Autor Thema: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung  (Gelesen 2134 mal)

Offline neohyb

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Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« am: August 12, 2010, 09:03:51 »
Hallo Gemeinde,

mich interessiert, wie hoch der Wirkungsgrad der Energierückgewinnung ungefähr ist.

Also: ich beschleunige den P2 auf eine gewisse Geschwindigkeit und danach bremse ich ihn wieder ab. Ich habe also zuerst Energie reingesteckt, und dann wieder zurückgewonnen. Dann nehme ich diese Energie her und beschleunige mit dieser wieder.

Wie schätzt ihr ungefähr der Anteil der zurückgewonnenen Energie im Vergleich zur reingesteckten (bzw. wiederverwendeten), optimale Bedingungen angenommen?

25%?
50%?
75%?

Interessiert grüßt

neohyb

Offline GSS

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #1 am: August 12, 2010, 10:01:20 »
Hallo neohyb,
ich würde jetzt sagen, dass es ganz drauf ankommt, ob du rein elektrisch oder mit Verbrenner beschleunigst.
Solltest du rein elektrisch beschleunigen, ist der Wirkungsgrad auf alle Fälle besser, da könnte ich mir annähernd 75% schon vorstellen.(Reibungs, Roll und Luftwiderstand nicht eingerechnet).
 Der Akku selbst dürfte neben Wechselrichter(97%) und Motore(90%) die Schwachstelle sein. (Kommt natürlich auch darauf an, wie du beschleunigst/bremst und ob du zuvor die Ladung durch bremsen/abwärtsfahren gewonnen hast)...
Beim Verbrenner und dessen Ladung wirds eher traurig... also unter die 25%, im"Mix" Betrieb vielleicht 50% - hängt aber sehr stark von der "Fahrdynamik" ab.
Aus diesen Gründen kommt mir das E-System mit  "Range Extender" mittels Verbrenner auf längere Strecken nicht so gut vor...
So schätze ich  ;)

LG, Karl
« Letzte Änderung: August 12, 2010, 15:05:25 von GSS »
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Offline neohyb

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #2 am: August 12, 2010, 13:08:13 »
Das heisst, wenn man sich der nicht änderbaren Tatsache unterwirft, dass ein Verbrennungsmotor per se einen schlechten Wirkungsgrad hat, schauts eigentlich ab dem Zeitpunkt der Rückgewinnung mit Speicherung und Wiederverwedung eigentlich ganz gut (bis zu 75%) aus.

Eben geschätzt halt.

neohyb

Offline GSS

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #3 am: August 12, 2010, 13:40:55 »
Tja, ich schätze eben so (rein mit Hausverstand in unserem Gleit/Energiesparbetrieb) ;)
Du fragtest ja nach "Schätzung" wie weit ich da aber richtig liege - hmmm! :-[
Dies ist wohl der grosse Reiz am Elektroauto - aber der verflixte Speicher eben !!! >:(
(Lade/Entladeströme sollten neben der Kapazität bei geringstem Gewicht halt nahezu unendlich groß sein dürfen) ;D
Hoffentlich kommt da bald eine ordentliche Erfolgsmeldung - zum Leide aller Erdöl - Lobbyisten.
Bleibt zu wünschen, dass man  Jenen mit der tollen Errungenschaft nicht executiert... :o
Dann wäre es sicher nicht mehr weit, die Energie eines Blitzes zu speichern  ;) :D ;D

LG, Karl
« Letzte Änderung: August 12, 2010, 15:10:00 von GSS »
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Offline ErWeeBee

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #4 am: August 12, 2010, 22:54:16 »
Vielleicht wäre es sinnvoll, die Fragestellung etwas enger zu definieren: Nehme an, der Benziner ist nicht beteiligt.
Beim Bremsen gewinnt man von der Kinetischen Energie als Akkuladung einen Prozentsatz unter 100 zurück.
Wenn anschließend elektrisch wieder beschleunigt wird, ist der Wirkgrad dabei wieder unter 100 prozent.
Interessant wäre es, wieviel Prozent man insgesamt über diesen kleinen elektrischen Zyklus wiederbekommen hat.

