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Warum nicht Batterie?

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  1. Warum nicht Batterie?

    Autor: Phonehoppy 08.09.20 - 14:12

    Für viele Strecken wären Batterieloks gut, die während der Fahrt unter dem Fahrdraht die Akkus laden und dann auf nicht-elektrifizierten Strecken per Akku fahren können.

    Alternativ frage ich mich aber auch, warum man die Strecken nicht einfach noch weiter elektrifiziert. Im Vergleich zum reinen Trassenbau kann das ja nicht so viel teurer sein, oder?

  2. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: herrmausf 08.09.20 - 14:36

    Du brauchst eine komplett eigene Netz-Infrastruktur für Umformer/Umspannung auf Bahnstrom plus die ganzen Masten und Leitungen.
    Das kann man durchaus alles nachrüsten, es will nur keiner das Geld dazu mitbringen.

  3. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: M.P. 08.09.20 - 14:37

    Naja, Güterzüge sind ein VIELFACHES schwerer, als Personenzüge, und fahren sicherlich auch längere Abschnitte auf nicht elektrifizierten Strecken. Da wären Akkus wahrscheinlich deutlich zu teuer. Und bei einer hälftigen Nutzung des Fahrdrahtes und der Batterie wäre natürlich zusätzlich zum Fahrstrom noch einmal Ladestrom in mindestens gleicher Höhe durch Fahrdraht und Stromabnehmer zu schleusen, wenn während der Fahrt vor dem Ende des nächsten Fahrdraht-Abschnittes die Batterien wieder voll sein sollen ...



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 08.09.20 14:39 durch M.P..

  4. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: Takato 08.09.20 - 14:37

    Die Hauptprobleme sind Leistung und Gewicht.
    Erstens müssten die Batterien eine hohe Energiedichte haben um auch schwere Güterzüge mit 2000t über eine längere Strecke ziehen zu können.
    Zweitens darf die Lok aber auch nicht zu schwer werden.
    Wenn die Achslast zu hoch ist, kannst du auf manchen Streckenklassen nicht mehr fahren und ob die Anschlüsse der Kunden hohe Achslasten aushalten ist auch fraglich.

  5. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: M.P. 08.09.20 - 14:41

    Man könnte sich ja durchaus separate "Batteriewagen" vorstellen ... Die Dampfloks haben auch auf separaten "Tendern" ihre gespeicherte fossile Energie in Form von Kohle mitgeführt ...
    Aber die Zuglänge ist auch limitiert, und jeder Meter Zuglänge, den man nicht mit Fracht füllen kann schmälert die Einnahmen ....



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 08.09.20 14:42 durch M.P..

  6. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: FunnyGuy 08.09.20 - 14:53

    Das mit dem Hänger könnte man sich fast auch als "Range-Extender" bei normalen elektro PKWs vorstellen. Bei einer Langstreckenfahrt miete ich mir so einen Batterieanhänger den ich an jeder gelisteten Tankstelle gegen einen voll geladenen Anhänger tauschen kann... Scheitert vermutlich schon am fehlenden einheitlichen Standard.

  7. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: wittiko 08.09.20 - 14:57

    Nicht ganz richtig - nicht jede Lok hat einen eigenen Tender gehabt.

    Die waren meist in die Lokomotive integriert. Meist nur bei Fernverkehrslokomotiven wie bei der 33 und ähnliches. Die 33er hatte rund 7m³ Kohle am Tender. Je nach Auflockerungsfaktor sind das etwa 5t. Bei 33GJ/t haben wir dann eine mitgeführte Energiemenge von 165GJ.

    Nachdem die Lebensdauer der Elektrolokomotiven nicht an die der Dampf herankommt möchte ich gar nicht wissen wie lange solche Teile halten. 50 Jahre werden diese Akkus sicher mal nicht halten und solange sind die Teile schon mal im Einsatz.

  8. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: Phonehoppy 08.09.20 - 14:58

    FunnyGuy schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Scheitert vermutlich schon
    > am fehlenden einheitlichen Standard.

    Man braucht ja keinen einheitlichen Standard, wenn der Hänger selbst einen Motor hat. So etwas wurde von Dethleffs mal als Wohnanhänger vorgestellt, allerdings noch nicht in Serie:

    https://www.caravaning.de/neuheiten/dethleffs-ecoco-elektrischer-caravan/

    Elektromotoren sind so kompakt, da kann man eigentlich jede verfügbare Achse auch als Antriebsachse auslegen, und im Personenverkehr geht der Trend ja auch weg von den Lokbespannten Zügen zum Triebzug. Warum sollte man das nicht auch im Güterverkehr machen? Klar werden die einzelnen Waggons dann teurer, aber mit einem flexibleren und besser durchdachten Konzept stehen die dann auch weniger ungenutzt herum.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 08.09.20 15:00 durch Phonehoppy.

