Wer bremst, gewinnt

Energierückspeisung kann bei Maschinen und Fahrzeugen die Betriebskosten senken – wenn die Technik und die Nutzfrequenz der Maschine stimmen.

Die Einsparung von Energie zählt branchenübergreifend zu den wichtigsten Themen der nächsten 10 Jahre. Es gilt, neben CO2-Emissionen auch die Betriebskosten von Maschinen und Fuhrparks zu reduzieren.

Dabei wird nicht nur der geringere Verbrauch von Energieressourcen eine wesentliche Rolle spielen, sondern auch Antriebssysteme, die verwendete Energie auffangen, speichern und bei Bedarf erneut dem Kreislauf zuführen können.

Diese Herausforderung hört auf den Fachterminus Rekuperation, zu deutsch Energierückspeisung. Sie basiert auf dem Energieerhaltungssatz, den der deutsche Physiker Hermann von Helmholtz so formulierte:

„Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden. Sie kann nur von einer Form in andere Formen umgewandelt oder von einem Körper auf andere Körper übertragen werden.“

Umwandlung und Übertragung sind die beiden Prinzipien der Energierückspeisung, die zum Beispiel beim Bremsen von Nutzfahrzeugen greifen. Bremst ein Fahrzeug, verwandelt sich die kinetische Energie in Wärme. Wärme, die häufig verpufft – es sei denn, im Fahrzeug ist eine sogenannte Nutzbremse verbaut. Sie wandelt die Bewegungsenergie, die bei der Bremsverzögerung entsteht, mit Hilfe eines Generators in Strom um und überträgt ihn zur Speicherung in einen Pufferkondensator. Dieser Hochleistungs-Kondensator gibt bei Bedarf die Energie wieder an den Antrieb des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs ab.

Besonders effektiv ist solch ein System bei Fahrsituationen, in denen häufig beschleunigt und gebremst wird – zum Beispiel im Straßenverkehr oder bei Staplern in Lagerhallen. Daher integriert STILL dieses Rekuperationsprinzip erfolgreich im Sitzschubstapler FM-SE mit generatorischem Bremssystem, serienmäßig in Staplern der RX-Reihe (Elektrostapler) sowie dem RX 70 Hybrid.

Lässt der Fahrer des Hybridstapler das Fahrpedal los, wird die entstandene Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt und beim RX 70 Hybrid in sogenannten Ultracaps gespeichert.

Diese Ultracaps sind Hochleistungs- kondensatoren, die hohe Ströme schnell aufnehmen und schnell wieder an den Antrieb abgeben können. Durch diese Energierückspeisung sind Einsparungen von bis zu 15% und ca. 1,5 Stunden zusätzliche Betriebszeit pro Batterieladung möglich. Das senkt nicht nur die Betriebskosten spürbar, sondern auch die CO2-Emissionen der Fahrzeuge.

Viele Parameter wie Maschinenbauart, Standort, Einsatzgebiet, Motorkraft und Auslastung haben Einfluss auf das letztendliche Einsparungsniveau. PKWs beispielsweise, die für einen möglichst ökologischen Verbrauch konzipiert sind, verbrauchen mit Rekuperationsbremse auf 100 km ungefähr 0,3 Liter weniger Sprit – allerdings tragen dazu auch eine Start-Stopp-Automatik, Reifen mit reduziertem Rollwiderstand und aerodynamische Karosserien bei. Automobilhersteller sprechen häufig von einer Spritersparnis von bis zu 20%.

Dieser Wert deckt sich mit Untersuchungen des TÜV Süd, der bei Fahrzeugen mit Energierückspeisung eine Verringerung des Energieverbrauchs um gut 29% feststellte. Andere Studien sehen die Energiesparpotentiale, die sich durch das regenerative Bremsen ergeben, zwischen 15% und 25%.

Fazit: Das Einsparpotenzial durch Energierückspeisung in Maschinen, PKWs und Nutzfahrzeugen ist unbestritten und bewegt sich je nach Einsatz und Umfeld realistisch zwischen 15% bis 20% – eine verlässliche Quote, die bereits mittelfristig die Zahlen sowohl in der Ausgaben- als auch der CO2-Bilanz senken wird.