Ich tippe mal salopp auf 65.
 8)

Offline WolfgangB

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #5 am: August 13, 2010, 06:46:57 »
Grüß Euch
Das ist alles andere als einfach, aber man könnte ja alles berechnen, wenn man nur wüsste wie ;)
Aber so schwierig ist es gar nicht:
Beim Bremsen muss zuerst der MG mechanische Energie in elektrische Energie wandeln. Mit welchem Wirkungsgrad das geschieht, dazu sollte es ein Kennfeld für den Generatorbetrieb geben (Wirkungsgrad in Abhängigkeit von Drehzahl und Leistung). Überhaupt geschehen alle Energiewandlugsvorgänge mit einem Wirkungsgrad entsprechend einem Kennfeld. Das heißt, dass es eigentlich nie ganz richtig ist, wenn man nur einen Wirkungsgrad angibt oder annimmt. Z.B. sinkt der Wirkungsgrad eines Generators mit der gewandelten Leistung stark ab.

Der Weg der Energie jedenfalls ist MG -> Konverter -> Batterie -> Konverter -> MG, unter günstigen Umständen könnte sich dabei ein Wirkungsgrad von 90*97*90*97*90% ergeben, also gesamt ca. 68%.

Vergleicht man das mit dem Verbrennungsmotor (irgendwo bei 25-30% im Optimalfall, die meiste Zeit eher darunter), dann ist die Rückgewinnung sicher lohnend.
Hinsichtlich Elektrofahrzeuge mit Rage Extender bin ich aber auch sehr skeptisch. Natürlich lässt sich dann der Verbrennungsmotor sehr viel effizienter auslegen, da er nur die Durchschnittsleistung liefern muss und das kann er dann immer im optimalen Wirkungsgradbereich. Aber man müsste ja mehr gewinnen, als man durch die doppelte Wandlung verliert.

Wollte man es genauer wissen, müsste man sehr viel mehr im Detail schauen und eben die Kennfelder berücksichtigen.

LG,
Wolfgang

Offline neohyb

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #6 am: August 13, 2010, 08:55:02 »

Der Weg der Energie jedenfalls ist MG -> Konverter -> Batterie -> Konverter -> MG, unter günstigen Umständen könnte sich dabei ein Wirkungsgrad von 90*97*90*97*90% ergeben, also gesamt ca. 68%.


Genau das wars, was mich interessiert hat.
Und es ging ja wie gesagt nur um eine Abschätzung, da kann man also sagen - jetzt mal negativ ausgedrückt - dass zumindest 30% auf der Strecke bleibt.

lg
neohyb

Offline GSS

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #7 am: August 13, 2010, 10:12:18 »
Tja, so einfach kanns sein - 5 Multiplikationen, Kommastellenkorrektur und schon muss man sich nicht mehr unsicher sein, etwas aus dem Bauch heraus zu sagen...
Danke Wolfgang, wir können hier wohl alle viel von dir lernen!

LG, Karl
« Letzte Änderung: August 13, 2010, 10:17:28 von GSS »
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Offline WolfgangB

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #8 am: August 15, 2010, 09:07:42 »
Hallo Karl,

ich finde aber die Schätzungen auch nicht übel.
Schade nur, dass dieser Wert eben der bestmögliche ist und die Realität oft darunter liegt - aber solange es um Rückgewinnung von Bremsenergie geht, hat man ja trotzdem einen Gewinn.

