E-Auto
Batterie

One Pedal Driving
Rekuperation

Ladestation

Wallbox

Carport mit
Ladestation

Dörpsmobil

E-Auto als
Stromspeicher

Ladepunkt
Ladestandort

Hybridauto
Mild - Voll - Plug-in

Brennstoff-
zellenauto

E-Bike / Pedelec

   E-Motorrad

  Hybrid-Streetbike

 Brennstoffzellen-
Motorrad

Alternative
H2-Motor

E-Lkw

Brennstoffzellen-
Lkw

E-Bahn

 Straßenbahn

O-Bus

E-Bus

E-Schiff

Seltene Erden        

        

E-Mobilität (E-Mobility) ist der Sammelbegriff für die Nutzung von einem E-Auto, Hybridauto, Brennstoffzellenauto, E-Bike oder Pedelec, E-Motorrad, Hybrid-Streetbike, Brennstoffzellenmotorrad, sowie E-Lkw, Brennstoffzellen-Lkw, E-Bahn, Staßenbahn, O-Bus, E-Bus und E-Schiff. Diese werden ganz oder teilweise elektrisch angetrieben und beziehen ihre Energie überwiegend aus dem Stromnetz. Sie können auch einen Energiespeicher haben. Überwiegend fahren Elektroautos (leise, effizient und emissionsarm) in Städten (Taxen, Lieferdienste, Carsharing).
Das Gelingen der E-Mobilität hängt stark von Seltene Erden ab.
Die Menschen in der Stadt leben viel leichter autofrei als auf dem Land. Der Grund ist darin zu finden, dass ein jahrzehntelanger Rückbau weniger genutzter Bahnlinien und eine Verkehrsplanung einseitig auf das Auto gesetzt wurde. Der Bundesverkehrswegeplan muss grundlegend überarbeitet werdem. Dabei steht der Ausbau der Bahn in den Mittelpunkt stellen. Aber auch auf dem Lande muss die Verkehrsinfrastruktur (Februar 2024) und die Mobilität durch Busse (z. B. Linienbusse und Rufbusse) verbessert bzw. gefördert werden.. Hier spielt auch das E-Auto als Zubringer zu Verkehrsknoten (Bahnhöfe, Flughäfen) weiter eine Rolle. Aber es muss nicht das eigene Auto sein. Autos lassen sich leicht teilen (z. B. Fahrgemeinschaften digital organisieren). Zunehmend wird das Carsharing auch auf dem Lande durch Dörpsmobile angeboten, mit denen die Mobilität verbessert wird. Aber auch mit einem E-Bike bzw. Pedelec und der Tritt in die Pedale verlieren auf längeren Strecken auf dem Land (20 Kilometer, Wind von vorne) ihre Schrecken, wenn ein E-Motor das Fahren unterstützt.

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Elektromobilität: viele Optionen für heute und morgen
Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien e.V.

Zehn Fakten zu Sektorenkopplungs-Technologien
unendlich-viel-energie.de - Agentur für Erneuerbare Energien e.V.

E-Mobilität in der Praxis
WTSH Wirtschaftsförderung und Technologietransfer Schleswig-Holstein GmbH
Was Sie über Elektromobilität wissen sollten
Infineon Technologies AG


Wie werden Fahrzeuge in Zukunft angetrieben?
Christian Bach, Schweizer Monat - SMH Verlag AG
Die E-Mobilität nimmt Fahrt auf
E.ON SE
Elektromobilität: die wichtigsten Fragen und Antworten
Greenpeace e. V.
Das Auto der Zukunft – Mobilität im Jahr 2030
Infineon Technologies AG

E-Auto
Äußerlich unterscheidet sich das E-Auto (EV [Electric Vehicle] - BEV [Battery Electric Vehicle]) nicht vom Verbrenner-Auto. An den fehlenden Motorengeräuschen und Abgase sowie durch ein E-Kennzeichen kann man es erkennen.

