Rekuperation

Technik ABC

R wie Rekuperation
Wer bremst, gewinnt!

Kräftig treten! Wer ein altes Fahrrad mit Dynamo hat, kennt den Bremseffekt des kleinen Stromgenerators: Die elektrische Energie zum Betrieb der Lichtanlage muss merklich erstrampelt werden. Aber das ist Vergangenheit. Inzwischen ersetzen moderne Nabendynamos die jaulende Rolle am Reifen. Im Elektroauto dagegen ist die alte, kraftzehrende Wirkung eines Generators willkommen und wirkt positiv: Sobald der Fahrer aufs Bremspedal tritt oder auch nur vom Gaspedal geht, bremst das Elektroauto stärker ab als ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Dies liegt an der Energierückgewinnung. Der Elektromotor fungiert beim Verzögern des Fahrzeugs als Dynamo, der die Bewegungsenergie der Räder in elektrische Energie (dreiphasigen Wechselstrom) umwandelt und über den integrierten Wechselrichter als Gleichstrom der Batterie zuführt. Die Batterie speichert diese elektrische Energie, die wiederum zum Fahren und Beschleunigen abgerufen werden kann. Rekuperation heißt dieses Rückgewinnungsprinzip in der Fachwelt; das kommt vom lateinischen recuperare und bedeutet so viel wie „wiedererlangen“.

Elektroautos sind also Bremsenergieverwertungsmaschinen. Konventionelle Autos werden im Gegensatz dazu ausschließlich über Scheiben und Trommeln abgebremst. Deren einziger Zweck ist es, Bewegungsenergie durch die Reibung der Bremsklötze in Wärmeenergie umzuwandeln. Neben dem Verbrennungsmotor, der im günstigsten Fall ein Drittel der im Kraftstoff enthaltenen Energie in Vortrieb umwandelt – der Rest muss mühsam über Kühler und Auspuff als Wärme abgeführt werden – ist das die zweite große Verschwendungsorgie im Standardauto.

Die Rekuperation im Elektroauto hat gleich mehrere Vorteile: Zuerst steigt der Komfort für den Fahrer. Wenn er vom Gas geht, bremsen die meisten Elektroautos bereits leicht ab. Vorausschauende und geschickte Fahrer können das Bremspedal so fast abschaffen. Der Fuß wird, gerade im Stop-and-go-Verkehr, merklich entlastet und zugleich sinkt der Bremsenverschleiß deutlich. Auch Elektroautos haben eine konventionelle Bremsanlage mit Scheiben oder Belägen. Sie wird aber je nach Fahrweise viel seltener oder gar nicht benutzt.

Zwar kann auch die Rekuperation immer nur einen Teil der Energie tatsächlich wieder in Vortrieb ummünzen. Das reicht aber, um die Effizienz von Elektroautos gerade dort überlegen zu machen, wo Autos mit Verbrennungsmotor am meisten verbrauchen: im Stadt- und Pendelverkehr, wo besonders häufig angefahren und gebremst wird. Und selbst auf der Autobahn wirkt sich die Rekuperation aus, weil schon kleine Geschwindigkeitsschwankungen ausgenutzt werden.