Diesel-Loks ersetzen durch BEV-Loks?

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Re: Diesel-Loks ersetzen durch BEV-Loks?

Beitragvon Super-E » Do 19. Apr 2018, 13:30

Diese Fragestellung ist ziemlich generell und man muss sich erstmal die Frage stellen – was will ich genau? Eine Güterzuglokomotive für die USA mit Akku wird ziemlich schwierig werden. Aber für andere Bereiche kann ich mir das sehr gut vorstellen. In der Bahnindustrie werden viele Fahrzeuge/Loks sehr anwendungsspezifisch ausgelegt (gerade bei Triebzügen). Das ist nicht wie in der Autoindustrie oder bei LKWs, wo man mit einem Fahrzeug überall fahren kann wo es eine Straße gibt.

Ich könnte mir sehr gut eine Lok bzw. einen Triebzug vorstellen, die über Pantographen und Akku betrieben werden. Bei einer Lok wäre das natürlich nicht so, dass diese 500km am Stück mit Akku fährt, sondern das sie in der Lage ist sehr begrenzte nicht elektrifizierte Teilstrecken zurückzulegen. Natürlich werden das keine starken Steigungsstrecken sein. Diese sollte man dann eher elektrifizieren. Das wäre durchaus nützlich um auch auf nicht elektrifizierte Nebenstrecken ausweichen zu können. Das könnte sich dann rechnen, wenn man sich dann Trassengebühren einsparen kann.

Zu den Akkus. Hier kann man über die Leistungsanforderungen nicht einfach TESLA Technik skalieren. Man würde vermutlich eher zu einer LiFePO4 Chemie zurückgreifen. Zum einen weil sie locker mal 10C vertragen kann, aber auch weil sie viel mehr Zyklen aushält. Da kommt man bei 1MWh auf ca. 10t.

Zum Energie/Leistungsbedarf. Ein 1500t Güterzug hat bei 100km/h bereits ca. eine kinetische Energie von 190kWh. Zudem muss kontinuierlich der Luftwiderstand kompensiert werden. Rollreibung kann man nahezu vernachlässigen. Bei einem Triebzug ist das natürlich deutlich weniger und auch der Luftwiderstand ist kleiner, sofern er nicht in den Hochgeschwindigkeitsbereich geht. Die dafür tauglichen Strecken sind aber alle elektrifiziert. Also wäre der Anwendungsfall eher der kurze Dieselregionaltriebzug, oder Schienenbus (Desiro Classic, etc.) Die haben eher so 100t und ca. 500kW Antriebsleistung (als Diesel für 120km/h).

Wenn ich einen Regionaltriebzug so konzipiere, dass er an einzelnen Haltestellen punktuell nachlädt und dann immer nur einige Kilometer elektrisch fährt, sollte das ohne weiteres machbar sein. Die Frage ist nur wie viele Zyklen da in kürzester Zeit zusammenkommen und wie lange der Akku dann hält. Bei den Akkutramkonzepten wird nur ein sehr kleines Fenster des Akkus benutzt um eine entsprechende Lebensdauer zu erreichen.
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Re: Diesel-Loks ersetzen durch BEV-Loks?

Beitragvon mweisEl » Do 19. Apr 2018, 14:10

Ja, für Treibwagenzüge wären das System sehr geeignet. Herkömmliche Akkumulatortriebwagen waren viele Jahrzehnte bei der DB im Einsatz, die "modernsten" von 1955 bis 1995.
https://de.wikipedia.org/wiki/DB-Baureihe_ETA_150

... einen Aktionsradius, der je nach Streckenprofil (Steigungen und Gleisbögen), Fahrgeschwindigkeit und beförderten Passagieren zwischen 350 und 400 km liegen konnte.

