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Energiespeicher in Fahrzeugen

Energiespeicher in Fahrzeugen

Fahrzeuge werden seit Jahrzehnten mit klassischen Verbrennungsmotoren betrieben. Allerdings macht die Rohstoffknappheit, die über kurz oder lang unweigerlich aufkommen wird, es nötig, neue Antriebsmöglichkeiten zu entwickeln. Hier liegt das Hauptaugenmerk auf alternativen Kraftstoffen, wie Biodiesel, aber auch Wasserstoff. Dieser wiederum stellt hohe Anforderungen an die Speicherung der mit ihm gewonnenen Energie.

Mittlerweile wird Wasserstoff für die Verwendung mit Verbrennungsmotoren, aber auch Brennstoffzellenantrieben in Fahrzeugen verwendet. Alternative Fahrzeugkonzepte, wie reine Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge und Co., die elektrische Energiespeicher benötigen, runden die Entwicklungsarbeit ab. Heute kommen in der Regel Batterien und Doppelschichtkondensatoren für den Fahrzeugbereich zum Einsatz.

Batterien als Energiespeicher für Fahrzeuge

Nach wie vor sind Batterien als Energiespeicher für Fahrzeuge am wichtigsten. Allerdings hängt deren Einsatz auch sehr stark vom Eigengewicht des Fahrzeugs ab und sie müssen sich mit den Reichweiten klassischer Kraftstofftanks messen, wobei sie bisher noch nicht konkurrenzfähig sind.

Batterie-Typen

Ob Elektro- oder Hybrid-Fahrzeuge – elektrische Speicher in Form von Batterien werden bei beiden eingesetzt. Sie können als Starterbatterien, aber auch in der Bordnetzversorgung genutzt werden. Häufig finden folgende Batterie-Typen ihre Verwendung:

Nickelbasierte Akkumulatoren
Lithium-Akkus
Blei-Säure-Akkumulatoren – als Klassiker bei den Starterbatterien aufgrund der installierten Batteriekapazität
Lithium-Ionen-Akkus – insbesondere aufgrund der Anzahl der installierten Akkus

Einsatzgebiete von Akkumulatoren

Obwohl alle diese Akkumulatoren prinzipiell für den Einsatz in Elektro- und Hybrid-Fahrzeugen geeignet sind, konnten sich einige Varianten besser durchsetzen, als andere.

Nickel-Metallhydrid-Batterie – Einsatz in Hybridfahrzeugen bereits erprobt, in Elektrofahrzeugen nur eingeschränkt möglich
Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Batterien – Einsatz abhängig von der weiteren Entwicklung im Hinblick auf Sicherheit, Robustheit und Kosten
Blei-Akkumulatoren – als Massenprodukt kostengünstig verfügbar, sehr robust und auch für den Einsatz in Elektrofahrzeugen möglich – aufgrund des Gewichts der Akkus allerdings kaum praktikabel

Weitere Energiespeichersysteme in Fahrzeugen

Neben den oben genannten Batterien und Akkus kommen auch weitere Energiespeichersysteme in Fahrzeugen zum Einsatz. Dazu zählen unter anderem:

  • Schwungräder – Einsatz als Kurzzeitspeicher für Bremsenergie (Erprobung seit Ende der 1980er / Anfang der 1990er Jahre in öffentlichen Verkehrsmitteln)
  • Reversible Brennstoffzellen – derzeit als Prototyp in der Erprobung, vorwiegender Einsatz in elektrisch betriebenen Fahrzeugen wegen des peripheren Aufwands. Außerdem wird ein zusätzlicher Verbrennungsmotor benötigt, so dass das Gewicht weiter ansteigt.
  • Doppelschichtkondensatoren – vorwiegend als Ergänzung zu Speichern mit hoher Energiedichte eingesetzt, da die Leistungsdichte sehr hoch ist.