Metalle der Seltenen Erden in Elektroautos
Agence France-Presse

Erst ein Blick unter die Karosserie zeigt den Unterschied. Der Antrieb ist auf Strom ausgerichtet und benötigt dafür Akku und E-Motor. Das Herzstück ist der Akku, dessen gespeicherte Energie weitere Komponenten versorgt. Elektromotoren erzeugen durch elektromagnetische Energie Bewegung, wodurch E-Autos angetrieben werden.
In den Traktionsbatterien (Lithium-Ionen-Akkus) wird Energie gespeichert und bei Bedarf über chemische Prozesse freigegeben.
Ein Getriebe und eine Schaltung benötigen E-Autos nicht.

Komponenten des Elektroantriebs
• Akku: Der Akku bzw. die Batterie (Energiespeicher) speichert Energie zwischen und gibt diese bei Bedarf wieder ab. Der Vorgang erfolgt durch einen chemischen Prozess. Derzeit verwenden die meisten Fahrzeughersteller und Zulieferer die Lithium-Ionen-Batterie mit Nickel-, Mangan- und Kobalt-Anteilen (NMC). Alternativ wird auf die Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LFP) gesetzt. Ab 2025 ist mit den ersten Feststoffakkus im Automobil zu rechnen.
Außerdem gibt es eine 12-Volt-Starterbatterie, die das Hochvoltsystem des Autos vor Fahrtbeginn aktiviert und Verbraucher (Steuergeräte, Beleuchtung, Infotainment) mit Energie versorgen. Ohne Starterbatterie (leer oder defekt) kann ein E-Auto nicht gestartet werden.

• Elektromotor: Der E-Motor besteht in der Regel aus zwei Magneten, welche aus elektrischer Energie über ein Magnetfeld mechanische Energie erzeugen. Durch den Magnetismus stoßen sich dabei gleiche Pole ab, während sich ungleiche Pole anziehen. Durch den Aufbau von Elektromotoren wird diese Energie in eine Drehbewegung konvertiert, welche das Fahrzeug antreibt. Zur Kühlung werden Luft- oder Wasserkühlungssysteme genutzt. Generell sind Elektromotoren entweder Gleichstrommotoren oder Wechselstrommotoren.
• Leistungselektronik: Durch sie kommunizieren Akku und Motor miteinander. Sie wandelt zudem den Strom so um, wie er gerade vom Motor benötigt wird. Die Leistungselektronik besteht aus einem sogenannten Inverter sowie einem Spannungswandler. Der Inverter regelt und überwacht den Elektromotor und sorgt für die anforderungsgerechte Drehmomentversorgung und Drehzahlsteuerung des E-Antriebsstrangs.
Batteriemanagementsystem (BMS): Das BMS sitzt in den Akkus. Es ist das "Gehirn" der Hochvoltbatterie. Es überwacht die Zustände der Zellen während des Betriebs und beim Laden. Beim Laden gibt das BMS auf Basis verschiedener Umgebungsdaten die mögliche Ladeleistung, besonders beim Schnellladen, vor.
• Kühlsystem: Das Kühlsystem (Thermomanagement) hält die Temperatur des Elektromotors, der Leistungselektronik und des Akkus in einem optimalen Bereich.
Die Batteriekühlung sorgt dafür, die Li-Ionen-Batterie in einem optimalen Temperaturbereich zu halten. Damit ein E-Auto mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden kann, ist es notwendig, die Temperatur des E-Motors, der Leistungselektronik und der Batterie in einem optimalen Temperaturbereich zu halten. So müssen E-Motor und Leistungselektronik stets gekühlt werden, während die Batterie situationsbedingt entweder gekühlt oder beheizt werden muss. Für die Kühlung der Li-Ionen-Batterie und der Leistungselektronik müssen Temperaturen unter 40 °C realisiert werden. Um das zu erreichen, bedarf es eines ausgeklügelten Thermomanagement-Systems. Hier werden zwei verschiedene Systeme unterschieden. Der Kältemittel-basierende Kreislauf (direkte Batteriekühlung) und der Kühl- und Kältemittel-basierende Kreislauf (indirekte Batteriekühlung).

