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Elektro - mobil
Leicht-Elektromobile aus regenerativen Stromquellen betrieben, können das Verkehrslärm- und -Abgasproblem in unseren Städten nachhaltig lösen. Die Umweltfreundlichkeit der kleinen individuellen Elektro-Mobilität kann nur noch der Fußgänger und Radfahrer übertreffen.
Von Wolfgang Jürgensmeyer.
Warum elektrisch mobil?
(28. Februar 2003) Sind Sie schon einmal mit einem Elektroroller durch die Natur gefahren und haben dabei mit der Sozia geturtelt und die Vögel gehört? Das ist eine ganz neue Erfahrung, die bisher leider nur wenigen zuteil wurde.
Knapp 3.000 Elektrofahrzeuge sind beim Kraftfahrt-Bundesamt registriert. Dabei spricht alles für die E-Mobilität: der reale Antriebswirkungsgrad ist fünfmal höher als bei Verbrennungsantrieben; der Treibstoff kommt ganz natürlich aus einer regenerativen Quelle, an der man finanziell beteiligt ist.
Die geringe Geschwindigkeit führt zu weniger Unfällen mit weniger schweren Folgen. Der Durchschnitts-Autofahrer fährt weniger als 10 km je Fahrt, überwiegend in der Freizeit, allein und im urbanen Bereich - das ideale Segment für die lokale "kleine Elektro-Mobilität".
Das in Unkenntnis bekrittelte Reichweitenproblem der kleinen E-Mobile ist im Alltag gar keines und Lärm und Abgase sind ein Fremdwort. Im Folgenden soll den Lesern der Energie Depesche ein Überblick zum Stand der Technik gegeben werden.
Womit fährt mann-frau?
Das straßentaugliche Spektrum der geeigneten Fahrzeuge ist inzwischen sehr groß. Es reicht vom kleinen Elektro-Kickroller mit Sitz (Charly oder Electric Surfer), über Elektroräder (Heinzmann estelle city oder KTM Cityblitz), Schubanhänger für Fahrräder (Sun&Cycle und EVT/BOBTEC), stabile Roller (EVT oder Scootelec), den Dreirad-Cabin-Scooter (City el oder TWIKE) bis zum Leicht-Elektro-Mobil, den LEM´s (Voltaire oder Horlacher Sport), die wie kleine Autos aussehen.
In Klammern stehen einige Modell- oder Herstellernamen als repräsentative Beispiele aus europäischer Fertigung für die vorgestellten Fahrzeugklassen - mit Ausnahme des EVT-Rollers aus Taiwan. Die elektrifizierten Blechautos (z.B. Honda EV Plus oder VW City STROMer), zu denen auch die Hybridfahrzeuge zählen (z.B. Toyota Prius Hybrid), sind nach dem Verständnis ihrer Fahrer reale Autos, nach dem der LEM-Fahrer eine ganz andere, energiefressende höhere Klasse. Im Internet gibt es zu allen Fahrzeugen sehr schöne Bilder, Daten und Fahrberichte.
Die Organisation für die Elektromobilität heißt Bundesverband Solarmobil eV (bsm). Sie führt den Interessierten über ihre Homepage zu Grundlagen und Herstellern und an das weltweite große know-how der Elektromobil-Technik.
Bringen Sie Zeit mit wenn Sie dort surfen, es ist sehr interessant.
Die Fahrleistungen
Die gängigen, heute verfügbaren Energiespeicher sind immer noch Batterien. High-Tech-Schwungrad- und -Druckluftspeicher sind sinnvoll und im Gespräch, aber noch lange nicht verfügbar. Brennstoffzellen sind keine Energiespeicher und ihr zugehöriger Wasserstoff ist der teuerste Treibstoff, den es noch nicht einmal für jeden käuflich gibt.
Mit den preiswerten Blei-Batterien fahren Elektroräder bis 25 km und die Cabin-Scooter 80 km weit - ganz pauschal: im Winterhalbjahr beide nur halb so weit. 100 Höhenmeter mit weniger als 6% Steigung entsprechen etwa 12 km Reichweite in der Ebene. Nickel-Metallhydrid- (NiMH-)Batterien sind zur Zeit der Daimler unter den käuflichen Batteriesätzen.
