Alternative Energien

Um 1900 war, durch dem Ingenieur Ferdinand Porsche, das Zeitalter für Hybridfahrzeuge. Dieser entwickelte als erster einen Frontantrieb mit Elektromotor.

Hybrid-Fahrzeugarten

Die derzeitigen Hybridfahrzeuge werden auf zwei Arten angetrieben. Das Wort Hybrid bedeutet „ gemischt“, daß heißt, es gibt den Antrieb entweder mit einem Benzinmotor, einem Dieselmotor, einen mit Gas und einem elektrischen Antrieb. Für die elektrische Energie sorgen die Batterie oder die Brennstoffzellen, die als Speicher dienen.
Der Sinn eines Hybridfahrzeuges ist in erster Linie umweltbewußt zu fahren und zum anderen, um reichlich Sprit zu sparen.
Die gespeicherte Energie, die beim Fahren entsteht, wird dann gleich im Elektromotor gespeichert. Wenn man nun beispielsweise nach einer Fahrt auf der Autobahn in der Stadt fährt, wird automatisch auf den Elektrobetrieb umgeschaltet und verbraucht die, vorher gespeicherte, Energie. So spart man das viele Hoch- und Runter Schalten des Motors und damit dann auch den Sprit.
Der Antrieb wird von einem Steuersystem geregelt.
Der Elektroantrieb sorgt für fast lautloses Fahren und wird zum Beispiel beim Ein – und Ausparken genutzt. Wenn man auf die Autobahn fährt, wird automatisch der Verbrennungsmotor aktiviert, so daß bei solchen Fahrten, wieder Energie gespeichert werden kann.
Wenn man zum Beispiel andere Fahrzeuge überholt, können der Elektroantrieb und der Verbrennungsmotor, zur gleichen Zeit, genutzt werden. Obwohl die Geschwindigkeit dabei sehr hoch ist, wird trotzdem der Emissionsausschuss reduziert. Bei Stillstand, wie zum einen in einem Stau oder wenn man an einer roten Ampel steht, wird der Verbrennungsmotor einfach abgeschaltet.

Funktiosweise des Hybridantriebs

Die Energie wird von einem Generator gespeichert. Diese Energie entsteht beispielsweise beim bremsen oder Stillstand des Fahrzeuges und somit lädt sich die Batterie automatisch wieder auf. Der Verbrennungsmotor und der Elektromotor arbeiten beim Beschleunigen zusammen, wobei der Verbrennungsmotor nur noch die Hälfte der Beschleunigung braucht.
Beim Anfahren des Fahrzeuges wird der maximale Drehmoment des Elektromotors erreicht. Bei dem Verbrennungsmotor ist dies erst erreicht, wenn eine bestimmte Drehzahl erreicht wurde.
Die Beschleunigung eines Hybridautos ist bis zu 20 Prozent besser als bei herkömmlichen Fahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor, dafür ist die Höchstgeschwindigkeit geringer.

Aufbau eines Hybridmotors

Der Antrieb eines Hybridmotors hat eine hohe Schubleistung, ist nicht explosionsgefährdet, verursacht keine hohe Kosten und ist aus- und anschaltbar. Der Motor besteht aus einem Feststofftriebwerk und einem Flüssigkeitsantrieb.
Der Motor erreicht ein hohes Drehmoment und einen kleinen Schrittwinkel.
In der Mitte des Rotors befinden sich zweipolige Permanentmagneten. An dessen Enden befinden sich jeweils Kappen, dessen Zähne einmal die Nordpole bilden und auf der anderen Seite die Südpole. Sie sind gegenüber gesetzt und dies um eine halbe Zahnung.
Dadurch gibt es entweder den Voll- oder den Halbschrittmotor.
Wird abwechselnd ein Strang und dann zwei Stränge erregt, so hat man einen Halbschrittbetrieb. Anders ist das beim Vollschrittbetrieb, dort läuft immer nur ein Strang.

In einem Hybridmotor sind die Düse, die Brennkammer, das Ventil und der Oxidator – Tank.
Die Düse ist dafür zuständig, die heißen Austrittsgase die entstehen, in eine Richtung zu lenken, dann zu bündeln und zu beschleunigen.

In der Brennkammer hat der „ Grain“, der so genannte Treibstoffblock, seinen Platz. Hier wird der Sauerstoff, der vom Oxidator ausgeht, verbrannt. Die Nachbrennkammer kann, wenn die Brennkammer im Vorderbereich unvollständig ausgefüllt wird, positive Funktionen mit sich führen.

Das Ventil hat die Funktion, um den Lachgas - Fluss zu regulieren. Es sitzt im Einspritzkopf, der auch Injektor genannt wird.

