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Phaeton versus Elektroauto. Diskussion und feuer frei !
Für und wider des Elektroautos.
Betrachten wir mal den Wirkungsgrad von der Stromerzeugung bis zum Elektromotor an der Antriebsachse (natürlich ohne Getriebe, da nicht mehr notwendig!)
Ich normiere die Werte auf 1. Das bedeutet 1=100%
Ausgehend vom fossilen Energieträger beginne ich bei 1 also 100%
Die Zusammenfassung der einzelnen Wirkungsgrade nehme ich am Ende vor. Wer die einzelnen Verluststufen überspringen möchte kann gleich zur Tabelle springen.
Gleiche Betrachtungsweise wie beim Ottomotor vorausgesetzt, beginne ich im Benzin.- Oel.- oder Gastank des Kraftwerkes, welches dir ja daraus Strom machen muss, damit du fahren kannst. Angaben zum Anteil regenerativer Energie schwanken in Deutschland je nach Bezirk zwischen 6,8 und 10%. Ich nehme zu Gunsten des E-mobils mal 10% an.
Die Umwandlung im Kraftwerk zu Strom beginnt mit der Verbrennung.
Gute thermische Werte erreichen 0,96 der Rest ist Abstrahlung und Abgasverluste (0,04)
Für die Extermie (mechanische Umwandlung) kann durch die Turbine nur die Hälfte der Wärme in mechanische Energie durch Druckänderung umgewandelt werden. Der andere Teil steckt in der Restwärme des Wassers, welches ja nicht kalt die Turbine verlässt.
Nun habe ich Heißdampf für die Turbine. Die Turbine hat einen Wirkungsgrad von ebenfalls 0,48 (Weltrekord SIEMENS). Der Rest geht als nicht mehr nutzbarer Dampf, da bereits Atmosphärendruck wie beim Kochtopf erreicht ist in den Kühlturm um wieder zu Speisewasser der Kessel verflüssigt zu werden.
Die Turbine treibt die Dynamos an, die daraus Strom machen. Auch hier kommen wir auf einen Wirkungsgrad von 0,97 (Fahrraddynamo ca. 20-30%)
Dieser Strom hat aus Isolationsgründen „nur“ eine Spannung von ca. 400 Volt und ist für eine Übertragung ins Europaweite Netz zu gering. Also ist an jedem Kraftwerk eine Umspannstation notwendig. 250.000 Volt (250kV) und einige 100-1000 Ampere werden auf die Reise geschickt.
Die Umspannstation kommt bestenfalls auf einen Wirkungsgrad von 0,98
Die Leitungsverluste bis zu deiner Stadt liegen auch um 0,9.
Du kannst mit 250 kV aber nicht viel anfangen. Also, wieder eine Mittelspannungsstation auf 10 kV mit 0,9
und danach bei dir vor Ort in der Strasse auf 400 / 230 Volt also ebenfalls mit 0,9
Nun sind wir an deiner Steckdose in der Garage zum Laden deines E-Autos angekommen.
Bis hierher haben wir einen Gesamtwirkungsgrad von optimistisch 0,35 = 35 % erreicht.
Nun kommt dein High-tech Ladegerät an die Steckdose und machen weiter mit 0,9
Bei der Batterie wurde nicht gespart und das beste Prinzip in deinem Auto verwendet.
Tut mir leid. Aber trotzdem kommen wir durch die chemische Umwandlung mit der Erwärmung nicht über 0,8 hinaus.
So, nun ab zum Motor auf der Achse. Der Umweg führt aber immer noch über eine Leistungssteuerung die von irgend einem Signal von dir dem Motor sagt, wie schnell du fahren möchtest. Also 0,9 x 0,9 = 0,81
Betrachten wir das E-Auto alleine, so sieht es auf den ersten Blick nicht schlecht aus!
Ladegerät 0,9 x Batterie 0,8 x Steuerung und Elektromotor 0,81 = 0,58 = 58%
Respekt, Respekt !
Ein herkömmlicher PKW kommt gerade mal auf ca. 35-37%
Nun wollen wir aber die Rechnung mal komplett machen.
Tabelle der einzelnen Wirkungsgrade in der technischen Reihenfolge:
Dampferzeuger 0,96
Turbine 0,48
Dynamo 0,97
Umspannwerk 250kV 0,98
Netzübertragung 0,9
Umspannwerk 10kV 0,95
Niederspannungstrafo v.Ort 0,95
Ladegerät Batterie 0,9
Batteriewirkungsgrad 0,8
Leistungsregelung 0,9
Motor an der Achse 0,9
Gesamtwirkungsgrad Elektromobil = 0,207..... also ca., 21 % holt man aus der fossilen Energie die deinen Strom liefert am Ende raus.
