Alternative Antriebstechnik

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Der Begriff Alternative Antriebstechnik (Synonym „Alternative Antriebe“) umfasst Alternativkraftstoffe (auch diejenigen die erst an Bord hergestellt werden wie Holzgas) in herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen und Antriebssysteme die Akkumulatoren, komprimierte Luft etc. als Energiequelle nutzen oder Stromerzeuger die nicht auf Verbrennung basieren, wie Brennstoffzellen.

Die Motivation für die Entwicklung Alternativer Antriebstechniken für den erdnahen Verkehr (der Begriff wird auch in der Raumfahrt verwendet) ist die Erreichung einer geringeren Umweltbelastung und eine Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen.

Inhaltsverzeichnis

1 Beispiele
2 Kriterien für einen erfolgreichen Einsatz Alternativer Antriebe
3 Siehe auch
4 Weblinks

[Bearbeiten] Beispiele

Konzepte mit wesentlich abweichenden Antriebskonzepten:

[Bearbeiten] Hybridantrieb

Hier werden bei Hybrid Elektrischen Fahrzeugen Energieumwandlung und Energieabgabe durch Energiespeicher zeitlich getrennt und/oder es werden parallel zwei Energieumwandlungsmaschinen benutzt (Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine). Als Energiespeicher werden Sekundärbatterien (Akkumulatoren) oder Doppelschichtkondensatoren benutzt (Ultra- oder Supercaps)

[Bearbeiten] Elektroantrieb bzw. Solarfahrzeug

Elektrofahrzeuge beziehen die Energie aus vorher in die an Bord befindlichen Energiespeicher gespeicherter Energie, Solarfahrzeuge erhalten vor und während der Fahrt einen Zugewinn durch an Bord befindliche Solarzellen. Die gewinnbare Menge ist jedoch nur für sehr verbrauchsarme Fahrzeuge merkbar und verlängert hier die Reichweite.

[Bearbeiten] Brennstoffzelle

Im Prinzip ein Elektrofahrzeug mit Brennstoffzelle als Stromerzeuger. Der wahrscheinlichste Einsatz ist auch eine Vergrößerung der Reichhweite durch konstantes Nachladen der an Bord befindlichen elektrischen Energiespeicher während der Fahrt.

[Bearbeiten] sonstige exotische Konzepte

Gasexpansionsmotor
Heißluftmotor (Ericssonmotor, Stirlingmotor, Vakuummotor)
Druckluftauto

[Bearbeiten] Alternative Kraftstoffe mit herkömmlicher Verbrennungskraftmaschine

Alternative Kraftstoffe können im Betrieb oder insgesamt helfen die Abhängigkeit von fossilen Kraftstoffen und die Emissionen zu verringern. Die Effizienz ist besonders bei neuen Kraftstoffen noch verbesserbar, wodurch sich die Umweltbilanzen noch verschieben könnten.

Auch alternative Kraftstoffe erfordern eine Anpassung der Kraftfahrzeugtechnik. Dies mag die Kraftstoffversorgung, die Verbrennungskraftmaschine oder die Sicherheitseinrichtungen betreffen.

Wasserstoffantrieb in der Verbrennungskraftmaschine

Wasserstoff eröffnet für die Verbrennungskraftmaschine neue Potentiale durch seine sehr hohe Zündwilligkeit und Oktanzahl. Die Speicherung ist jedoch mit erheblichem Aufwand verbunden. Eine Speicherung in flüssiger Form die die Reichweite vergrößern würde ist jedoch nicht mit längeren Stillständen vereinbar, da Wärmeverluste eine blow-off von Wasserstoff erzwingen.

Biodiesel

Biodiesel ist bereits in Mengen am Markt, wird jedoch hautsächlich als Beimischung verwendet. Die moderne Einspritztechnik mit hochgezüchtetetn Hochdruck Einspritzsystemen hat dazu geführt, dass Fahrzeuge zwar für den Betrieb mit 100% Biodiesel ausgelegt sind, aber nur für max 10 bis 20% freigegeben werden, da technische Probleme bei den Dieseleinspritzpumpen auftraten. Die Verdünnung des Motoröls lässt sich im Betrieb überwachen. Ebenso sind Partikelfilter einsetzbar.

Ethanol als Kraftstoff

Ethanol wird heute überwiegend in Additiven eingesetzt (ETBE). Besonders Multi-point Einspritzsysteme vertragen bereits jetzt bis zu 20% Ethanol im Kraftstoff (E20), darüber hinaus sind so genannte Flexible Fuel Fahrzeuge nötig.

BtL-Kraftstoff

Synthetische Kraftstoffe versprechen weniger technische Probleme als Biodiesel im Motor und erlauben Zwitter aus Diesel und Otto-Prinzip werden jedoch erst in ferner Zukunft kostengünstig in Mengen am Markt sein.

Erdgasfahrzeuge

Erdgas verursacht bei der Umsetzung einen geringeren Aufwand als Wasserstoff und ist wegen der geringen Kosten derzeit sehr beliebt, nicht zuletzt bei Städten wegen der vergleichsweise geringen Emissionen. Die Anpassung der Verbrennungskraftmaschinen ist jedoch noch nicht abgeschlossen, direkt einblasende hoch aufgeladene Otto-Motoren die in die Nähe von Dieselmotoren kommen, versprechen geringere Energieverbräuche. Derzeit sind diese besonders bei bivalenten Konzepten höher als die von Dieselmotoren.

Heute werden alternative Antriebe auch für weniger nachhaltige Fahrzeugkonzepte wie Sport-Geländewagen benutzt. Damit werden zwar die Verbräuche auf einem normalen Niveau stabilisiert es werden jedoch im Bezug auf vernünftige Fahrzeugkonzepte keine Einsparungen realisiert.

[Bearbeiten] Kriterien für einen erfolgreichen Einsatz Alternativer Antriebe

Um kostspielige Fehlinvestitionen zu vermeiden, müssen besonders bei gewerblich genutzten Flotten die Technologien auf den Anwendungsfall abgestimmt werden, da sie selten alle Vorteile des Verbrennungsmotors zugleich in sich vereinigen. Die wesentlichsten Kriterien sind:

Reichweite
maximale Leistung (Beschleunigung, Steigungen)
Stabilität bzw. Konstanz der gespeicherten bzw. an Bord vorgehaltenen Energie
akzeptable Tankprozedur im Bezug auf Sicherheit, Dauer und Wirkungsgrad der Gesamtenergiekette von der Quelle bis zum Rad
Abwesenheit von Gefahr für Insassen und Umgebung