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Rekuperation

Energierückgewinnung beim Bremsen

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So funktioniert die Energierückgewinnung

Zur Beschleunigung moderner Autos gewinnen integrierte Rekuperationsbremsen bei der Verzögerung teure Energie zurück, die an konventionellen Bremssystemen als Reibungswärme verloren geht. Autos mit Elektro-, Hybrid- oder Gyroantrieb sind grundsätzlich zur Rekuperation bzw. Nutzbremsung in der Lage. Bei BMW ist der BMW i3 mit einem Rekuperations-System ausgestattet, die Bremsenergie wird zum Laden der Batterie genutzt. Auch der Renault Zoe und der Nissan Leaf sind mit der Rekuperation ausgestattet.

Rekuperation heißt schlicht Rückgewinnung. In einem technischen System geht es bei Rekuperation um die Wandlung von dort bereits umgewandelter Energie in eine Form, die das System erneut für seinen Zweck nutzen kann. Ein Automobil verwendet dazu etwa ein regeneratives Bremssystem (Nutzbremse), das bei seinem Verzögern des Fahrzeugs einen beachtlichen Teil der dabei gewandelten Bewegungsenergie einbehält.

Renault Zoe

Bremsen mit Rekuperation: Das Weniger an Tempo wird zum Mehr an Akkuladung

Die technische Umsetzung einer Rekuperations-Bremse feiert in unserer Zeit bereits ihren 100. Geburtstag. So kennen etwa elektrische Lokomotiven die Verzögerung per Rekuperation spätestens seit den 20er Jahren des letzten Jahrhunderts.

Mittlerweile gewinnen auch zeitgemäße Automobile mit elektrischem Antrieb einen Teil ihrer beim Bremsen umgesetzten kinetischen Energie mit einer Rekuperations-Bremse zurück. Gewöhnlich agiert dabei der Elektromotor als Generator, wodurch sich etwas Bewegungsenergie des Fahrzeugs in elektrische Energie wandelt. Diese rückgewonnene Fähigkeit zur erneuten Beschleunigung speichert der Akkumulator des Antriebssystems.

Umgangssprachlich gesagt treibt während der Rekuperation der Schwung des Fahrzeugs den E-Motor an, der dadurch als Rekuperations-Bremse wirkt – das Fahrzeug verliert an Tempo.

Tesla Model S

Beschleunigung nach Rekuperation: Das Mehr an Akkuladung wird zum Mehr an Tempo

Nach einer Rekuperation lässt sich die so gespeicherte Energie dem Automotor zuführen, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs etwa gegen Reibungsverluste zu halten oder gar zu erhöhen – der Wagen beschleunigt. Insgesamt zeigt sich Energierückgewinnung beim Bremsen also höchst elegant: Bewegungsenergie wird beim Bremsen zu elektrischer Energie, die sich beim anschließenden Beschleunigen wieder zu kinetischer Energie wandelt.

Freilich wird auch über Rekuperation aus einem Automobil dennoch kein Perpetuum mobile: Bei jeder Wandlung zwischen den Energieformen geht auch mit einer Rekuperationsbremse ein wenngleich kleiner Teil der Energie unwiederbringlich als Wärme verloren: Die beteiligten elektrischen Leitungen setzen den fließenden Elektronen einen Widerstand entgegen und erwärmen sich so. Die dadurch abgestrahlte Wärme lässt sich nicht mehr zum Antrieb des Fahrzeugs nutzen.

BMW Active Tourer

Fazit

Da der Wärmeverlust während der Rekuperation im Vergleich zur dadurch erneut nutzbaren Energie gering ausfällt, steigert ein regeneratives Bremssystem über die Energierückgewinnung beim Bremsen die Energieeffizienz des Wagens ganz beträchtlich. Das geschmeidige Prinzip der Rekuperation wird sich also zunehmend beim Neuwagenkauf finden.

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