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Wer macht mit? Taschen für die IAA – “Special Edition” ;-)

Sonntag, 30. August 2009 17:11

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… denn irgendwas brauchen wir ja, um die ganzen Prospekte, Fotoapparat usw. zu transportieren – und, was noch viel wichtiger ist, diese Taschen fallen GARANTIERT auf!

Mein Pflichtprogramm am 19. September für die IAA (nach Hallen sortiert):

  • Mercedes-Benz (BlueZERO, E-Smart) – 2.0 A01
  • Audi (R8 mit Elektroantrieb) – 3.0 A12
  • Project Better Place – 3.1 A08 / 3.1 A12
  • Li-Tec Battery GmbH (Li-Ion-Fahrzeugbatterien) – 4.0 C21
  • e-Wolf  GmbH (e-Wolf, Elektro-Einsitzer-Sportwagen) – 4.0 C21
  • Fräger-Gruppe (elektrische Antriebe) – 4.0 C21
  • Clean Mobile AG (DMFC-Lösungen) – 4.0 C25
  • TU Berlin (Freikolben-Linear-Generator der DLR) – 4.0 B16
  • Protean (Hi-PA Drive Radnabenmotor) – 4.0 B24
  • Lotus Cars (Range-Extender 35 kW / 56 kg) – 5.0 B11
  • Tesla Motors – 5.0 B22
  • Fisker Automotive -  5.0 B30
  • Opel (Ampera) – 8.0 A04
  • Subaru (R1e usw.) – 8.0 D18
  • Reva Electric Car Company Pvt. Ltd. – 8.0 D38
  • Michelin (Reifen mit niedrigem Rollwiderstand, “Active Wheel” Radnabenmotor) – 8.0 E02
  • BMW (E-Mini) – 11.0 A01
  • RWE AG (e-Mobility) – F F320 / F F326
  • RUF Automobile GmbH (eRuf) – F F320

Falls ich was vergessen habe – Kommentar (s.u.) genügt!

Update nach dem Besuch der IAA:

- Der Freikolben-Linear-Generator ist auf dem Stand der TU Berlin zu besichtigen (4.0 B16)

- 2 Radnabenmotorenhersteller entdeckt: Michelin und Protean

- Orange Bike Concept GmbH habe ich leider nicht gefunden.

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Opel-Rettung sinnvoll – Der Opel Ampera!

Sonntag, 7. Juni 2009 10:42

Dieser E-REV (Extended Range Electric Vehicle) soll 2011 gebaut werden, damit ist Opel auf dem richtigsten aller richtigen Wege in die Zukunft.

Web: Opel Ampera

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Elektroautos an der Steckdose – wirklich “Klimaschweine”? NEIN!

Sonntag, 28. Dezember 2008 19:06

250-02_mini_e_250Die letzten Wochen machten einige Aussagen über an der Steckdose betriebene Elektroautos die Runde, die mich doch sehr wunderten.

Greenpeace startete eine Kampagne “Elektroautos sind Klimaschweine”, als bekannt wurde, dass BMW eine Kooperation mit Vattenfall einging. Greenpeace befürwortet aus diesem Grund sogar weiterhin den Verbrennungsmotorantrieb(!?)

Während die Aussagen der Grünen anfangs auch skeptisch dem elektrischen Antrieb gegenüberstanden, hat sich wohl im Laufe des Jahres ein Wandel vollzogen – weil sie vielleicht dann doch einfach mal selbst nachgerechnet haben.

Einfach(!) nachrechnen – das will ich hier ebenfalls tun, anhand verschiedener Beispiele. Keine Angst, es sind höchstens  Taschenrechner und Dreisatz vonnöten, mehr braucht man dazu nicht. Meist genügt der gesunde Menschenverstand.