Der Elektroantrieb: So funktioniert ein Elektroauto
Allgemeiner Deutscher Automobil-Club e.V. (ADAC)
Elektroauto Aufbau: Motor, Akku & Co.
Felix Bahr, emobility-magazin - mediaworx berlin GmbH
E-Auto-Übersicht: Alles, was Sie wissen müssen
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Batterien für Elektroautos: Faktencheck und Handlungsbedarf
Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI
Feststoffbatterien:
E-Autos mit über 1.000 km Reichweite und
500.000 km Lebensdauer möglich

VDI Verlag GmbH - VDI Verlag GmbH

Besonderheiten - One Pedal Driving und Rekuperation
Beim One Pedal Driving (Ein-Pedal-Fahren) beschleunigt und bremst man das E-Auto mit nur einem Fahrpedal (Gaspedal). Das Abbremsen des Fahrzeugs geschieht, indem man den Fuß vom Pedal nimmt. Mithilfe der Rekuperation (Rückgewinnung, Rückspeisung) wird die Bremsenergie der Motorbremse der E-Auto-Batterie zugeführt, wodurch die Reichweite erhöht wird.
Wenn man das One Pedal Driving beherrscht, kommt das Auto bei der Freigabe des Fahrpedals (E-Pedal) ganz zum Stillstand. Im ZOE-Forum wird berichtet, dass durch den wenigen Gebrauch des Bremspedals die Bremsscheiben verrosten. Ein Tipp, kurz vor dem Ampelhalt die Bremse betätigen. Das freut auch den folgenden Autofahrern, weil dann das Bremslicht in Betrieb ist. Die neuen E-Automodelle haben auch im Motorbremsenmodus ein Bremslicht. Für Notbremsungen muss natürlich nach wie vor die Bremse betätigt werden.
Mit dem B-Modus ist das One Pedal Driving möglich. Dabei wird nur das Fahrpedal betätigt und die Rekuperationsverzögerung tritt in Aktion.
Der B-Modus gehört bei meinem ZOE zur Serienausstattung und ist ab einer Fahrgeschwindigkeit von 7 km/h aktiv. Der Fahrer beschleunigt und bremst dann fast ausschließlich über das Fahrpedal (Gaspedal). Das Fahrzeug kann zudem auf Gefällstrecken durch Loslassen des Fahrpedals verzögern, ohne dass das Bremspedal benutzt werden muss. Je nach Grad der Verzögerung steuert das System die Bremslichter an, damit nachfolgende Verkehrsteilnehmer reagieren können. Ein Rekuperations-Programm ermöglicht, das noch mehr Energie zurückgewonnen wird, sich die Reichweite steigert und den Fahrkomfort erhöht. Besonders im Stadtverkehr, Stau und Stop-and-go-Verkehr entfällt das Bearbeiten der Pedale.


ZOE-Cockpit


Fahrstufen-/Moduswahl

Ich konnte mir nicht vorstellen, dass mein Umstieg nach 60 Jahre Schaltgetriebe meiner Verbrenner auf das E-Auto so viel Fahrspaß bereitet. Ich war schon bei der Probefahrt begeistert.
Auch wenn ich jetzt nicht mehr sehr hohen Geschwindigkeiten fahren kann, genieße ich das ruhige Fahren mit meinem Renault Zoe Intens R135 Z.E. 50, der nur 140 km/h schafft, was ich auf den Gemeinde-, Kreis- Land- und Bundesstraßen sowieso nicht benötige. Ich fahre meistens mit dem Eco-Modus
*, der nur zum Überholen abschaltet wird und dann geht das Auto im Sport-Modus bzw. D-Modus wie eine "Rakete" ab ;>))
* Eco-Modus ist eine künstliche Reduzierung der Leistung. In dem Modus ruft der Motor im Gegenstz zum D-Modus nicht die volle Leistung ab, was wiederum für einen geringeren Verbrauch sorgt. Der Eco-Modus optimiert bzw. reduziert die Beschleunigung und die Geschwindigkeitsregulierung. Besonders im Stadtverkehr, Stau und Stop-and-go-Verkehr verzichtet man mit dem Eco-Modus nicht auf Fahrvergnügen, spart aber wie der B-Modus Strom.