Neue Batterie-Techniken wie alltagstaugliche Nickel-Zink- und Lithium Ionen-Batterien sind bereits in der praktischen Erprobung. Es ist so wie bei unseren Luxusgütern Handy, Laptop oder Camcorder: ist der Bedarf erst geweckt, zieht die Technik schnell nach und liefert Hochleistungs-Komponenten. Mit LiIo-Batterien sind schon Reichweiten bis 200 km möglich - bei halbem Batteriegewicht und in der Serie vermutlich doppelten Kosten gegenüber Blei-Batterien für Elektrofahrzeuge (Traktions-Batterien).
Als Fahrleistung eines Elektromobiles ist auch der geringe Platzbedarf, der besonders günstige Stromverbrauch, das leise Fahren und eine Schnell-Ladefähigkeit anzusehen. In allen vier Disziplinen ist das Elektromobil inzwischen Spitze, wenn man 30 Minuten Ladezeit für 80% Kapazität akzeptiert. 15 Minuten Ladezeit sind technisch schon in Reichweite. Mit mehr öffentlich zugänglichen Steckdosen wird das Laden ein noch geringeres Problem werden.
Kleine Rollerchen für den Campingplatz und Elektroräder dürfen mit 250-Watt-Motoren bis 25 km/h schnell sein. Die TWIKE´s fahren als dreirädriges Motorrad bis zu 85 km/h, die Roller und das City el in den Versionen als "Kleinkraftrad" mit Mopedschild 45 km/h. Ein Cabin-Scooter ist ein 12-Monats-Fahrzeug, ein Elektro-Roller mehr für ein verlängertes Sommerhalbjahr.
Die Komponenten
Für Rahmen wird Stahl, Aluminium und inzwischen auch GFK- oder Carbonfaser-Matrix verwendet. Aus Plastik in vielfältigen Versionen und in allen Farben besteht die Karosserie. Geschickt konstruierte Knautschzonen verbessern das von Natur aus schon günstige Crashverhalten.
Teure Erfahrungen lehrten manchen Hersteller, dass Batterie,Leistungselektronik, Motor und Ladegerät wie eine Einheit zu betrachtensind. Stand der Technik ist eine Hochstrom-Blei-Vlies-Batterie, deren Technik etwa doppelt so viel kostet wie die einer Starterbatterie im Serienauto. Die Standzeit ist entscheidend vom Fahrzyklus des Nutzersund der Ladegerät-Intelligenz abhängig. Im Ciy EL halten die drei12-V-Batterien (wartungsfrei) bis 20.000 km. Bei regelmäßigerMittelstrecken-Nutzung halten sie am längsten.
Das Standard-Ladegerät für ein Elektrofahrzeug ist ein leichtes, transformatorloses Hochfrequenz-Ladegerät bis 3 kW Ladeleistung für jede 230 Volt-Steckdose. Die erforderliche Lade-Charakteristik für die verwendete Traktionsbatterie kann eingestellt werden.
Für die Photovoltaik-Freunde, die z.B. kleine Roller solar direkt laden wollen, gibt es Ladegeräte, die als kombinierte "MPP-Tracker" und Aufwärtswandler mit integriertem Laderegler arbeiten. Der Mpp-Tracker regelt Strom- und Spannung des Moduls auf dem höchsten Ertrag. Bei den Antrieben ist inzwischen jede Motortechnik eingesetzt worden. Die neuesten Kleinfahrzeuge fahren heute mit bürstenlosen Permanent-Magnetmotoren mit 85-90% Wirkungsgrad, deren Wicklungen von einer eingebauten Leistungselektronik umgeschaltet und temperaturüberwacht werden. Die modernen Roller haben einen drehmomentstarken Radnabenmotor ohne Getriebe. Mit solcher Antriebstechnik wurden z.B. die letzten drei deutschen Solarroller-Meisterschaften und die Nord-Süd Australien-Rennen der Solarmobile gewonnen. Die Wirkungsgrade reichen bis zu 97%. Deshalb geht eine Überdimensionierung gar nicht mehr zulasten des Verbrauchs - ganz im Gegensatz zu den schweren übermotorisierten Gelände-PKW´s unserer Tage mit über 15 Litern Verbrauch/100 km.