Bitte nachrechnen !!!
Anteilig noch 1% an regenerativer Energie bei einem Eingangsmix von 10% am Gesamtanteil der Erzeugung !!
Zum Vergleich:
Dampfmaschine ca. 20% auf Kohlebasis
Auto mit Ottomotor 35-37% auf fossiler Energie wie das Kraftwerk. Diesel natürlich etwas besser
Quelle der einzelnen Werte:
Firmenangaben Siemens, E-ON
Fachberichte verschiedener Universitäten, Referate, Vorlesungen
Bezogen auf den Wirkungsgrad fährst du mit einer Dampfmaschine von 1850 herum. Schäm dich !
Beste Antwort im Thema
Für und wider des Elektroautos.
Betrachten wir mal den Wirkungsgrad von der Stromerzeugung bis zum Elektromotor an der Antriebsachse (natürlich ohne Getriebe, da nicht mehr notwendig!)
Ich normiere die Werte auf 1. Das bedeutet 1=100%
Ausgehend vom fossilen Energieträger beginne ich bei 1 also 100%
Die Zusammenfassung der einzelnen Wirkungsgrade nehme ich am Ende vor. Wer die einzelnen Verluststufen überspringen möchte kann gleich zur Tabelle springen.
Gleiche Betrachtungsweise wie beim Ottomotor vorausgesetzt, beginne ich im Benzin.- Oel.- oder Gastank des Kraftwerkes, welches dir ja daraus Strom machen muss, damit du fahren kannst. Angaben zum Anteil regenerativer Energie schwanken in Deutschland je nach Bezirk zwischen 6,8 und 10%. Ich nehme zu Gunsten des E-mobils mal 10% an.
Die Umwandlung im Kraftwerk zu Strom beginnt mit der Verbrennung.
Gute thermische Werte erreichen 0,96 der Rest ist Abstrahlung und Abgasverluste (0,04)
Für die Extermie (mechanische Umwandlung) kann durch die Turbine nur die Hälfte der Wärme in mechanische Energie durch Druckänderung umgewandelt werden. Der andere Teil steckt in der Restwärme des Wassers, welches ja nicht kalt die Turbine verlässt.
Nun habe ich Heißdampf für die Turbine. Die Turbine hat einen Wirkungsgrad von ebenfalls 0,48 (Weltrekord SIEMENS). Der Rest geht als nicht mehr nutzbarer Dampf, da bereits Atmosphärendruck wie beim Kochtopf erreicht ist in den Kühlturm um wieder zu Speisewasser der Kessel verflüssigt zu werden.
Die Turbine treibt die Dynamos an, die daraus Strom machen. Auch hier kommen wir auf einen Wirkungsgrad von 0,97 (Fahrraddynamo ca. 20-30%)
Dieser Strom hat aus Isolationsgründen „nur“ eine Spannung von ca. 400 Volt und ist für eine Übertragung ins Europaweite Netz zu gering. Also ist an jedem Kraftwerk eine Umspannstation notwendig. 250.000 Volt (250kV) und einige 100-1000 Ampere werden auf die Reise geschickt.
Die Umspannstation kommt bestenfalls auf einen Wirkungsgrad von 0,98
Die Leitungsverluste bis zu deiner Stadt liegen auch um 0,9.
Du kannst mit 250 kV aber nicht viel anfangen. Also, wieder eine Mittelspannungsstation auf 10 kV mit 0,9
und danach bei dir vor Ort in der Strasse auf 400 / 230 Volt also ebenfalls mit 0,9
Nun sind wir an deiner Steckdose in der Garage zum Laden deines E-Autos angekommen.
Bis hierher haben wir einen Gesamtwirkungsgrad von optimistisch 0,35 = 35 % erreicht.
Nun kommt dein High-tech Ladegerät an die Steckdose und machen weiter mit 0,9
Bei der Batterie wurde nicht gespart und das beste Prinzip in deinem Auto verwendet.
Tut mir leid. Aber trotzdem kommen wir durch die chemische Umwandlung mit der Erwärmung nicht über 0,8 hinaus.
So, nun ab zum Motor auf der Achse. Der Umweg führt aber immer noch über eine Leistungssteuerung die von irgend einem Signal von dir dem Motor sagt, wie schnell du fahren möchtest. Also 0,9 x 0,9 = 0,81
Betrachten wir das E-Auto alleine, so sieht es auf den ersten Blick nicht schlecht aus!