Der flüssige Sauerstoffträger, der sich im Oxidator – Tank befindet, wird durch den Eigendruck in die vorhandene Brennkammer eingespritzt. In diesem Fall ist es häufig Distickstoffoxid oder N 2 O, welches auch als Lachgas bekannt ist.

Die Brennkammer wird, auf Höhe des Ventils und des Treibstoffblockes im Motor, sehr stark erhitzt, so daß das Lachgas zerfällt und der Sauerstoff mit dem Brennstoff anfängt zu verbrennen.
Das hat dann zur Folge, daß das N 2 O durch die Hitze gespalten wird und der Abbrand beginnt. Dies geschieht solange, bis der Oxidator oder aber auch der Brennstoff, verbraucht ist.

Vorteile der Hybridfahrzeuge

• Ein Hybridfahrzeug muß nie aufgeladen werden. Durch die geführten Fahrten, wird Energie gespeichert und dann umgesetzt.
• Er dient als Unterstützung für den Verbrennungsmotor und spart dadurch Kraftstoff. Denn der Verbrennungsmotor wird bei langsamen Fahrten einfach abgestellt. Wenn die volle Leistungskraft gefordert ist, wie zum Beispiel auf der Autobahn, arbeiten beide Motoren zusammen und es wird nicht so viel Sprit verbraucht, wie bei den herkömmlichen Autos mit nur einem Verbrennungsmotor.
• Die Schadstoffe, die sonst in die Luft befördert werden, werden wesentlich geringer.
• Wenn man über so ein Hybridfahrzeug verfügt, wird die Kfz- Steuer günstiger, da man bei seiner Versicherung in die Euro-4 Einstufung kommen kann.
• Hybridfahrzeuge beschleunigen durch den elektrischen Motor viel schneller.
• Sie sind durch die geringeren Schadstoffe und durch den weniger benötigten Sprit sehr umweltschonend und tragen zum Klimaschutz bei.
• Hybridfahrzeuge sind durch den Hybridantrieb sehr leise und fast gar nicht zu hören. Da die Motoren im Stand abgeschaltet werden, verringert dies den Lärm ungemein.
• Die Hybridantriebe haben weitaus weniger Verschleiß vorzuweisen. Dies macht sich, als Beispiel, an den Bremsbelegen bemerkbar.
• Da die Drehzahl des Verbrennungsmotor immer im optimalen Bereich ist und nie zu hoch geht, ist ein Überdrehen oder Abwürgen des Motors , durch die vorhandene Steuerelektronik, ausgeschlossen.
• Es gibt schon Hybridfahrzeuge, die ohne herkömmliches Getriebe und ohne Kupplung funktionieren. Vor allem für Menschen die in Großstädten leben, wird es sich immer mehr lohnen.
• Die alternativen Stoffe wie Erdgas, Wasserstoff und Biodiesel sind wesentlich günstiger als der herkömmliche Brennstoff. Das Biodiesel wird aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen.
• Trotz der hohen Benzinpreise, spart man viel Geld ein, da nicht soviel Benzin verbraucht wird. Das liegt daran, daß der Elektromotor die Energie auffängt, die verbraucht wird.
  Durch die Ersparnisse mit einem Hybridfahrzeug, rentiert es sich nach wenigen Jahren, sich ein solches Auto zugelegt zu haben.Nachteile der Hybridfahrzeuge

• Die Anschaffungskosten eines Hybridfahrzeuges sind noch sehr hoch, zumal die Auswahl an den vorhandenen Modellen noch nicht sehr hoch ist.
• Die Speicher haben noch zu wenig Raum und sind daher noch von der elektrischen Energie zu begrenzt. So ist der Verbrennungsmotor noch der Hauptteil, der arbeiten muss.
• Es existieren leider noch zu wenig Tankstellen für hybridbetriebene Fahrzeuge so daß das Aufladen der Hybridbatterie sich teilweise als schwierig erweisen könnte.
• Allzu schnell kann man mit einem Hybridfahrzeug nicht fahren. Die Höchstgeschwindigkeit ist bei maximal 80 km/h und man kann rund 80 Kilometer fahren. So kann man mit dem Hydridmotor ungefähr eine Stunde mit Höchstgeschwindigkeit fahren. Danach muss zwangsläufig auf den Verbrennungsmotor umgestellt werden.
• Die Herstellung eines Hybridautos, ist im Gegensatz zu dem Betrieb von dem Hybridmotor selber, nicht schadstofffrei.
• Um sein Fahrzeug aufzurüsten, muss man viel Geld investieren. Zudem kommt der zusätzliche Platz dazu, der benötigt wird, um einen Elektromotor einbauen zu lassen.
• Der Energieverbrauch ist noch recht hoch, da die Autos durch den zusätzlichen Motor auch schwerer sind.