Falt-Roller
Die Leistungselektronik ist der Mittler zwischen der Batterie mit ihrer weit auseinanderliegenden Maximal- und Minimalspannungen. Sie liefert den gewünschten Fahrstrom zum Motor, überwacht ihn und andere Fahrzeugkomponenten auf Funktion oder Überlastung und schützt die Batterie vor den besonders kritischen Tiefentladungen. Im günstigsten Fall schickt sie auch noch die Bremsenergie wieder zurück in die Batterie (Rekuperation). Getaktete Fahrströme von 250 Ampere werden inzwischen problemlos ohne Relais allein mit Halbleitern geschaltet. Die Motorleistung wird für Fahrräder bei 250 Watt begrenzt und liegt bei den Cabin-Scootern bei ca. 5 kW.
Elektroroller "EVT 168" von Fa. EVT GmbH, technische Daten identisch mit dem 4000 e, 45 km/h, 70 km weit, 15% Steigung, 1,5/2,5 kW-DC-Motor, Blei-Vlies-Batterie 48 Volt / 45 Ah, 2.895 bzw.3.150 €
Kostenbeispiele
Ein neues City el mit 280 kg Eigengewicht für eine Person verbraucht weniger als 7 kWh Strom ab Steckdose auf 100 km - mit teuerstem Ökostrom weniger als 1,3 €/100 km. Das entspricht 0,7 Liter Benzin/100 km! Das Fahrzeug gibt es schon seit über 15 Jahren, neu ab 6.600 € und gebraucht ab 2.000 €.
Vor meiner Haustür steht ein 11 Jahre altes und ein neues: der Laie sieht keinen Altersunterschied. Die Karosserie ist aus doppelwandigem, ausgeschäumtem Kunststoff. Ohne Unfallbruch verbrauchen Elektromobile sehr wenige Verschleißteile und im Mittel nur alle drei Jahre einen Akkusatz.
Roller kosten die Hälfte und sind noch sparsamer. Einen Gebrauchtmarkt gibt es noch nicht. Man behält sie offenbar, weil sie langlebig und billig im Unterhalt sind!
Und wie sind wir 2020 noch mobil?
Die oben beschriebenen kleinen Elektromobile sind inzwischen überall zu sehen und in den Geschäftszonen an jedem Parkplatz kostenlos nachladbar. Sie sind von der Steuer befreit und dürfen ab 15 gefahren werden.Sie sind auch der Zubringer im deutlich verbesserten Netz des ÖPNV. Sie überbrücken sozusagen den letzten Kilometer von der Haustür bis zur nächsten Haltestelle - für die Faulen und die rüstigen Senioren.
Parkhäuser sind überflüssig und z.B. zu Bauernmarkt-Hallen geworden. Sie kosten die Kommunen kein Geld mehr. Die Innenstädte sind nur noch offen für saubere Elektromobile. Die 2020 in ganz Europa erschreckend kopflastige Alterspyramide führt auch bei der Mobilität zu neuem Verhalten.
Die Technik der Elektrofahrzeuge hat einen Fortschritt erfahren, den man nur mit der Rasanz der Handyentwicklung der 90er Jahre vergleichen kann. Die immer noch vorhandenen PKW für Strecken über 30 Km fahren inzwischen mit umweltneutralen Pflanzenöl-Antrieben wie auch die LKW´s der Regionalspeditionen. Frachtbewegungen über 50 km Umkreis werden mit progressiv steigenden Umweltabgaben gedrosselt. Alles was wir benötigen, kann regional erzeugt werden: gesunde Lebensmittel, Heizmaterial für die Raumwärme und der Strom für Mobilität, Haustechnik und unseren Luxus. In das Mittelalter muss niemand zurück.
Kleiner Motor der Firma EVT zum Eigen-Nachrüsten kleiner Fahrzeuge (Schubanhänger, Kinderfahrzeuge, Fahrräder)