Grundlagen für alle nachfolgenden Berechnungen:

CO2-Ausstoß im Energiemix: 520 g/kWh
Primärenergieaufwand zur Herstellung von 1 kWh Strom in Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen: 2,5 kWh
1 l Benzin verbrennt zu 2,33 kg CO2 und hat einen Brennwert von 10 kWh

Vergleich am Beispiel eines konkreten Automodells: BMW Mini (Herstellerangaben):

E-Mini (150 kW, 0-100 km/h in 8,5 s): 15 kWh/100 km.
Benzin-Mini (88 kW, 0-100 km/h in 9 s): 5,4 l/100 km.

Vergleich Primärenergieaufwand an fossilen Brennstoffen:

E-Mini: 37,5 kWh/100 km (noch ohne Berücksichtigung regenerativer Energien!)
Benzin-Mini: 54 kWh/100 km

Vergleich CO2-Ausstoß:

E-Mini: 78 g/km
Benzin-Mini: 126 g/km

Hinweis für Greenpeace: Vattenfall hat einen CO2-Ausstoß von 645,7 g/kWh im Unternehmensmix. Selbst mit diesem relativ CO2-belasteten Strom kommt Vattenfall beim Betrieb eines Mini E auf 90 g/km und nicht auf 133 g ! Allerdings ist es grundsätzlich Unsinn, mit einem speziellen Mix eines Unternehmens zu rechnen, es zählt immer der bundesweite Strommix, da Strom vernetzt ist.

Abb1.: Wirkungsgradvergleich - KWO Grimselstrom AG / CH, www.kwo.ch

Abb. 1: Wirkungsgradvergleich - KWO Grimselstrom AG / CH, www.kwo.ch

Vergleich mit dem Durchschnittsverbrauch der gesamten PKW-Flotte

Durchschnittsverbrauch aller PKW in Deutschland: 7,8 l/100 km
Prognostizierter Durchschnittsverbrauch von Elektroautos: 15 kWh/100 km

Vergleich Primärenergieaufwand an fossilen Brennstoffen:

Elektroautos: 37,5 kWh/100 km (noch ohne Berücksichtigung regenerativer Energien!)
Herkömmliche Autos: 78 kWh/100 km

Vergleich CO2-Ausstoß:

Elektroautos: 78 g/km
Herkömmliche Autos: 182 g/km

Das ist mal gut Faktor 2 in beiden Disziplinen, der durch weitere Vorteile des elektrischen Antriebs noch weiter verstärkt wird:

  • Der CO2-Ausstoß eines E-Autos hängt nur vom CO2-Ausstoß der Herstellung des “getankten” Stromes ab. Ein heute gekauftes E-Auto wird sich an der Steckdose in 20 Jahren umweltfreundlicher betreiben lassen als heute. Ein Auto mit Verbrennungsmotor wird in 20 Jahren genauso viel CO2 ausstoßen wie zu seinem Kaufdatum! Ein nicht zu vernachlässigender Faktor!
  • Ein E-Auto kann schon heute CO2-neutral fahren, indem man es entweder direkt mit Strom aus regenerativen Energiequellen (Wind/Wasser/Solar/Geothermie) betreibt oder das Äquivalent des aus dem Stromnetz bezogenen Stromes als Solarstrom wieder ins Netz einspeist. (20 m² Photovoltaik reichen für 15000 km im Jahr!)
  • Lärm und Dreck verschwinden aus den Städten
  • In KWK-Kraftwerken wird erzeugte Abwärme nutzbar gemacht, im Auto verpufft die Abwärme wirkungslos.
  • Schadstoffe aus fossilen Brennstoffen können im Kraftwerk zentral einfacher und besser gefiltert werden als in Millionen einzelner Autos. Es besteht außerdem zukünftig die Chance, CO2 im Kraftwerk abzuscheiden.

Warum also nicht schon heute und damit anfangen? Eine mehr als 100%ige Verbesserung wirkt mehr als halbherzige und kostspielige “Verbesserungen” schon hochgezüchteter Verbrennungsmotoren mit ein paar Prozent Einsparungen beim Verbrauch. Das Geld sollte besser in die Entwicklung noch besserer Energiespeicher gesteckt werden.