Ladegerät 0,9 x Batterie 0,8 x Steuerung und Elektromotor 0,81 = 0,58 = 58%
Respekt, Respekt !
Ein herkömmlicher PKW kommt gerade mal auf ca. 35-37%
Nun wollen wir aber die Rechnung mal komplett machen.
Tabelle der einzelnen Wirkungsgrade in der technischen Reihenfolge:
Dampferzeuger 0,96
Turbine 0,48
Dynamo 0,97
Umspannwerk 250kV 0,98
Netzübertragung 0,9
Umspannwerk 10kV 0,95
Niederspannungstrafo v.Ort 0,95
Ladegerät Batterie 0,9
Batteriewirkungsgrad 0,8
Leistungsregelung 0,9
Motor an der Achse 0,9
Gesamtwirkungsgrad Elektromobil = 0,207..... also ca., 21 % holt man aus der fossilen Energie die deinen Strom liefert am Ende raus.
Bitte nachrechnen !!!
Anteilig noch 1% an regenerativer Energie bei einem Eingangsmix von 10% am Gesamtanteil der Erzeugung !!
Zum Vergleich:
Dampfmaschine ca. 20% auf Kohlebasis
Auto mit Ottomotor 35-37% auf fossiler Energie wie das Kraftwerk. Diesel natürlich etwas besser
Quelle der einzelnen Werte:
Firmenangaben Siemens, E-ON
Fachberichte verschiedener Universitäten, Referate, Vorlesungen
Bezogen auf den Wirkungsgrad fährst du mit einer Dampfmaschine von 1850 herum. Schäm dich !
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25 Antworten
Ein sehr interessanter Beitrag. Danke schön !
jedoch fällt mir dazu so Einiges ein , angefangen mit der Frage:
Ist beim Wirkungsgrad des "fossilen Brennstoffes" auch die Energie mitsamt ihren Verlusten enthalten , die es benötigt , um überhaupt erstmal aus Rohöl einen Benzinkraftstoff zu raffinieren ?
Wie bewertest du , das beim "Zero emmission" Antrieb keinerlei Abgase emissioniert werden ? Ich bin der Meinung , das grosse kontrollierte Filtersysteme der EVUs tausendmal besser sind als viele kleine "unkontrollierte" Anlagen... ( Katalysatoren, DPFs )
und zum Schluss: Hauptvorteil des Elektroantriebes: Unendlich unbegrenzte Mengen an "Elektrokraft" steht zur Verfügung , also völlig im Gegensatz zum fossilen Brennstoff. Und aus der Perspektive herraus ist der Wirkungsgrad nicht ganz so wichtig.
Beispiel: Wenn du über einen Wechselrichter in Verbindung mit einer PV Anlage deine Autobatterien lädst , sieht die Sache mit dem Wirkungsgrad schon ganz anders aus.
Ausserdem bin ich der festen Überzeugung , das die kommenden Antriebe und Akkus schon in den nächsten Jahren in Sachen Kapazität, Leistung und Wirkungsgrad noch Quantensprünge machen werden.
Schönen dienstag morgen
dsu
....den oben genannte Aufstellung an das ADAC Heft erinnert , bei dem für alle Fahrzeugklassen die Kosten pro Kilometer berechnet werden. Nach dieser totgerechneten Liste könnte ich mir grad mal vielleicht einen FIAT Panda erlauben.
Die Rechnung ist wirklich sehr interessant bloß scheinen mir die einzelnen Wirkungsgrade sehr hoch angesetzt zu sein. Ok du hast jetzt Werte von einzelnen Unternehmen genommen, die diese als Maximum angeben, aber in der Realtät ist es leider nicht so. Aber das macht ja nichts, man kann auf jeden Fall sehr gut sehen, dass es nicht einfach ist einen besseren Wirkungsgrad als 30% zu erreichen. Wenn jeder Autofahrer auf seinem Hausdach eine Solaranlage zum Stromerzeugen hätte, würde das natürlich viel besser ausfallen, aber nicht jeder hat so ein großes Dach ;)
Leon
ich sehe eher nicht
PHAETON versus Elektroauto, sondern
PHAETON und Elektroauto
- für den Stadtverlehr wäre ein Elektro-Smart so er dann hoffentlich bald auch hier verfügbar wird, eine sehr gute Ergänzung - ich bitte um Berechnung der Effektivität dieser Kombination mit Blick auf Energieeffizienz und Wirkungsgrad :)
Ben
Diese Idee verfolgt gerade Aston Martin Chef Ulrich Bez, er will den Toyota iQ über Aston Martin verkaufen, natürlich nicht als Toyota sondern als umgebauten "Cygnet". Dieser soll in allen erhältlichen Farben und Lederausstattungen zu kaufen sein. Das Auto dürfen aber nur Kunden ordern, die bereits einen Aston Martin fahren. Der Cygnet soll nciht mehr als 90 g/km verbrauchen und ist nur für die Stadtfahrt vorgesehen. Nette Idee wie ich finde, der kleine Aston für den jungen Sohn.
