Das ist natürlich nichts Neues. Hybridfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge mit Range-Extender beruhen genau auf dieser Überlegung. Die Vorteile liegen auf der Hand: Durch die gering dimensionierte, aber vorhandene Batterie, können kurze Strecken direkt mit deren Kapazität zurückgelegt werden. Zudem hat man den Vorteil, das beim Bremsen Energie zurückgewonnen werden kann, was die Energieeffizienz enorm erhöht. Wird nun eine längere Strecke gefahren, so wird die Stromerzeugung aktiviert. Diese generiert eine konstante Leistung, ganz unabhängig davon wie viel Leistung gerade für den Antrieb verbraucht wird. Überschüssige Leistung dient zum Laden der Batterie. Und wenn eine Lastspitze zB. beim Beschleunigen mehr Leistung verlang als die Stromerzeugung liefert, kann dies ebenso von der Batterie gepuffert werden. In Summe benötigt man also einen wesentlich kleineren Energieerzeuger als heutige Autos, da keine kurzzeitigen Lastspitzen abgedeckt werden müssen, sondern nur die Energie über die gesamte Fahrzeit (minus der Batteriekapazität) erzeugt werden muss.
Soweit so gut. Aber wie soll dieser 'Energieerzeuge' aussehen? Bisher wurden natürlich kleine Hubkolbenmotoren eingesetzt, weil diese Technik den Fahrzeugherstellern zur Verfügung steht und ohne großen Aufwand genutzt werden kann. Es gibt aber auch schon Kleinserien, bei denen ein Wankelmotor, also eine Rotationskolbenmaschine, die Energie liefert. Und genau in diese Richtung wird die Entwicklung gehen. Weg von den oszillierenden Bewegungen der Kolben, hin zu einem direkt rotierenden Antrieb, der ohne Getriebe einen Generator antreiben kann. Auf diese Weise hat man weniger bewegliche Teile die Reibung erzeugen und es entstehen kaum Vibrationen. Auch die Kraft um die Kolben zu beschleunigen entfällt, da das System eine konstante Drehzahl hat. Was den weiteren Vorteil mit sich bringt, dass alles auf diesen Lastpunkt optimiert werden.
Hier stellt sich die Frage: Welche Verbrennungskraftmaschine erzeugt eine direkte Drehung und besitzt eine hohe Leistungsdichte? Die Turbine! Nicht umsonst ist sie in Flugzeugen und Helikoptern im Einsatz, wo Gewicht eine wesentliche Rolle spielt. Und auch, wenn der Gedanke zuerst befremdlich wirkt, ich glaube dass Turbinen zur Stromerzeugung in Fahrzeugen die perfekte Lösung sind.Wenn man die Automobilhersteller kennt, weiß man wie vorsichtig und konventionell die Entwicklung neuer Fahrzeugkonzepte betrieben wird. Und natürlich zurecht, denn die Entwicklung verschlingt enorme Summen und eine gescheiterte Serie oder eine Rückrufaktion erst recht. Aber, bereits in aktuellen Fahrzeugen schlummert eine Gasturbine. Nämlich der Abgasturbolader. Das Know-How über die Auslegung, Konstruktion und Materialien ist also im Fahrzeugbau bereits vorhanden! Alles was noch fehlt, ist der Generator auf der Turbinenwelle. In der Formel 1 wird dieser ab 2014 erlaubt sein. Und was das bedeutet, zeigt besonders gut das ein Zitat von Andy Corwell (engineering director of Mercedes AMG High Performance Engines): 'If you allow a group of Formula 1 engineers to turbocharge an engine, and you don't put technical constraints to it, you' ll end up with a very big project. You' ll have a gas turbine on the back end and it' ll be an external cumbustion engine.' (www.racecar-engineering.com)
Auch aus elektrischer Sicht macht eine Turbine Sinn, Denn ein schnell laufender Generator baut bei gleicher Leistung wesentlich kleiner als ein Generator mit kleiner Drehzahl und hohem Drehmoment. Wenn es also so kommt wie ich glaube, werden wir in einigen Jahren elektrische Autos haben, die mit einer Turbine an Board die Reichweiten von konventionellen Autos erreichen!
So ähnlich kann man das sogar schon in der englischen Wikipedia lesen:
'Gas turbines offer a high-powered engine in a very small and light package. However, they are not as responsive and efficient as small piston engines over the wide range of RPMs and powers needed in vehicle applications. In series hybrid vehicles, as the driving electric motors are mechanically detached from the electricity generating engine, the responsiveness, poor performance at low speed and low efficiency at low output problems are much less important. The turbine can be run at optimum speed for its power output, and batteries and ultracapacitors can supply power as needed, with the engine cycled on and off to run it only at high efficiency.Turbines have historically been more expensive to produce than piston engines, though this is partly because piston engines have been mass-produced in huge quantities for decades, while small gas turbine engines are rarities; however, turbines are mass-produced in the closely related form of the turbocharger.'links:
