{"id":102872,"date":"2024-10-30T02:12:00","date_gmt":"2024-10-30T01:12:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=102872"},"modified":"2024-10-29T13:43:57","modified_gmt":"2024-10-29T12:43:57","slug":"energiebilanz-der-temperierung-von-fahrgastraum-antrieb-und-batterien-in-zuegen-ein-genauer-blick-lohnt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/mobilitaet\/energiebilanz-der-temperierung-von-fahrgastraum-antrieb-und-batterien-in-zuegen-ein-genauer-blick-lohnt\/","title":{"rendered":"Energiebilanz der Temperierung von Fahrgastraum, Antrieb und Batterien in Z\u00fcgen: Ein genauer Blick lohnt"},"content":{"rendered":"\n

Der Antrieb eines Schienenfahrzeugs ist der gr\u00f6\u00dfte Energieverbraucher im Betrieb, gefolgt von den Systemen zur Temperierung von Fahrgastraum und Antrieb \u2013 unabh\u00e4ngig von der Antriebsart der Z\u00fcge. <\/p>\n\n\n\n

Bei elektrisch betriebenen, aber nicht \u00fcber Oberleitungen oder Stromschienen mit Energie versorgten Z\u00fcgen m\u00fcssen zus\u00e4tzlich Batterien oder Brennstoffzellen in einer optimalen Betriebstemperatur gehalten werden. Viele Bahnbetreiber ziehen den Einsatz solcher Z\u00fcge f\u00fcr die knapp 40 Prozent noch nicht elektrifizierten Streckenabschnitte in Deutschland in Betracht. Bei diesen Z\u00fcgen hat der Gesamtenergieverbrauch gro\u00dfen Einfluss auf Reichweite und m\u00f6gliche Einsatzzeiten.<\/p>\n\n\n\n

Welche Strategie f\u00fcr das Temperaturmanagement von Antrieb, Innenraum und eventuellen Energiespeichern an Bord die geeignetste ist, h\u00e4ngt insbesondere von Antriebskonzept, Klima und Einsatzbedingungen ab. Marcos Escamilla S\u00e1nchez\u2018 Masterarbeit zum Potenzial eines integrierten Thermomanagements, die am Fraunhofer IWU als \u00bbExzellente Abschlussarbeit 2024\u00ab ausgezeichnet wurde, kommt zu dem Ergebnis: Die im Hamburger S-Bahn-Betrieb eingesetzte DB-Baureihe 490 verf\u00fcgt dank W\u00e4rmepumpe und Abw\u00e4rmenutzung aus den Traktions- und Hilfsbetrieben \u00fcber ein so effizientes Thermomanagementsystem, dass eine kontinuierliche Weiterentwicklung am sinnvollsten erscheint. Bei dieser Baureihe handelt es sich um einen klassischen Elektrotriebzug ohne Traktionsbatterie. Der Wirkungsgrad (Coefficient of Performance) des Systems ist \u00fcber den Jahresverlauf dank der energieeffizienten Heizung bzw. Klimatisierung insgesamt hoch.<\/p>\n\n\n

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\u00a9 ALSTOM Transportation Germany GmbH | Antrieb, Fahrgastraum und \u2013 je nach Antriebssystem \u2013 der Energiespeicher eines Zuges m\u00fcssen permanent im jeweils idealen Temperaturfenster gehalten werden<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

S\u00e1nchez arbeitet mittlerweile als Systemingenieur beim Schienenfahrzeughersteller Alstom. Gemeinsam mit dem Spezialisten f\u00fcr Klimatechnik und Ausr\u00fcstung von batteriebetriebenen Nutzfahrzeugen W\u00f6lfle GmbH untersuchte er, unter welchen Betriebsbedingungen ein integriertes Thermomanagementsystem Effizienzvorteile haben kann. Die Idee: ein Gesamtsystem so auszulegen, dass Antrieb und \u2013 wo vorhanden \u2013 Batterien und Leistungselektronik in einem Wasserkreislauf zusammengeschaltet und mit einer W\u00e4rmepumpe oder Kaltwasserklimaanlage gekoppelt werden. Dies soll alle Temperaturszenarien abdecken: Fahrgastraum und Batterie m\u00fcssen im Winter eher erw\u00e4rmt und im Sommer eher gek\u00fchlt werden; die Abw\u00e4rme des Antriebs l\u00e4sst sich zwar im Winter nutzen, im Sommer muss sie jedoch aus dem System abgef\u00fchrt werden. <\/p>\n\n\n\n

Das Ergebnis:<\/strong> Eine kaltwassergest\u00fctzte Klimaanlage mit W\u00e4rmepumpe und Abw\u00e4rmenutzung bietet im Hamburger Jahresmittel kaum Effizienzgewinn; sie k\u00f6nnte ihre Vorteile jedoch in besonders kalten Regionen ausspielen \u2013 also dort, wo im Gesamtjahresverlauf oft geheizt, aber eher selten gek\u00fchlt werden muss. Den besten Coefficient of Performance weist das Modell f\u00fcr einen Fahrzeugbetrieb mit h\u00e4ufigen Beschleunigungs- und Bremsvorg\u00e4ngen, kurzen Fahrstrecken und h\u00e4ufigen Zwischenhalten aus, was insbesondere dem Betriebsprofil von S- und U-Bahnen entspricht. Ein integriertes Thermomanagementsystem k\u00f6nnte au\u00dferdem Gewicht einsparen und mit weniger HVAC-Komponenten (Heating, Ventilation, Air Conditioning) auskommen.<\/p>\n\n\n\n

S\u00e1nchez ist sich sicher: Energiebilanz und Einsetzbarkeit von batterieelektrischen Zugsystemen oder Z\u00fcgen mit Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb, deren Energiespeicher nahezu permanent gek\u00fchlt oder erw\u00e4rmt werden m\u00fcssen, w\u00fcrden von einem integrierten Thermomanagementsystem sehr profitieren.<\/p>\n\n\n

Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n

Fraunhofer-Institut f\u00fcr Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU 2024<\/a><\/p>\n

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