Autos / Modelle mit Hybridmotor

Toyota war der erste Hersteller, der es sich vor Jahren zur Aufgabe gemacht hatte, einen Hybridmotor zu entwickeln und zu bauen. Daher sind diese Modelle, im Gegensatz zu anderen, auch sehr ausgereift und zuverlässig. Die Marke „ Toyoto Prius „ und der „ Honda Civic Hybrid „ unterscheiden sich sehr deutlich.
Im Toyota Modell gibt es den Vollhybrid Motor, der es erlaubt, noch bis zu 30 km /h ohne den Benzinmotor auszukommen, erst dann setzt der Verbrennungsmotor ein. Der Verbrauch ist mit 4,3 Litern sehr gering und es wurden schon mehr als eine Million Modelle verkauft.
Diese beiden Modelle gibt es schon für etwas mehr als über 20.000 Euro. Damit sind sie zur Zeit die günstigsten Modelle, die es mit einem Hybridmotor in Deutschland gibt.

Der Honda Civic hat dagegen nur einen Mild – Hybriden. Dies hat zur Folge, daß der Elektromotor nur den Verbrennungsmotor unterstützt. Diesen gibt es in der Comfort und der Elegance Variante. Alle vorhandenen Modelle des Civic Hybrid haben einen 1,3 Liter Benzinmotor mit 95 PS. Der Elektromotor hat 20 PS vorzuweisen. Somit soll gewährleistet werden, daß der Fronttriebler auf 185 km/h kommt. Beide Modelle liegen bei über 20 Tausend Euro in der Anschaffung.

In der Mittelklasse findet man den GS 450h, mit einem 3,5 Liter V6 Motor. Dieser besitzt einen Vortrieb, mit einem drehmomentstarken Elektromotor. Dieses Modell gibt es aber nicht unter 60.ooo Euro.

Im Luxusbereich findet man in der Limousine „ Lexus LS 600h „ einen Hybridmotor. Zur Zeit ist es der leistungsstärkste Antrieb, den man auf dem Markt finden kann.
Diese Luxuslimousine ist ein V8- Benziner mit 445 PS und einem Elektromotor. Der Spritverbrauch liegt, wie bei seinen Vorgängern mit Hybridmotor, bei fast 10 Liter auf 100 Km. Der Vorgänger des Lexus LS 600 h ist der RX 400h, ein Geländewagen. Bei der Lexus Marke wird man bald in allen Modellen einen Hybridmotor finden.

Weitere Modelle sind zum Beispiel der Chevrolet Silverado und der GMC Sierra. Diese findet man vermehrt in Amerika, da es Pick-Up-Trucks sind und hierzulande kaum Verwendung finden.
Für dieses Jahr hat Mercedes angekündigt in der S-Klasse eine Luxusvariante auf den Markt zu bringen, die einen Hybridmotor besitzen soll. Dies wird aber kein Vollhybrid werden, sondern wie im Civic einen Mild-Hybriden haben.
In der E-Klasse, der GL- Klasse und der M- Klasse will Mercedes noch vor 2010 Die ersten Modelle auf den Markt bringen.

Desweiteren wird mit General Motors und BMW zusammen gearbeitet, um ein neues Antriebssystem herzustellen. So versuchen die drei Konzerne zusammen, den Spitzenreiter Toyota einzuholen.
Dies soll ein Antrieb werden, welches eine integrierte Kombination aus einem Getriebe und einem Elektromotor besitzt. Dies soll zur Folge haben, das noch mehr Kraftstoff eingespart werden kann und der Antrieb noch stärker wird.

Auf dem deutschen Automarkt ist die Entwicklung noch in den Kinderschuhen.

Fazit:

Im Moment ist ein hybridbetriebenes Auto die umweltschonende Variante schlecht hin. Die Autos mit Verbrennungsmotor haben inzwischen auch einen geringeren Benzinverbrauch, aber dadurch, daß die Preise dafür immer mehr steigen und die Ressourcen immer weniger werden, muss über kurz oder lang ein Umdenken passieren. Die heutigen Hybridfahrzeuge verbrauchen fast 30 Prozent weniger Treibstoff. Ein Hybridauto ist im Moment die sauberste Lösung für unsere Umwelt. Nach heutigem Stand, kann kein anderes Fahrzeug, was den Schadstoffhaushalt und Verbrauch angeht, mithalten. In Amerika, wird die Nachfrage auch immer größer, obwohl das Land sich normal nicht viele Gedanken zum Thema Umwelt macht.

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