Abb2.: Reichweitenvergleich - KWO Grimselstrom AG / CH, www.kwo.ch

Abb. 2: Reichweitenvergleich - KWO Grimselstrom AG / CH, www.kwo.ch

Woher soll der ganze Strom für die Elektroautos herkommen?

Das ist die oft gehörte Frage in diesem Zusammenhang. Irrelevant, sage ich:

Laut Shell-Studie werden in Deutschland derzeit insgesamt ca. 530 Milliarden Autokilometer pro Jahr zurückgelegt. Bei dem angenommenen Durchschnittsverbrauch von 15 kWh/100 km kann man auf einen Mehrverbrauch von 80 TWh im Jahr schließen, was bei einem Gesamtenergieverbrauch von 620 TWh im Jahr etwa 13% entspräche, aber nur, wenn sämtliche(!) KFZ auf allen(!) Kilometern elektrisch fahren würden.

Da sich der elektrische Antrieb jedoch gut als serieller PlugIn-Hybrid (100 km rein elektrisch mit Range-Extender für Strecken darüber) realisieren ließe (bester Kompromiss aus Fahrzeuggewicht, rein elektrisch zurückgelegten km, Wirkungsgrad, Batteriekosten, Ladezeitpunkte und Reichweite), werden es weniger als 13% sein und nachts angefordert, mit intelligenter Ladesteuerung. Die sogenannten “intelligenten Stromzähler” werden bald in jedem Neubau Pflicht sein.

Aus diesen Gründen nach ist der vermeintliche Zwang zu mehr (Atom)-Kraftwerken reines Ablenkungsmanöver und absolut falsch. im Gegenteil: Der Strom wird durch die intelligente Lastverteilung im Netz eher besser genutzt: Kraftwerke müssen nachts nicht mehr aufwendig heruntergefahren werden, Strom aus regenerativen Quellen kann weitaus besser verteilt werden als heutzutage. Es kann sogar sein, dass durch die intelligentere Stromverteilung alleine so viel Energie eingespart werden kann, dass mit dieser Energie Elektroautos fahren könnten.

Greenpeace selbst wäre besser beraten gewesen, seine Kampagne anders zu nennen: “Klimafreundliche Elektroautos fahren mit dem Strom von Greenpeace Energy! Wir wollen die schadstoffbasierte Fahrstromsteuer!” (Anm. von Tomi Engel in SONNENENERGIE 01/2009, DGS e.V., München).

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Antrieb der Zukunft – der serielle PlugIn-Hybrid

Sonntag, 8. Juni 2008 13:12

Es ging wie ein Lauffeuer durch die Presse: Der Autoriese General Motors baut den `Chevrolet Volt` in Serie und schmeisst Produktlinien wie den “Hummer” raus.

Doch was ist der Chevrolet Volt für ein Auto? Hybridautos kennen wir ja schon, wie z.B. den Toyota Prius.

Hybrid ist nicht gleich Hybrid!

Es gibt einen grundsätzlichen Unterschied zwischen einem Prius (Parallelhybrid) und einem Chevy Volt (serieller PlugIn-Hybrid):

  • Beim Parallelhybrid teilen sich der Elektromotor und der Verbrennungsmotor den Antrieb der Räder. Er bezieht seine Energie, wenn auch etwas effektiver, immer noch ausschliesslich aus Sprit. Der Aufbau ist sehr komplex.
  • Ein serieller PlugIn-Hybrid ist ein Elektroauto mit bis zu 100 km rein elektrischer Reichweite und einem Reichweitenvergrößerer in Form eines Generators (künftiges Kürzel: E-REV, Extended Range Electric Vehicle)

Elektroautos

Reine Elektroautos hatten in der Vergangenheit immer wieder mit folgenden Problemen und Vorurteilen zu kämpfen:

  • “zu langsam”
  • geringe Reichweite
  • lange Ladezeiten
  • “Pappschachtel”-Bau

In den letzten Jahren hat sich jedoch die Akkutechnologie durch eine Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Technologie rasant weiterentwickelt und ist nun an einem Punkt angekommen, bei dem Großbatterien im Kapazitätsbereich von bis zu 50 kWh in Autos eingebaut werden können. Mit “explodierenden Handyakkus” hat die heutige Akkutechnologie für Fahrzeuge nichts mehr zu tun.

