Rückgewinnung von Energie – die Rekuperation

Bei technischen Verfahren zur Energierückgewinnung spricht man von Rekuperation, was übersetzt „wiedererlangen“ oder „wiedergewinnen“ bedeutet. In einem Elektroauto wird durch die Rekuperation ein Teil der für den Antrieb genutzten Energie wieder in der Traktionsbatterie eingelagert. Dies wird während einer Verzögerung des Fahrzeuges durch den Einsatz einer Nutzbremse ermöglicht. Die Nutzbremse, eine Form der elektromotorischen Bremse hat ihre stärkste Wirkung in Bergabfahrten und Bremsvorgängen im Fahrbetrieb, wodurch hier Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird.

Der Vorteil der Nutzbremse im Vergleich zur herkömmlichen Reibungsbremse, die bei konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor zum Einsatz kommt, ist der verschleißfreie Gebrauch von Elektromotoren , die hierbei als elektrische Generatoren arbeiten. Die daraus resultierende elektrische Energie verbessert die Energieeffizienz signifikant und steigert somit die mögliche Reichweite des Autos. Ein weiterer positiver Nebeneffekt ist die Verhinderung des sicherheitskritischen „Fadings“, das bei Überhitzung von Bremsanlagen eintreten kann und im Ernstfall den Notbremsweg verlängern kann.

Verwendung der rekuperierten Energie im Elektrofahrzeug

Die durch dieses Verfahren wiedererlangte elektrische Energie wird in Elektro- und Hybridfahrzeugen zum Laden der Hochvolt-Batterie verwendet, die für die elektrische Versorgung des Systems zuständig ist. Unter Elektro- und Hybridfahrzeugen sind hier das sog. BEV (battery electric vehicle) und das sog. PHEV (plug-in hybrid electric vehicle) zu verstehen. Ein Hybridfahrzeug, auch HEV genannt, besitzt keinen Ladestützpunkt über welchen Energie von extern zugeführt werden kann. Während der Rekuperation wird die Energie dem Niedervoltbordnetz zugeführt, da kein Hochvoltspeicher verbaut ist. Anstelle des üblichen 12V, 24V oder 48V Akkus können auch Superkondensatoren oder Schwungradspeicher für die Einlagerung der regenerativ rückgeführten Energie eingesetzt werden, wenn es der Einsatzzweck bedingt. Wie aktuelle Trends erkennen lassen, werden in Zukunft voraussichtlich verstärkt elektrisch betriebene Fahrzeuge mit Brennstoffzellen Technologie ausgestattet.

Energieeffizienz und Ressourcenschonung mit Hilfe technischer Verfahren

Die Implementierung der rekuperativen Energierückgewinnung wird beim Antrieb der Brennstoffzelle vom Prinzip her dann ähnlich zum Einsatz kommen. Dies lässt sich bereits ableiten, da dieses technische Verfahren heutzutage bei batterieelektrischen Fahrzeugen aufgrund der positiven Wirkung hinsichtlich Verbesserung der Effizienz gute Ergebnisse erzielt. Technische Verfahren wie die Rekuperation, die bereits vor über 100 Jahren zum ersten Mal eingesetzt wurden, werden stetig weiterentwickelt, auch um die politisch vorgegebenen Klimaziele zu erreichen. Zudem ist es nötig innovative neue Konzepte zu erarbeiten und diese danach bestmöglich umzusetzen sowie richtig anzuwenden. Zunehmend wird auch die Vernetzung dieser Systeme im Rahmen des Gesamtsystems, eine immer wichtigere Rolle spielen. Dies bringt nicht nur zusätzliche Möglichkeiten für die Optimierung der Energieeffizienz mit sich, sondern kann auch Ressourcen langfristig und nachhaltig schonen.