Leon
Danke für den Zündstoff, die Berechnungsreihe der Wirkungsgrade scheint ja nur die schlechteste Verwertungsmöglichkeit einzuschließen. Schon heute kommen ja über 10% der Energie aus regenerativen Quellen, also stimmt die Berechnung nur wenn tatsächlich 100% des Stroms aus dem Kraftwerk kommen. Sobald der Solarboom mit den Billigpanelen aus Fernost hier losbricht (und davon sind wir nicht mehr weit entfernt) wird sich das Blatt deutlich wenden.
Von der Rohölförderung bis zum Benzin ist es auch ein weiter, verlustreicher Weg und es wird in Zukunft immer kostspieliger werden, Ölquellen überhaupt zu erschließen. Den Luxus, sich die Frage nach einem Wirkungsgrad zu stellen, können wir uns heute gar nicht erlauben da wir in naher Zukunft den Energiebedarf gar nicht mehr aus herkömmlichen Quellen decken können. Wir müssen irgendwann auf mehrheitlich auf Elektroautos umsteigen, besser heute als morgen denn bei vielen Hauptförderländern ist die Ölabhängigkeit ein Risiko und die langfristige Versorgung unsicher. Man denke nur daran, wie Russland uns im Winter den Gashahn zugedreht hat.
Strom kann man im Notfall lokal auf vielfältige Weise erzeugen, zB mit Treibstoff, Kohle, Atomkraft, Solar, Wind, Biomasse, Erdwärme oder Sonstiges. Bei Diesel geht es nur sehr begrenzt mit Biodiesel und für Benzin wird es noch schwieriger. Eine Unabhängigkeit vom Öl ist also unvermeidlich.
Da scheiße ich noch ein bischen Öl ins Feuer. Ein Endlager für Atommüll schaffen, sich dazubekennen, nicht herumschlampen und fertig ist das Erzeugerproblem. Uran gibt es für die nächsten 200 Jahre genug, somit könnten wir auch alle mit E-Autos herum fahren. So jetzt bin ich mal gespannt was die Gegenatomleutchen sagen.
Leon
Zitat:
Original geschrieben von leon225
Da scheiße ich noch ein bischen Öl ins Feuer. Ein Endlager für Atommüll schaffen, sich dazubekennen, nicht herumschlampen und fertig ist das Erzeugerproblem. Uran gibt es für die nächsten 200 Jahre genug, somit könnten wir auch alle mit E-Autos herum fahren. So jetzt bin ich mal gespannt was die Gegenatomleutchen sagen.
Leon
Na wenn du Öl "scheißen" kannst, sind doch unsere Probleme gelöst :D
WUUHHHAAAAAHHHAAAAA........:D :D :D
ich lach mich schlapp.....
ich werte das mal unter "freudscher Versprecher"....:D :D :D
Zitat:
Original geschrieben von desireless
Schon heute kommen ja über 10% der Energie aus regenerativen Quellen, also stimmt die Berechnung nur wenn tatsächlich 100% des Stroms aus dem Kraftwerk kommen. Sobald der Solarboom mit den Billigpanelen aus Fernost hier losbricht (und davon sind wir nicht mehr weit entfernt) wird sich das Blatt deutlich wenden.
Ich kann mich deinen Worten nur anschliessen , aber ist dir auch folgendes klar ? :
1. Zur Herstellung eines Solarpanels wird mehr Energie gebraucht , als es selbst jemals produzieren könnte........ :mad:
2. Und nach Verfall ist das Silicium-Carbonat Sondermüll , da nicht recyclebar.......:confused:Ja , eine PV Anlage hat eine Verfallskurve , die sich schon nach 2 Jahren in ihrem Ertrag heftigst bemerkbar macht.
Es geht nicht um den Wirkungsgrad eines PV Panels, es geht um die Energie- und CO2 Bilanz.