ZOE-Modussschaltung
Renault Deutschland AG.

One Pedal Driving und Rekuperation
Renault Deutschland AG

One Pedal Driving: Definition, Funktionsweise und Tipps
emobility-magazin.com - mediaworx berlin GmbH
Rekuperation
EnBW Energie Baden-Württemberg AG
Rekuperation oder Energierückgewinnung beim E-Auto: Was ist das?
elektroauto-news.net - SH Webdienstleistungsgesellschaft mbH

Ladestation für zu Hause

Wer sich für ein E-Auto entscheidet, muss sich mit der neuen oft unbekannten Technik befassen. Dazu gehören besonders die Lademöglichkeiten. Diese können durch eine eigene Ladestation zu Hause (Wallbox) oder aufgrund der oft noch geringen Reichweiten der E-Autos unterwegs an Ladepunkte erfolgen.

Vor der Anschaffung einer Ladestation muss der Elektriker mit dem Netzbetreiber abstimmen, welche Anschlussleistung die Ladestation am Aufstellort haben muss, um Netzprobleme zu vermeiden. Die Installation muss durch einen im Installateurverzeichnis des Energieversorgersunternehmens (EVU) eingetragenen Elektrikers durchzuführen, da dieser auch die Anmeldung bzw. die Genehmigung beim Netzbetreiber vornehmen bzw. beantragen muss.


Passende Wallbox finden
Quelle: garage-und-carport.de - Anondi GmbH

Je nach Ladeleistung der Wallbox kann eine Anmeldung oder eine Genehmigung notwendig werden.
Eine Station bis einschließlich 3,7 kW Ladeleistung benötigt einen überprüften Haushaltssteckdosen-Stromkreis.
Hat die Station eine Ladeleistung über 3,7 kW bis einschließlich 11 kW muss sie beim Netzbetreiber angemeldet werden, da dann üblicherweise ein Drehstromanschluss zum Einsatz kommt.
Bei einer Ladeeinrichtung über 11 kW muss die Station vom Netzbetreiber genehmigt werden.

Wohnungs- oder Hausmieter benötigen eine Genehmigung des Vermieters, bevor eine Wallbox eingebaut wird.
In Mehrfamilienhäuser mit Eigentumswohnungen muss nach der aktuellem Wohneigentumsgesetz muss eine Ladestation mit einer einfachen Mehrheit in der Eigentümerversammlung die Station genehmigt werden. Wenn einem Besitzer oder Mieter ein eigener Parkplatz zugewiesen ist, dann besteht ein eigener Anspruch auf eine Wallbox, der von der Eigentümergemeinschaft nicht abgelehnt werden darf.

Elektromobilitaet: Öffentliche Ladeinfrastruktur
Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen

Wallbox installieren - Voraussetzungen, Kosten & Tipps
Bosch Thermotechnik GmbH
Ladestation fürs E-Auto zu Hause einrichten
Mein EigenHeim - J. Fink Verlag GmbH & Co. KG

Wallbox

Eine Wallbox (Wand-Ladestation, Wall Connector) ist eine kompakte, kleine Ladestation für E-Autos, die man zu Hause und/oder am Arbeitsplatz nutzen kann. In der Regel wird sie an einer Wand in einem Carport oder in einer (Tief-)Garage montiert.
DC- oder AC-Wallboxen laden ein Elektrofahrzeug bedeutend schneller gegenüber einer handelsübliche Haushaltssteckdose. Das Laden eines E-Autos über eine Steckdose benötigt meistens bis zu zehnmal mehr Zeit als über eine Wallbox.
Das Laden über eine Wallbox ist am sichersten. Die Haushaltssteckdosen sind für solche Strommengen nicht ausgelegt. Die Kombination aus langer Ladedauer und großen Strommengen kann dazu führen, dass eine Überhitzung auftritt. Hierbei besteht oftmals erhöhte Brandgefahr. Deswegen sollte das Laden eines E-Autos über eine normale Haushaltssteckdose nur in absoluten Notladesituationen durchgeführt werden. Und auch nur dann, wenn keine Wallbox oder öffentliche Ladestation greifbar ist.
Hochwertige Wandladegeräte nutzen einen Drehstromanschluss mit einer Spannung von 400 Volt (Starkstrom). Beim dreiphasigen Laden mit 16 A kann eine Leistung von 11 kW bezogen werden, mit 32 Ampere verdoppeln sich die Leistung und erlaubt das Laden mit 22 kW. Hier steht kW für Kilowatt und definiert die Ladeleistung. Ampere ist die Maßeinheit für die elektrische Stromstärke.
E-Autos können auch Gleichstrom direkt in der Batterie speichern und damit mit Gleichstrom schneller laden als mit Wechselstrom. Die meisten E-Autos können Wechselstrom bis zu 11 kW laden. Bei Gleichstrom ist die Ladeleistung um ein Vielfaches höher. Bei Schnellladestationen steht Gleichstrom zum Laden zur Verfügung und deshalb können dort Ladeleistungen bis zu 150 kW erreicht werden.


Typischer Aufbau einer Wallbox
Quelle: e-mobilio GmbH

Passende Wallbox finden
Quelle: garage-und-carport.de - Anondi GmbH

Wallboxen sind die bequemste, schnellste und sicherste Möglichkeit, ein E-Auto zuhause zu laden.
Die Wallbox muss immer auf das E-Auto abgestimmt sein, vom Stecker über das Kabel bis zur Ladeleistung.
Das E-Auto braucht Gleichstrom (DC), aus dem Verteilernetz kommt aber Wechselstrom (AC).
Der Strom muss von dem On-Board-Ladegerät (AC-Laden) oder von der Ladestation (DC-Laden) umgewandelt werden.
Einige Wandladestationen verfügen über zahlreiche Zusatzfunktionen. Hier heißt es: weniger ist manchmal mehr.

Mit einem Wallbox-Komplettangebot profitiert man von folgenden Vorteilen:
einfache Möglichkeit, um zukunftssicher E-Auto zuhause laden zu können
hoher Komfort oft verschiedene Angebotspakete verfügbar
alle Schritte bis zur eigenen Wallbox werden übernommen
professionelle Umsetzung durch Fachbetrieb
steht ein Energieversorger hinter dem Angebot, oft auch Ökostrom-Vertrag Teil des Angebots
oft Beratung zur eigenen Ladestation enthalten
es gibt Wallbox-Förderungen

Vor der Anschaffung einer Ladestation (Wallbox) muss der Elektriker mit dem Netzbetreiber abstimmen, welche Anschlussleistung die Ladestation am Aufstellort haben muss, um Netzprobleme zu vermeiden. Die Installation muss durch einen im Installateurverzeichnis des Energieversorgersunternehmens (EVU) eingetragenen Elektrikers durchzuführen, da dieser auch die Anmeldung bzw. die Genehmigung beim Netzbetreiber vornehmen bzw. beantragen muss.

EnWG §14a - Netzorientierte Steuerung von steuerbaren Verbrauchseinrichtungen und steuerbaren Netzanschlüssen; Festlegungskompetenzen
Hager Vertriebsgesellschaft mbH & Co. KG
Wallbox für zu Hause
MENNEKES Elektrotechnik GmbH & Co. KG
Technik: Darauf musst du beim Kauf einer Wallbox achten
e-mobilio GmbH

Elektroauto und Solarstrom
garage-und-carport.de - Anondi GmbH

Wallbox Förderung und Zuschüsse: Wo gibt's noch Geld?
Melanie Baumann, homeandsmart GmbH
Wallbox anmelden mit Checkliste: Darauf müssen Sie achten!
Dario Burghof, SENEC GmbH

Nach 60 Jahre Autos mit Schaltgetriebe und dann hat mein Kombi den Geist aufgegeben. Nun bin ich auf ein E-Auto umgestiegen, was ich mir nicht vorstellen konnte. Aber schon nach der ersten Probefahrt mit dem Renault Zoe Intens R135 Z.E. 50 war ich begeistert. Wieder beim Händler angekommen, "den Wagen nehme ich sofort mit". Da mein Puschel sowieso nur auf den Hintersitzen mitfährt und mein E-Klapprad in den Kofferraum passt, war der Kombi überflüssig.
Naja, dann dauerte es doch einige Tage bis ich den Wagen abholen konnte. Bis dahin bekam ich einen Werkstattersatzwagen.