Warum elektrisch fahren?

Der elektrische Antrieb geht weitaus effizienter mit der an Bord gespeicherten Energie um.

  • Ein Elektromotor hat über 85% Wirkungsgrad. Ein Verbrennungsmotor unter optimalen Bedingungen höchstens 35%, im Stadtverkehr gar unter 10%.
  • Beim Bergabfahren und Bremsen wird ein Teil der Energie verbrauchten Energie wieder in die Akkus zurückgeladen. Beim Verbrennungsmotorantrieb verpufft die Bremsenergie sinnlos als Wärme in glühenden Bremsscheiben.
  • Der Antrieb ist emissionsfrei

Was ist ein serieller PlugIn-Hybrid (E-REV)?

Ein E-REV ist ein elektrisch angetriebenes Auto. Es besitzt Elektromotoren zum Antrieb der Räder, eine Steuerung und Lithium-Ionen Akkus als Energiespeicher, mit einer Kapazität um 20 kWh (Beim Volt sind es 16 kWh).
Der elektrische Antrieb hat eine Leistung vergleichbar mit heutigen Verbrennungsmotoren, beim Volt sind das z.B. um die 100 kW (136 PS). Der Chevrolet Volt kommt damit gut 60 km weit. Will man weiter fahren, wird die Batterie durch den Motorgenerator nachgeladen. Dieser hat beim Volt eine Nennleistung von 52 kW und lädt die Batterie mit einer geschätzten Dauerleistung von 20-30 kW konstant nach. Dieser Motorgenerator läuft als Verbrennungsmotor immer mit einer konstanten Drehzahl und immer im optimalen Lastpunkt (höchster Wirkungsgrad), unabhängig davon, ob das Auto steht, sich im Stadtverkehr bewegt oder auf der Autobahn fährt. Die benötigten Leistungsspitzen liefert die Batterie als Energiepuffer den 100kW-Antriebsmotoren. Die Generatorleistung muss also nur knapp über dem Durchschnittsverbrauch des Autos liegen, der bei ca. 15-20 kWh/100 km liegt. Ein sehr sinnvolles und einsichtiges Konzept. Heutzutage schleppen wir unnötigerweise viel Leistungsreserven in Form eines Verbrennungsmotors im Auto herum, die wir höchstens für Beschleunigungsvorgänge brauchen.

Wie das alles funktioniert, wird hier schön erklärt.

Vorzüge eines seriellen PlugIn-Hybrids (E-REV):

E-REVs wie der Chevrolet Volt räumen folgende Restprobleme des elektrischen Antriebs aus der Welt:

  • Problem geringer Reichweite: Der Volt fährt täglich gut 60 km elektrisch, für längere Strecken tankt man das Fahrzeug mit Sprit für den Generator – für praktisch bis 1000 km.
  • Problem langer Ladezeiten: Das Auto wird nachts in Ruhe geladen, für tägliche 60 km am nächsten Morgen, über die ganz normale 220V/16A-Steckdose. Lange Ladezeiten interessieren dann nicht mehr.
  • Problem Infrastruktur: Der Volt kann mit der bestehenden Infrastruktur problemlos betrieben werden (Haushaltssteckdose/Tankstellen). Ansätze wie Starkstromladestationen oder Batteriewechselsysteme braucht man nicht mehr.
  • Problem Gesamtgewicht: Der 16 kWh-Batterieblock des Volt wiegt ca. 150 kg. Der Motorgenerator ist klein und kompakt.
  • Problem Versorgung mit elektrischer Energie: Da die Energieversorgung mit elektrischer Energie nachts geschieht, muss entgegen allen Unkenrufen zum Trotz kein einziges Kraftwerk neu gebaut werden. Im Gegenteil: der bestehende Kraftwerkspark wird besser augelastet. Der Mehrenergieverbrauch betrüge übrigens nur 15%, selbst wenn ALLE(!) Autos in Deutschland auf allen Kilometern elektrisch fahren würden. Ergo ist in der Praxis der Mehrenergieverbrauch minimal, denn alle Autos werden sicher nicht aufs Mal umgerüstet.
  • Problem der Abhängigkeit von Primärenergie: Der Kunde hat endlich die Wahl, auch regenerativen Strom (selbsterzeugt oder aus dem Stromnetz eingekauft) zu laden. Das “Solarauto” wird endlich Realität!
  • Problem Verbrennungsmotor: Der Generator lädt die Batterie immer im Betriebsoptimum des Verbrennungsmotors, der ihn antreibt. Auch im Stadtverkehr, wo der mechanisch gekoppelte Verbrennungsmotor mit unter 10% daherkommt. Als Motorgenerator kommen somit auch spezielle Bauformen wie Freikolben-Linear-Generatoren in Frage, welche mit ihrer Kolbenbewegung direkt Strom erzeugen (Wirkungsgrad: bis 50%!). Schöner Nebeneffekt: Ein Freikolbenmotor frisst so gut wie alle Kraftstoffarten.
  • Neues Problem “Unsinniges Mitschleppen” des Motorgenerators: Bei E-REV-Konzepten wie dem schweizerischen “Mindset” wird der Motorgenerator einfach daheim in der Garage abgestellt, wenn man ihn sicher nicht braucht.

Fazit:

  • Ein Pendler mit ca. 60 km Wegstrecke und längeren Urlaubsfahrten kann sein Auto übers Jahr fast ausschliesslich elektrisch fahren und weit über 90% fossilen Sprit sparen.
  • Investitionsschutz für den Automobilhersteller: Ein auf dem E-Flex-System des Volt aufgebautes Fahrzeugkonzept wird in seinen Grundlagen nicht mehr verändert. Werden beispielsweise DMFC/SOFC-Brennstoffzellen oder die von Automobilherstellern so geliebte, aber leider noch unerschwingliche Wasserstoffbrennstoffzelle als Stromgenerator erschwinglich, wird der Motorgenerator einfach durch diese ersetzt. Das Generatormodul wird ausgetauscht, der Rest des Fahrzeugaufbaus bleibt gleich!

Wann kann ich einen E-REV kaufen?

Die meisten E-REVs sind derzeit an der Schwelle zur Serie, mit einer breiten Markteinführung wird bis 2010 gerechnet.

Hier eine Auswahl:

General Motors/Chevrolet Volt – http://www.gm-volt.com
Aptera Typ-1 h – http://www.aptera.com
Mindset – http://www.mindset.ch
Venture One – http://www.flytheroad.com

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Weg vom Öl – aber schnell!

Sonntag, 30. März 2008 22:32

Der Ölpreis liegt dauerhaft über $110/Barrel, die Ölförderstaaten können mit der Nachfrage nicht mehr Schritt halten, es ist HÖCHSTE Zeit für die Einführung des elektrischen Antriebs.

Elektroautos müssen nicht übel aussehen oder langsam sein. Beispiele wie diese, wie sie kurz vor der Serienfertigung stehen, beweisen das Gegenteil:

oder:

Weitere nette Links zum Thema:

“Kunde droht mit Auftrag” – Zeigen Sie es der Automobilindustrie, klicken Sie hier:
Ja, ich will endlich ein Auto mit E-Antrieb und beauftrage die Autoindustrie, es zu bauen!

Antriebsvergleichsrechner:
OPTIRESOURCE – Antriebsalternativen zum Selbst-Zusammenklicken

Oder lassen Sie einfach die Physik sprechen:
Antriebsvergleich mit NEFZ-Fahrzyklus in Excel

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