Die Batterie bestand aus 220 Zellen mit 440 V. Sie belieferte den Antrieb sowie Hilfsbetriebe/Hilfseinrichtungen und musste alle vier Jahre erneuert werden. Als man 1965 begann, im Austausch die so genannten Panzerplatten-Batterien zu installieren, gelangen weitere Leistungserhöhungen. Beginnend mit ETA 150 501 konnte der Spitzenwert von 603 kWh erreicht werden [Gewicht ca. 22t]. Die Batterie ließ sich mithilfe eines Hauptschalters von allen Verbrauchern trennen. Für die Aufladung von ortsfesten Ladeanlagen aus waren an den Wagenlängsseiten Steckdosen vorgesehen. Stecker und Kabel stellten die weitere Verbindung her. Ein motorisch angetriebenes, mit einer Feinabstimmung von 84 Stufen (darunter sechs Dauerfahrstufen) versehenes Nockenschaltwerk übernahm die Zugkraftsteuerung. Der für den Schaltwerkantrieb verwendete Servomotor wurde über einen Steuerstromfahrschalter via Relais und eine automatische Fahrstromüberwachung gesteuert. Als Fahrmotoren dienten vierpolige Gleichstrom-Reihenschlussmotoren.


Man stelle sich das mit heutigen Akkus, Steuerungen und E-Motoren vor.

Zum Nachladen aus der Fahrleitung wurden vor ca. 90 Jahren heute etwas umständlich erscheinende Konzepte realisiert:

Auf der 1930 elektrifizierten Strecke Madras - Tambaran wurden vier Loks eingesetzt, die einen "Battery Tender" mitschleppten bzw. an geeigneter Stelle ankuppelten, der unter Fahrleitung geladen wurde und bei den Nahgüterzügen auf den Unterwegsbahnhöfen das Rangieren ermöglichte, ohne, dass alle Bahnhofs- und Anschlussgleise mit Fahrleitungen überspannt waren, was bereits damals unwirtschaftlich erschien. Die Battery Tenders wogen 21 t (davon Batterieanlage ca.11t) und lieferten bei einer Spannung von 440 V eine Kapazität von 158 kWh.
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Re: Diesel-Loks ersetzen durch BEV-Loks?

Beitragvon AbRiNgOi » Do 19. Apr 2018, 16:00

Hi,

ich denke das das Fenster in dem sich eine BEV Lokomotive rechnet sehr gering ist.
Generell ist es wichtig zu wissen, auf welcher Streckenlänge sind wie viele Fahrzeuge unterwegs.
Wenn ich eine hohe Zugs-dichte habe wird wohl die Elektrifizierung mit Oberleitung die erste Wahl sein, weil da kommen viele Lokomotiven auf recht wenig Oberleitung. Das ist das obere Ende.

Wenn es dann aber weniger Züge pro Kilometer sind, steht förmlich die Oberleitung sinnlos herum. Hier ist es besser, in die wenigen Lokomotiven als in die Infrastruktur zu investieren.

Wenn es aber gaaaanz wenige Lokomotiven sind, wird der Diesel die beste Wahl sein, weil die sind in der Anschaffung billig und es benötigt kaum eine weitere Infrastruktur wie Ladestellen und deren Zuleitungen. Die höheren Betriebskosten gehen bei den wenigen gefahrenen Kilometern dann unter. Früher oder später wird eine solche Bahn aber dann eh eingestellt.

Oder wenn wichtig genug mit Oberleitung Elektrifiziert, Ulm - Lindau...
Ausbau und Elektrifizierung

Heute ist die Württembergische Südbahn eine der wenigen nicht elektrifizierten zweigleisigen Hauptbahnen in Süddeutschland. Eine Elektrifizierung inklusive der Weiterführung nach Lindau ist beschlossen.[13] Ein Ausbau soll das Potenzial für den Güterverkehr erschließen und eventuell auch wieder mehr Fernzüge auf die Strecke bringen, nachdem zurzeit (2011 wie auch 2017) nur ein Intercity-Zugpaar verkehrt. Im Bundesverkehrswegeplan 2030 wird für diese Maßnahme ein Nutzen-Kosten-Verhältnis von 2,7 angegeben.[14] Es ist im vordringlichen Bedarf enthalten
Quelle:https://de.wikipedia.org/wiki/Bahnstrecke_Ulm%E2%80%93Friedrichshafen

Daher meine ich das Fenster zwischen hoher Auslastung und daher Oberleitung und ganz geringer Auslastung und daher Diesel ist sehr klein. Aber irgendwo findet sich sicher ein Fahrprofil wo es passt. Möglich ist es sicher. Und wenn es die Zillertalbahn schafft, auf H2 zu gehen, sollte der Invest für BEV genauso möglich sein.
ZOE Live 6/2013 * Ladegerät 60.500km * AHK legal Typisiert 18.07.2017 * neuer Motor 71.250km
Vertrag für 40kWh Batterie am 05.03.2018 abgeschlossen.
Aktuell: 75.500 km
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Re: Diesel-Loks ersetzen durch BEV-Loks?