Meine Wallbox für zu Hause bekomme ich in den nächsten Tagen und der Elektriker steht auch bereit. Das Stromkabel und den Standfuss montiere ich selber. Den Schutzschalter, die Sicherungen und die Wallbox werden vom Elektriker installiert.
So, meine Wallbox wurde am 19.4.24 angeschlossen und mein Auto wurde sofort geladen.


Gaarner Dörpsmobil e. V

Bis meine Wallbox installiert ist, benutze ich die Ladestation des Gaarner Dörpsmobil e. V. und lade mit der App von EnBW HyperNetz.
Der Verein bietet ein E-Carsharing in Garding auf der Nordseehalbinsel Eiderstedt mit einem E-Mobil Renault ZOE R135 Z.E. 50 an. Damit sollen den Personen ohne eigenem Auto das Angebot, neben der Deutschen Bahn (Husum - St. Peter-Ording und dem Rufbus Eiderstedt, die Mobilität erweitern.
Der Verein freut sich über jedes neue Mitglied, egal ob als förderndes, Einzelmitglied oder Familien- und Unternehmensmitgliedschaft.


Meine Wallbox "Besen 11 kW " mit 6 m
Ladekabel Typ 2 und Standfuß

Quelle: Wallbox Discounter B.V

Diese Wallbox ist für alle Hybrid- und Elektroautos mit einem Typ-2-Stecker geeignet. Mit eine maximale Ladeleistung: 11 kW (3x 16A) auf 3 Phasen. Die Basisversion ist ein Plug & Charge-Modell; d.h. sie lädt die maximale Leistung sofort auf, wenn sie an das Auto angeschlossen wird. Diese Wallbox verfügt über ein festes 6 Meter langes Ladekabel mit einem Typ-2-Stecker.
Sie hat ein Farbdisplay, das folgende Informationen anzeigt: Echtzeitleistung, Echtzeitspannung, Temperatur, verbrauchte Leistung, Ladesymbol, Ladezeit, Endzeit und Leistung in Ampere. An der Seite gibt es eine Start/Stopp-Taste.
Inklusive DC 6 mA Erdschlussschutz, Schutz gegen Über- und Unterladung, Überhitzung und Kurzschluss. Die Schutzart IP66 ist für den Außenbereich geeignet.

Wallbox Zuhause - Wallbox Discounter B.V.

Eine Wallbox lohnt sich besonders in Verbindung mit einer eigenen Solaranlage. Da eine eigene Wallbox die bequemste und oft günstigste Lademöglichkeit für E-Auto-Inhaber ist, werden die Wandladestationen immer beliebter. Hier sollte man sich über die Kosten informieren.
Eine Wallbox kostet incl. Installation zwischen 600 - 3.500 €. Um die genauen Kosten zu ermitteln, muss man sich mit den Anschaffungs-, Installations- und Betriebskosten befassen.
Je nach Hersteller und Modell liegen die Anschaffungskosten bei 400 - 1.500 €. Hier spielen die gewünschtem Funktionen eine große Rolle. So kann die eigene Wallbox schon einmal bis zu 2.000 € kosten.
Vergleicht man die Angaben verschiedener Anbieter, so landet man insgesamt bei Installationskosten von 200 - 2.000 €. Aber auch bei den Installationskosten gibt es große Schwankungen, da es zahlreiche Faktoren gibt, die die Installationskosten von Wallboxen maßgeblich beeinflussen.