  9. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: Takato 08.09.20 - 15:10

    Phonehoppy schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > FunnyGuy schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Scheitert vermutlich schon
    > > am fehlenden einheitlichen Standard.
    >
    > Man braucht ja keinen einheitlichen Standard, wenn der Hänger selbst einen
    > Motor hat. So etwas wurde von Dethleffs mal als Wohnanhänger vorgestellt,
    > allerdings noch nicht in Serie:
    >
    > Elektromotoren sind so kompakt, da kann man eigentlich jede verfügbare
    > Achse auch als Antriebsachse auslegen, und im Personenverkehr geht der
    > Trend ja auch weg von den Lokbespannten Zügen zum Triebzug. Warum sollte
    > man das nicht auch im Güterverkehr machen? Klar werden die einzelnen
    > Waggons dann teurer, aber mit einem flexibleren und besser durchdachten
    > Konzept stehen die dann auch weniger ungenutzt herum.

    Aber selbst beim ICE4 haben die angetriebenen Achsen kaum Bremsen. Entweder muss dann eine Bremswelle ran oder äußere Scheibenbremsen. Das mindert dann die Bremsleistung des Zuges und die Höchstgeschwindigkeit muss reduziert werden.

  10. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: M.P. 08.09.20 - 15:55

    Ich bin mir nicht sicher, ob es die Bremswirkung der Achse wirklich so drastisch reduziert, wenn auf dieser Achse durch eine Motoreinheit kein Platz für große Scheibenbremsen vorhanden ist: Ein rekuperierender Motor könnte das Rad-Schiene-System auch an die Haftungsgrenze bringen ....

    Der siebenteilige ICE4 hat 12 angetriebene Achsen und 16 nicht angetriebene (2’2’+Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’+Bo’Bo’+2’2’+2’2’).

    Beschleunigen kann er mit 0,55 m/s², Bremsen mit 1,4 m/s²

    0,55 m/s² durch 12 Achsen = 0,046 m/s² pro Achse
    1,4 m/s² auf 28 Achsen = 0,05 m/s² pro Achse.

    Ich sehe da keinen großen Unterschied ...



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 08.09.20 16:03 durch M.P..

  11. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: Kaiser Ming 08.09.20 - 18:48

    Phonehoppy schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Für viele Strecken wären Batterieloks gut, die während der Fahrt unter dem
    > Fahrdraht die Akkus laden und dann auf nicht-elektrifizierten Strecken per
    > Akku fahren können.

    Wäre wahrscheinlich besser.
    Ansonsten muss die Bahn bis 2050 alle Strecken elektrifizieren. Denke das rechnet sich schlechter.

  12. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: ezadoo 08.09.20 - 23:12

    Also ich glaube eher weniger, dass die Akkus in den Loks bis 2050 den Dauerbetrieb durchhalten, das Anfahren von so einem Zug ist ja schon eine relativ große Belastung, die aus dem Akku kommen muss, dann dazu noch das relativ schnelle und damit für den Akku stressige aufladen, lässt mich nicht daran glauben, dass das bis 2050 nicht schon mehrfach komplett getauscht werden mussten, bringt ja auch nichts, wenn die Reichweite immer kleiner wird.
    Und ab wie vielen komplette Austauschen der Akkus ein wirtschaftlicher Totalschaden erreicht ist. (Man vergleiche, was ein kompletter Austausch schon bei einem Tesla kostet, im Vergleich zum Anschaffungspreis)

  13. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: Kaiser Ming 09.09.20 - 08:17

    ezadoo schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Also ich glaube eher weniger, dass die Akkus in den Loks bis 2050 den
    > Dauerbetrieb durchhalten, das Anfahren von so einem Zug ist ja schon eine
    > relativ große Belastung, die aus dem Akku kommen muss, dann dazu noch das

    ist nicht viel anders als beim Auto, da ist die Belastung teilweise auch ziemlich hoch,
    im Zweifel bauste noch einen Kondensator ein


    > relativ schnelle und damit für den Akku stressige aufladen, lässt mich
    > nicht daran glauben, dass das bis 2050 nicht schon mehrfach komplett
    > getauscht werden mussten, bringt ja auch nichts, wenn die Reichweite immer
    > kleiner wird.
    > Und ab wie vielen komplette Austauschen der Akkus ein wirtschaftlicher
    > Totalschaden erreicht ist. (Man vergleiche, was ein kompletter Austausch
    > schon bei einem Tesla kostet, im Vergleich zum Anschaffungspreis)

    Ja ist das teuerste Teil.
    Aber geht ja um die Umwelt da spielt der Preis ja keine Rolex ;)
    Spass beiseite, du hast geringere Wartungs und Verbrauchskosten und die Akkus werden billiger und man kann Akkus recyclen, bei der Menge rechnet sich das noch besser.

