Alternative Antriebe für Automobile: Hybridsysteme, by Cornel Stan

By Cornel Stan

Über die Realisierungsmöglichkeiten zukünftiger Antriebskonzepte – von Hybridsystemen Elektro-/Verbrennungsmotor über Brennstoffzellen bis zu alternativen Energieträgern wie Wasserstoff oder Alkohol – werden fundierte Kriterien der Qualität eines Antriebs entscheiden. Leistungsdichte, Drehmomentverlauf, Beschleunigungscharakteristik, spezifischer Energieverbrauch sowie Emission chemischer Stoffe und Geräusche sind dafür wichtige Merkmale zur Qualitätsbeurteilung. Die Verfügbarkeit und die Speicherfähigkeit vorgesehener Energieträger, die technische Komplexität, Kosten, Sicherheit, Infrastruktur und provider werden die Randbedingungen für die Einführung realisierbarer Konzepte alternativer Antriebe für car stellen. Die Übersicht und die examine der Prozesse, Antriebsmaschinen und Energieträger, die entsprechend der aufgeführten Kriterien in komplexen Energie-Management-Systemen für vehicle kombinierbar sind, bilden den Inhalt dieses Buches. Für die Entwicklung neuer Konzepte sind diese Fakten notwendiges Wissen.

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Bei Benzin sind die Werte etwa vergleichbar, der allgemein höhere Verbrauch wird zum Teil durch die niedrigere Dichte in Bezug auf Masse kompensiert. LPG (Liquefied Petroleum Gas, als Gemisch von Propan und Butan, entstehend im Raffinerieprozess – auch als Autogas bezeichnet) hat eine erheblich geringere Dichte als Benzin (0,00235 [kg/m³] im Vergleich zu 0,72-0,78 [kg/m³]) die durch Verflüssigung – bei 0 [°C] und 1 [MPa] auf 0,5 [kg/m³] zwar steigt, aber auch die Masse des entsprechenden Druckbehälters erhöht: während der Kraftstoff selbst 37 [kg] wiegt, erreicht der gefüllte Tank, hauptsächlich wegen der eigenen Masse 72 [kg].

Im Bild 16 ist ein Vergleich der Speichermassen und -volumen für einige Energieträger und ihrer Speicher ausgehend von dem Energieäquivalent eines Fahrzeugtanks mit 37 [l] Dieselkraftstoff – als Richtwert für eine Reichweite von etwa 500 [km] mit einem Mittelklassewagen – ersichtlich. Aufgrund der Tankabmessungen steigt das Volumen in diesem Beispiel auf 46 [l], durch die Dichte des Dieselkraftstoffs beträgt die Kraftstoffmasse 30 [kg] und die Gesamtmasse 43 [kg]. Bei Benzin sind die Werte etwa vergleichbar, der allgemein höhere Verbrauch wird zum Teil durch die niedrigere Dichte in Bezug auf Masse kompensiert.

Ihre Nutzung auf einer weltweiten Fläche von 20 Millionen [km²] - was die gesamte Anbaufläche in etwa 90 Ländern bedeuten würde – ergäbe etwa 11,4 [MWh/Jahr], was im Vergleich mit dem Energiepotential des Erdöls von mehr als 38 Millionen [MWh/Jahr] vernachlässigbar ist. 000! Selbst in Mitteleuropa ist eine durchschnittliche Intensität der Sonnenenergie von 114 [W/m²] vorhanden. In einem idealen Szenario, indem in den Wüsten der Welt Elektroenergie bzw. Wasserstoff über Solaranlagen gewonnen würde, genügten etwa 12 % der Wüstenflächen (Gesamt 1,9 Millionen [km²]) mit 3 % Wirkungsgrad bei der Energiegewinnung um den gesamten gegenwärtigen Energiebedarf zu decken.

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