Unterschiedliche Modelle haben oft auch unterschiedliche Schutzmaßnahmen. Hier muss evtl. nachgerüstet werden, was wiederum die Installationskosten erhöht.
Je länger das Kabel vom Aufstellort zur Wallbox sein muss, desto höher die Kosten.
Ein hoher Umbaubedarf (z. B. Mauerdurchbrüche) lässt auch die Installationskosten einer Wallbox steigen.
Wallboxen müssen beim Netzbetreiber angemeldet werden. Normalerweise sind diese Kosten in den Installationskosten enthalten. Da Ladestationen mit mehr als 11 kW Ladeleistung allerdings eine besondere Genehmigung brauchen, können hier nochmal Kosten von ca. 500 € anfallen.

Der Großteil der Wallbox-Betriebskosten sind erst einmal nur die Stromkosten, die beim Laden des E-Autos anfallen. Dazu kommen regelmäßige Wartungen, die ca. alle zwei bis vier Jahre empfohlen werden, sind aber keine Pflicht. Die Wartungskosten liegen bei ca. 200 €.

Die Anschaffungskosten für Ihre Wallbox kann man sparen, wenn man ein Kompletpaket aus PV-Anlage und Solarstromspeicher kauft oder mietet. Hier ist dann in der Regel eine intelligente Wallbox integriert. So bietet z. B. die Firma Enpal ein Rundum-Sorglos-Paket, in dem Wartung, Versicherung, Monitoring und Reparatur inklusive sind, an. Hier wird die Wallbox über eine IoT Cloud Plattform regelmäßig weiterentwickelt. Dies hilft dabei, den Stromverbrauch und die Ladeprozesse im Haushalt zu optimieren.

Vor der Anschaffung einer Ladestation (Wallbox) muss der Elektriker mit dem Netzbetreiber abstimmen, welche Anschlussleistung die Ladestation am Aufstellort haben muss, um Netzprobleme zu vermeiden. Die Installation muss durch einen im Installateurverzeichnis des Energieversorgersunternehmens (EVU) eingetragenen Elektrikers durchzuführen, da dieser auch die Anmeldung bzw. die Genehmigung beim Netzbetreiber vornehmen bzw. beantragen muss.

Wallbox Kosten: Alle Infos in 2022
Yannick Van Noy, Enpal GmbH

Carport mit Ladestation


Carport mit Glas-Glas-Module
Quelle: easyFenster Göpper

Für den Fall, dass man direkt von Beginn gerne selbst Hand anlegt und ein Talent für Handwerkerarbeiten vorhanden ist, kann auch ein Carport mit Solardach komplett selbst aufgebaut werden. Es gibt beispielsweise online Anleitungen, wie man ein Glas-Solardach für den Carport selber bauen kann. Durch die Verbindung von Carport und Solaranlage erhält man nicht nur einen Stellplatz für den eigenen Wagen, sondern kann gleichzeitig auch Strom für den Eigenbedarf (z. B. für eine Wallbox eines E-Autos) erzeugen.

Das gleiche gilt ebenfalls für ein Terrassendach, da man auch dort ein Solardach montieren kann. Für die Montage der Solaranlage sollte jedoch ein gutes Wissen im Bereich Elektronik vorhanden sein, sodass alles korrekt verkabelt wird und das Solardach auch seine gewünschte Leistung bringt.
Wenn die Solarmodule über 600 Wp bringen können, muss entweder ein passender Wechselrichter eingebaut werden oder ein Elektriker (Elektronikerin bzw. Elektroniker Fachrichtung Energie- und Gebäudetechnik) die Anlage anschließen. Eigentlich sollte immer ein Fachmann hinzugezogen werden, der vorher die Elektroinstallation des Hauses auf Eignung überprüft.

Vor der Anschaffung einer Ladestation (Wallbox) muss der Elektriker mit dem Netzbetreiber abstimmen, welche Anschlussleistung die Ladestation am Aufstellort haben muss, um Netzprobleme zu vermeiden. Die Installation muss durch einen im Installateurverzeichnis des Energieversorgersunternehmens (EVU) eingetragenen Elektrikers durchzuführen, da dieser auch die Anmeldung bzw. die Genehmigung beim Netzbetreiber vornehmen bzw. beantragen muss.