    Sollte sich eigentlich rechnen. Zumindest wenn der Strompreis in D nicht so weiter wächst wie bisher.

  14. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: mke2fs 09.09.20 - 09:43

    Phonehoppy schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Für viele Strecken wären Batterieloks gut, die während der Fahrt unter dem
    > Fahrdraht die Akkus laden und dann auf nicht-elektrifizierten Strecken per
    > Akku fahren können.

    Wäre schön, ja.
    Allerdings wird die Lok nicht ausreichend Batteriekapazität aufbieten können um einen Güterzug zu ziehen.
    Der schwerste in Deutschland fahrende Güterzug wiegt 6000 Tonnen.
    Das entspricht so in etwa 3000 Model 3 :) Die kommen mit ihrem 75 kWh-Akku ca. 500 Kilometer weit.
    Nehmen wir mal an du musst nur 100 Kilometer überwinden + Reserven - es ist nicht der schwerste Güterzug Deutschlands, dann brauchst du rein rechnerisch immer noch die Kapazität von etwa 600 Model 3, also 45000 kWh :)
    Bei einer Energiedichte von 150 Watt/kWh Akku würde ein entsprechender Akku 300 Tonnen wiegen.
    Die meisten Loks bei der DB haben ein Gewicht von etwa 80 Tonnen.
    Die Achlast auf den meisten Strecken der DB beträgt 20 Tonnen - das heißt eine Lok mit 80 Tonnen Gewicht (und da ist noch kein Akku drin) braucht bereits 4 Achsen.
    Für den Akku bräuchte man 15 Achsen.

    Also ein Lok damit auszustatten dürfte schon mal ausscheiden.

    Man könnte es wie bei den ICE machen und Triebwagen mit eigenen Motoren bauen und die Akkus dort einbauen.
    Das ist dann aber mit höherem Aufwand verbunden, man müsste alle Wagen so umrüsten das sie eine durchgehende Stomleitung von der Lok haben (bei Güterwaggons wird es eher schwierig mit eigenen Stromabnehmern).
    Außerdem würden die Güterwagen einen Teil ihrer Zuladung verlieren, da sie durch Akku und Antrieb schwerer werden würden - bei Personenwagen ist das egal, da hauptsächlich Luft transportiert wird, bei Güterwagen sieht das aber anders aus.
    > Alternativ frage ich mich aber auch, warum man die Strecken nicht einfach
    > noch weiter elektrifiziert. Im Vergleich zum reinen Trassenbau kann das ja
    > nicht so viel teurer sein, oder?

  15. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: chefin 09.09.20 - 16:03

    Batterie unabhängig von der technischen Machbarkeit sind einfach zu teuer. Bahntransport ist nicht wirklich billig, wenn man Einzelgüter transportiert. Bahn wird erst bei Massenware günstig. Und auch da müssen sie mit spitzem Stift kalkulieren.

    Würdest du einen TV kaufen, der typgleich ist, aber 50 Euro mehr kostet? Nur weil die schreiben: 100% elektrisch transportiert. Wenn ja, musst du die Frage noch beantworten, wieso du ein Elektroauto willst. Dann müsstest du konsequent auch alle fahrten mit der Bahn machen. Es macht ja keinen Sinn hier Geld auszugeben und dort das ganze wieder durch Dieselauto einzusparen.

  16. Re: Warum nicht Batterie?

    Autor: hjp 13.09.20 - 02:40

    Ich fürchte, einfach die Masse als Indikator für den Stromverbrauch zu nehmen, funktioniert nicht:
    Der Rollwiderstand von Stahl auf Stahl ist deutlich niedriger als der von Gummi auf Stahl.
    Der Luftwiderstand ist von der Masse unabhängig und hängt von Form und Querschnitt ab. Ein Tesla ist stromlinienförmig, ein Güterzug eher nicht. Dafür hat der Zug im Vergleich zur Länge einen sehr kleinen Querschnitt.

    Das wrid also kompliziert.

    Nehmen wir lieber direkt den Energieverbrauch pro Kilometer. Den weiß ich zwar auch nicht, aber den kann man besser schätzen. Eine Taurus-Lok hat eine maximale Leistung von 6.4MW. Nehmen wir mal an, dass sie bei 120 km/h die Hälfte davon braucht, dann verbraucht sie pro km 3.2MW * 30 s = 96 MWs = 26667 Wh. Ein Tesla braucht ca. 190 Wh/km. Somit braucht Lok ca. 140 mal so viel Akku wie der Tesla für die gleiche Reichweite.Das wären also ca. 70 Tonnen. Immer noch zuviel, aber schon nicht mehr so jenseitig.

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