LG,
Wolfgang

Offline YxTerWd

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #9 am: September 03, 2010, 09:18:19 »
Also ich glaube ihr liegt das etwas zu hoch.  Ein NiMH Akku hat im besten Fall einen Ladewirkungsgrad von 70% (und das nur wenn man nicht böse zu ihm ist  ;) )
Es gibt hierzu etwas im Priuswiki http://www.priuswiki.de/wiki/Rekuperations-Wirkungsgrad (Wobei ich da nicht wirklich schlau daraus werde)

Offline GSS

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #10 am: September 03, 2010, 10:13:00 »
Hallo YxTerWd !
Der link ist gut !
Wenn du die dunkelgrüne Linie verfolgst, so ist dies in Stellung D (2) für unseren P2 der Verlauf von Geschwindigkeit(U MG) und Zeit bzw. der Verzögerung mit den Stromwerten.
Mitaufgezeichnet die Fahrstellungen B, N .
Einen Wirkungsgrad kann man allerdings nicht direkt ablesen, es sei denn, man verknüpft dies mit der Stellung N(2) hier kann man den reinen Rollwiderstand des Fahrzeuges erkennen.
Damit zu rechnen überlasse ich allerdings klügeren Köpfen... ;D

LG, Karl
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Offline WolfgangB

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #11 am: September 06, 2010, 06:59:21 »
Hallo,

ja, der Link gefällt mir auch ... schade nur, dass das Ergebnis nicht auch gleich berechnet wurde ... dazu müsste man ja jetzt eigentlich noch Fahrzeuggewicht und Geschwindigkeit wissen - und schon kann es losgehen ;D
Was man dann bekommt ist aber "nur" der Wirkungsgrad von Vortrieb auf Strom - nicht Akku usw. - eh klar ;)
Ein NiMH Akku hat im besten Fall einen Ladewirkungsgrad von 70%
Woher hast Du diesen Wert? (ich hab die 90% von einem japanischen Hybridentwicklungsingeni eur)

LG,
Wolfgang

Offline WolfgangB

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #12 am: September 06, 2010, 17:49:42 »
Zitat
Da die Widerstandsverluste in den Leitungen und der Battiere jedoch auch von der Stromstärke abhängen (P = I2R), empfiehlt es sich, immer mit so geringer Leistung wie möglich zu bremsen - also im Extremfall nur Auszurollen.

Hm ... stimmt so leider nicht, da bei geringerer Leistung vor allem der Wirkungsgrad des Generators selbst extrem sinkt ... und zwar durchaus auf dramatisch niedrige Werte von 30% oder noch weit darunter.

LG,
Wolfgang

Offline YxTerWd

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #13 am: September 09, 2010, 14:53:05 »
Ein NiMH Akku hat im besten Fall einen Ladewirkungsgrad von 70%
Woher hast Du diesen Wert? (ich hab die 90% von einem japanischen Hybridentwicklungsingeni eur)

Also die beste Quelle die ich auf die schnelle finde: http://de.wikipedia.org/wiki/Akkumulator. Aber aus eigener Erfahrung kann ich sagen, das NiMH Akkus beim Laden einfach wesentlich wärmer werden als Lithiumakkus und nicht umsonst hat der Akku im Prius eine eigene Kühlung...

Offline GSS

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Re: Wirkungsgrad der Energierückgewinnung
« Antwort #14 am: September 10, 2010, 08:36:59 »
Na ja, der Wirkungsgrad ist jedenfalls sehr stark abhängig von der Größe des Stroms, den ich hineinstopfe oder heraushole. Wie du sagst, hängt dies ja auch stark von den Temperaturen ab.Ich nehme mal an, du betreibst das gleiche Hobby...
Da ist man ja aus Spass an der Freud fast immer am Schnellladen, da sieht es natürlich anders aus.
Deshalb wird man ja auch beim Prius angehalten, minimal zu bremsen, um die Energie optimal auszuschöpfen - nicht nur des Querschnittes der Leitungen wegen. Eine Erwärmung der Akkus deuted ja schon auf eine leichte"Vergewaltung" hin. Dass dies beim Lipo oder LiIon etwas besser verläuft(geringerer Innenwiderstand), ist jedoch eine klare Sache.
Aber nicht zu vergessen, dass unsere Akkus im Prius schon eine spezielle Sache sind. Ich glaube nicht, dass die so leicht mit unserer "Stangenware" vergleichbar sind - auch wenn wir unsere Zellen für unser Hobby sehr sorgfältig selektieren...

LG, Karl
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