3. Der Hype wird nicht ausbrechen. Dagegen sprechen folgede Faktoren: a.) die Claims sind schon längst und seit Jahren gesteckt. Die 4 Weltmarktanbieter ( Monopol ) haben den Welt-Markt voll im Griff und verkaufen jetzt schon nur noch Kontingente ab. b.) die 48cent pro rückgeleiteten KWh werden sich in spätestens 3-5 Jahren mit dem normalen Strompreis egalisieren , und wer heute einen 12 Jahres Vertrag ( 1000-Dächer-Programm der dt. Bundesregierung ) abschliesst , handelt grob fahrlässig. Dabei kommt nämlich raus , das man als PV Betreiber demnächst günstger seinen erzeugten Strom verkaufen muss , als man ihn ankauft. Und man muss den Betrieb der PV Anlage bis zum Vertragsablauf sicherstellen. Prost Mahlzeit.
Zitat:
Original geschrieben von verfluchte axt
Zitat:
Original geschrieben von leon225
Da scheiße ich noch ein bischen Öl ins Feuer. Ein Endlager für Atommüll schaffen, sich dazubekennen, nicht herumschlampen und fertig ist das Erzeugerproblem. Uran gibt es für die nächsten 200 Jahre genug, somit könnten wir auch alle mit E-Autos herum fahren. So jetzt bin ich mal gespannt was die Gegenatomleutchen sagen.
Leon
Na wenn du Öl "scheißen" kannst, sind doch unsere Probleme gelöst :D
Also jetzt mal ohne Witz - müsste man nicht "pissen" sagen? Oder ist Öl so dick wie Durchfall :D :D
Zitat:
Also jetzt mal ohne Witz - müsste man nicht "pissen" sagen?
.
.
Das ist gar nicht so abwegig, heute gelesen: Urin entpuppt sich als neue Treibstoffquelle
Siehe: http://www.planet-oliwood.to/showthread.php?t=84604
Zitat:
Original geschrieben von dickschiffuser
1. Zur Herstellung eines Solarpanels wird mehr Energie gebraucht , als es selbst jemals produzieren könnte........ :mad:
Diese Aussage ist ganz klar falsch. Unabhängige Forschungsresultate, z. B. vom Institut für Energiesysteme der ETH Zürich belegen es: Solarstrom-Anlagen im Mittelland (CH), inkl. aller technischen Anlageteile wie Kabel, Metallaufständerung, Wechselrichter usw. brauchen maximal fünf Jahre, um so viel Energie zurück zu zahlen, wie zu ihrer Produktion gebraucht worden ist. Solarstrom-Anlagen aber funktionieren 30 Jahre.
Quelle: mc-solar.de
Na das halte ich aber für ein Gerücht. Die Wirkungsgrad Verfallskurve mit dem Faktor tau ( weis nicht , wo das griech. Zeichen auf meiner Tastatur liegt ) liegt nach 5 Jahren bei 78,07 Prozent , da der tau Faktor pro Jahr bei ungefähr 0,94 liegt. Zusätzlich und obendrauf kommen noch Alterungs- und Verschmutzungs- sowie Umrichtverluste.
Die Testsiegerpanels von "Solarworld" des Fachmagazins "Photon-Das Solarstrom-Magazin" aus dem Heft 2/2009 weisen beim Spitzenreiter nach einem Jahr 172 vom 180 ursprünglich geleisteten Watt ( tau = 0,955555) während die Testverlierer von Sharp nur noch 161 Watt zu leisten vermochten. ( tau = 0,89444) Rechne das mal auf 30 Jahre hoch......
Quelle: www.photon.de
Natürlich produzieren PV Anlagen nach 30 Jahren noch "Strom" , dies aber weitab jeder Wirtschaftlichkeit , denn die Umrichteranlage hält auch nicht ewig. ( ca 10-15 Jahre )
dsu
PS: Nicht , das das einer falsch versteht. ich habe NICHT gesagt , das PV keinen Sinn macht , aber es bedarf noch einer Menge Weiterentwicklung , bis sich PV Anlagen rechnen und richtig sinnvoll werden.
Mit PV Anlagen befinden wir uns noch in einem Stadium , als Berta Benz noch Kraftstoff aus der Apotheke bezogen hat .
Zitat:
Original geschrieben von dickschiffuser
Ist beim Wirkungsgrad des "fossilen Brennstoffes" auch die Energie mitsamt ihren Verlusten enthalten , die es benötigt , um überhaupt erstmal aus Rohöl einen Benzinkraftstoff zu raffinieren ?
eine sehr wichtige frage! bei der stromherstellung sind alle überpenibel. aber das das herstellen und transportieren von Öl und Benzin auch Energie vernichtet bzw. Co2 herstellt, wird gerne vergessen ;)