Schon oft schlug ich vor, unsere Elektrofahrzeuge leichter, kleiner und mit wenig Reichweite zu bauen. Dafür wollte ich diese aber in schnelle elektrische Züge verladen.
Kein Verkehrsmittel, außer Elon Musks Röhre, besitzt einen solch geringen Energiebedarf. Selbst Schiffe besitzen bei den üblichen Geschwindigkeiten einen höheren.
Hierzu einfache Berechnungen:
Um eine sehr hohe Taktrate zu erzielen, sehe ich leichte Massenverkehrsmittel vor. Mein eingliedriger "Zug" hat 10 Tonnen Masse, also ein Gewicht von 100.000 Newton.
Der Rollwiderstandsfaktor der Eisenbahn liegt bei 0,002, der ist sogar weiter verringerbar. Das ist etwa 1/10 des Rollwiderstands unserer voll aufgepumpten Elektroautos. Also
0,002*100.000N=200N . Schiebt man diesen 10 Tonnen-Wagen 50km weit, sind dazu 50.000m*200N=10.000.000J erforderlich, also knapp 2,8kWh.
Muss der Wagen dabei noch auf einen 100 Meter hohen Berg klettern, sind dazu 100m*100.000N=10.000.000J erforderlich, also ebenfalls knapp 2,8kWh, die aber fast voll, bei elektrischem Antrieb, zurückgewonnen werden. Beschleunigt man das Gefährt auf 40m/s, das sind 144km/h, ist dazu eine Energie aus der Batterie von
0,5 * 40²km²*10.000kg=8.000.000J=2,22kWh erforderlich, die beim Bremsen ebenfalls zurückgewonnen werden.
Das Einzige, was noch ins Gewicht fällt, ist der Luftwiderstand, den man aber bei einem Durchmesser des Wagens von 2,5 Metern und 20 Metern Länge optimal gering halten kann, cw-Wert unter 0,1. Also, 4,9m² Frontfläche mal 0,1 mal 40²m²/s² mal 0,5 *1,3kg/m³ macht zusammen ca 510 N. Das ist zwar viel, aber so schnell muss man den Waggon ja nicht unbedingt fahren lassen, wenn man Energie sparen will.
Also, bei 144km/h Dauergeschwindigkeit kommen ca 7kWh hinzu. Also alles überaus wenig. Man beachte, ein normaler, kleiner Elektroautoakku reicht und die Rekuperation und die Lebensdauer der Batterie kann man noch überaus stark verbessern, indem man zwei gegenläufige Schwungräder im Elektroeisenbahnwaggon unterbringt.
Die können dann nebenbei für eine überaus rasante Beschleunigung sorgen, sodass sich die Fahrgäste anschnallen müssen. Ein 100kg -Elektromotor bringt es problemlos auf über 1000kW.
Auch zu bedenken ist, dass man im Bereich um die Haltestellen eine Oberleitung anbringen würde, die eigentlich nicht einmal die Batterien aufladen müsste, sondern es reicht, nur die Beschleunigungsenergie einzuspeisen. Beim Bremsen werden die Batterien hinreichend aufgeladen.
Also, auch den Ingenieuren von Bombardier ist das aufgegangen und nun erwarte ich eine Revolution auf der Schiene und damit auch irgendwann auf der Straße, die sich merklich leert. Staus? Was ist das?
Elons Röhre bekommt Konkurrenz und auch der Flugverkehr wird teilweise ersetzt werden.
Kein Verkehrsmittel, außer Elon Musks Röhre, besitzt einen solch geringen Energiebedarf. Selbst Schiffe besitzen bei den üblichen Geschwindigkeiten einen höheren.
Hierzu einfache Berechnungen:
Um eine sehr hohe Taktrate zu erzielen, sehe ich leichte Massenverkehrsmittel vor. Mein eingliedriger "Zug" hat 10 Tonnen Masse, also ein Gewicht von 100.000 Newton.
Der Rollwiderstandsfaktor der Eisenbahn liegt bei 0,002, der ist sogar weiter verringerbar. Das ist etwa 1/10 des Rollwiderstands unserer voll aufgepumpten Elektroautos. Also
0,002*100.000N=200N . Schiebt man diesen 10 Tonnen-Wagen 50km weit, sind dazu 50.000m*200N=10.000.000J erforderlich, also knapp 2,8kWh.
Muss der Wagen dabei noch auf einen 100 Meter hohen Berg klettern, sind dazu 100m*100.000N=10.000.000J erforderlich, also ebenfalls knapp 2,8kWh, die aber fast voll, bei elektrischem Antrieb, zurückgewonnen werden. Beschleunigt man das Gefährt auf 40m/s, das sind 144km/h, ist dazu eine Energie aus der Batterie von
0,5 * 40²km²*10.000kg=8.000.000J=2,22kWh erforderlich, die beim Bremsen ebenfalls zurückgewonnen werden.
Das Einzige, was noch ins Gewicht fällt, ist der Luftwiderstand, den man aber bei einem Durchmesser des Wagens von 2,5 Metern und 20 Metern Länge optimal gering halten kann, cw-Wert unter 0,1. Also, 4,9m² Frontfläche mal 0,1 mal 40²m²/s² mal 0,5 *1,3kg/m³ macht zusammen ca 510 N. Das ist zwar viel, aber so schnell muss man den Waggon ja nicht unbedingt fahren lassen, wenn man Energie sparen will.
Also, bei 144km/h Dauergeschwindigkeit kommen ca 7kWh hinzu. Also alles überaus wenig. Man beachte, ein normaler, kleiner Elektroautoakku reicht und die Rekuperation und die Lebensdauer der Batterie kann man noch überaus stark verbessern, indem man zwei gegenläufige Schwungräder im Elektroeisenbahnwaggon unterbringt.
Die können dann nebenbei für eine überaus rasante Beschleunigung sorgen, sodass sich die Fahrgäste anschnallen müssen. Ein 100kg -Elektromotor bringt es problemlos auf über 1000kW.
Auch zu bedenken ist, dass man im Bereich um die Haltestellen eine Oberleitung anbringen würde, die eigentlich nicht einmal die Batterien aufladen müsste, sondern es reicht, nur die Beschleunigungsenergie einzuspeisen. Beim Bremsen werden die Batterien hinreichend aufgeladen.
Also, auch den Ingenieuren von Bombardier ist das aufgegangen und nun erwarte ich eine Revolution auf der Schiene und damit auch irgendwann auf der Straße, die sich merklich leert. Staus? Was ist das?
Elons Röhre bekommt Konkurrenz und auch der Flugverkehr wird teilweise ersetzt werden.