Beitragvon Super-E » Do 19. Apr 2018, 17:01

Wenn man jetzt mal den Regionalverkehr betrachtet, dann lohnt sich der sowieso nicht. Das sind immer von den Ländern ausgeschriebene Strecken. Und man kann natürlich entweder in der Ausschreibung eine Dieselalternative verlangen, oder für die Verwendung von Diesel einen Strafzuschlag rechnen.

Ansonsten gibt es immer die Möglichkeit über Steuern, bzw Gebühren hier regelnd einzugreifen (bzw. die Trassennutzungsgebühren für Diesellokomotiven anheben)

Ansonsten gibt es da schon Projekte:

InterCity in China:
http://www.railwaygazette.com/news/trac ... -test.html
Australien
http://www.railwaygazette.com/news/trac ... kland.html

Irland und UK sind eh gar nicht oder sparsam elektrifiziert. da gibt es also auch Projekte:

https://www.businessgreen.com/bg/news/2 ... ered-train
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Re: Diesel-Loks ersetzen durch BEV-Loks?

Beitragvon AndreR » Do 19. Apr 2018, 17:15

So, wie ich das in BaWü verstanden habe, müssen die Betreiber ihr Rollmaterial vom Staat leasen. Die Loks und Wagen gehören jedoch Baden-Württemberg.
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Re: Diesel-Loks ersetzen durch BEV-Loks?

Beitragvon BernhardLeopold » Do 19. Apr 2018, 21:48

Gibt es eigentlich Hybrid-Loks? Für Regionalverkehr mit kurzen Haltestellenabstand wäre das doch eine vernünftige Lösung, um die riesige kinetische Energie zurückzugewinnen und beim Anfahren die Rußwolke zu entschärfen.
Graz, Österreich - ZOE Life 04/2013 - Model 3 reserviert
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Re: Diesel-Loks ersetzen durch BEV-Loks?

Beitragvon Lokverführer » Do 19. Apr 2018, 21:58

Ja als Rangierlok, elektrisch bremsen kann die aber nicht!
http://www.alstom.com/de/products-servi ... ttform-h3/
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Re: Diesel-Loks ersetzen durch BEV-Loks?

Beitragvon eDEVIL » Fr 20. Apr 2018, 11:46

Wie würde man die Reku bei der Rangierlok sinnvoll realisieren können? Ist es denn von der Bremsleistung her überhaupt praktikabel?
Verwendung korrekter physikalischer Einheiten
"Online" heißt nicht, das ich gerade hier im Forum aktiv bin.

.
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Re: Diesel-Loks ersetzen durch BEV-Loks?

Beitragvon AndreR » Fr 20. Apr 2018, 12:22

Vermutlich kaum. Die Lokbremse hat gerade bei schweren Zügen kaum Einfluss. Da wäre eher ein komplettes Umdenken erforderlich: Lokomotive ganz weg lassen und jeden Wagen einzeln leicht motorisieren.
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Re: Diesel-Loks ersetzen durch BEV-Loks?

Beitragvon Super-E » Fr 20. Apr 2018, 12:48

Meines Wissens nach entwickelt Siemens für U-Bahnen eine Elektrodynamische Bremse, die bis zum Stillstand wirkt. Ansonsten ist Rekuperation bei normalen Geschwindigkeitenbei E-Loks eine geile Sache. Wenn man z.B. den Brenner runterfährt und die Lok kontinuierlich über einen MW in die Oberleitung einspeist. Wenn es der Lokführer gut macht braucht er gar keine Reibungsbremse trotz des anschiebenden Zugs. Bei einer Schnellbremsung hingegen läuft das natürlich über die indirekte pneumatische Bremse. Die ist aber sehr träge...

Zum Thema Hybridlokkonzepte und Loks für elektrisches rangieren wurde auf der letzten Innotrans auch einiges ausgestellt...
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