahoni, es wäre toll, wenn Du mir das noch etwas näher erklären könntest. In der praktischen Anwendung der Elektrolyse kenne ich mich leider auch nicht so aus.
Ich würde mich freuen, hier noch etwas mit Euch darüber zu diskutieren.
Uli
Du mußt doch Wasser wieder in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten. Das ganze geschieht durch Strom und ist normalerweise ein relativ langwieriger Prozeß.
Wenn man die Elektrolyseeinheit auf so hohe Leistungen auslegen würde, dass sie die Bremsenergie auffangen und umwandeln kann, dann wäre das Ding zu groß und zu schwer. Vor allen Dingen, wäre es für den Normalbetrieb überdimensioniert.
Und 80° heißen Wasserdampf wieder zu kondensieren ist wohl vom Aufwand für ein Auto (das sollten wir uns immer vor Augen halten, das soll alles in ein Auto !!!) mehr als übertrieben.
Grüße Stefan
Wasserstoff...
soweit ich mich noch an meine Schulzeit zurückerinnern kann, ist es außerdem sehr energieaufwendig, Wasserstoff aus Wasser zu erzeugen... Damit dürfte so ein System mehr Energie benötigen, als es unter dem Strich hergibt!
Bye, Jan
@jan.th:
Das kommt darauf an. Für die Wasserstoff oder Brennstoffzellenfahrzeuge muß ja auch Wasserstoff hergestellt werden. Natürlich macht das nur Sinn, wennn man dies umweltverträglich herstellen kann. Ansonsten wäre der Schdstoffausstoß nur vom Auto auf die Industrie übergegangen. Man versucht dies aus regenrativen Energien herzustellen.
Gruß
@Calva
Ein toller Artikel, danke für den Link!
@Jan.th
Das Problem sind hier deutliche Unterschiede zwischen Theorie und Praxis. In der Theorie befindet sich Wasserstoff auf einem hohen "Energieniveau", kann also viel Energie freisetzen bzw. benötigt bei seiner Entstehung viel Energie für die Trennung vom Sauerstoff. Sobald er aber wieder in den Bindungszustand zurückkehrt (in einer Knallgasreaktion z.B.), setzt er genau diese Menge an Energie frei. Nach dem Energieerhaltungssatz ist es in der Theorie (!!) nicht möglich, dass die Entstehung von Wasserstoff mehr Energie benötigt als bei der Verbrennung zu Wasser freigesetzt wird.
Soweit die Theorie.
Die Anwendung in der Praxis verläuft natürlich nicht ganz so verlustfrei. Die Gewinnung von Wasserstoff verlangt mehr Energie, da sie nicht effizient stattfindet. Genauso wie der Verbrennungsmotor in der Theorie 100% der im Benzin enthaltenen Energie in Bewegung umsetzen könnte, liegt der Wirkungsgrad in der Praxis bei kläglichen 25-30% (30 ist schon hoch gegriffen).
Vielleicht entwickelt sich die Technologie ja mit der Zeit hin zu besseren Werten.
Uli
Und dann mal weiter zur Theorie:
Jeder natürliche Vorgang ist entropiebehaftet, d.h. er erzeugt Entropie und reduziert somit die Menge der nutzbaren Energie. Und nach dem 2.Hauptsatz der Thermodynamik ist eine Entropievernichtung nicht möglich. Das bedeutet, dass es auch theoretisch nicht möglich ist, verlustfrei H aus Wasser zu extrahieren.
Grüße Stefan
Hi
Das ist hier ja richtig interessant.
Eine Korrektur möchte ich noch anbringen.
Die Wirkungsgrade von modernen Motoren gehen heute schon bis ca.45%.
Ist zwar nicht wirklich super, aber besser als 30%.
Ich persönlich glaub nicht, dass Wasserstoff der Treibstoff der ZUkunft wird. Es gibt sehr viele und gute Alternativen, die einiges günstiger sind.
Servus
Hermtm