Dörpsmobil
Mobilität ohne eigenes Auto gestaltet sich auf dem Land oft schwierig. In Ergänzung zum ländlichen ÖPNV braucht es ein ergänzendes, nachhaltiges und alternatives Mobilitätsangebot. Die Basis von Dörpsmobil SH sind die mehr als 30 Dörpsmobile in Schleswig-Holstein (siehe Karte), die Ihren Einwohnern vereinsbasiert oder über die Gemeinde e-Carsharing, in der Regel ehrenamtlich betrieben, zur Verfügung stellen.

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Dörpsmobil Einsatzstellen
Bewegung im ganzen Land Schleswig-Holstein

Quelle :Akademie für die Ländlichen Räume Schleswig-Holsteins e.V. - Dörpsmobil SH
Elektromobiles Carsharing im ländlichen Raum
Akademie für die Ländlichen Räume Schleswig-Holsteins e.V. - Dörpsmobil SH


Gaarner Dörpsmobil e. V

Der Gaarner Dörpsmobil e. V. bietet ein E-Carsharing in Garding auf der Nordseehalbinsel Eiderstedt mit einem E-Mobil Renault ZOE R135 Z.E. 50 an. Damit sollen den Personen ohne eigenem Auto das Angebot, neben der Deutschen Bahn (Husum - St. Peter-Ording und dem Rufbus Eiderstedt, die Mobilität erweitern.
Der Verein freut sich über jedes neue Mitglied, egal ob als förderndes, Einzelmitglied oder Familien- und Unternehmensmitgliedschaft.

E-Auto als Stromspeicher
Ein Stromspeicher ist eine sinnvolle Ergänzung zur PV-Anlage. Den grünen Sonnenstrom von der eigenen Photovoltaikanlage gibt es nur tagsüber, aber das Auto wird meistens nachts geladen wird. Also benötigt man einen Strom- bzw. Heimspeicher. In diesem wird die Solarenergie gespeichert und bei Bedarf später genutzt. Wichtig ist, dass der Stromspeicher auf die Wallbox abgestimmt ist.
Hier bietet sich ein Energiemanagement-System (EMS) an. Wenn man die Möglichkeit hat, das eigene E-Auto auch tagsüber zuhause zu "betanken", dann kann das Auto als Stromspeicher genutzt werden. Hierfür gibt es eigene Systeme, die im Haushalt gerade nicht benötigten Strom von der PV-Anlage in das Auto laden. Das System beobachtet etwaige PV-Überschüsse. Wenn die Wallbox eine Energiemanagement-Funktion hat, kann das EMS integrieren werden. Dieses erfasst die Ladeleistung der Ladestation digital und passt sie automatisch an die Auslastung in dem Energienetz an.

Der Akku des E-Autos muss nicht nur Strom aufnehmen, sondern auch abgeben und das Auto muss bei dem nächsten Start wieder voll einsatzfähig sein. Hier kommt die Technik des bidirektionalen Ladens (Vehicle-to-Grid [V2G[, Vehicle-to-Home [V2H]) zum Einsatz. Mit dieser Technik kann der gespeicherten Strom im Akku selbst genutzt werden und steigert den Eigenverbrauch.
Eine andere Mögkichkeit ist, den Akku (Stromspeicher) so zu nutzen, dass die überschüssige Energie gegen ein Entgelt zurück in das Stromnetz des Stromanbieters eingespeist wird. Das bidirektionale Laden über die Autoakkus als Stromspeicher könnten den Spitzenbedarf ideal abdecken.
Leider kann man zur Zeit noch nicht jedes Elektroauto als Stromspeicher zu nutzen. Trotzdem sollte das Auto mit einem CHAdeMO-Stecker ausgerüstet sein, damit das bidirektionale Laden überhaupt funktionieren kann. Diesen Stecker haben fast ausschließlich Fahrzeuge asiatischer Hersteller.

Wenn die beschriebenen Voraussetzungen vorhanden sind, hat das viele Vorteile:
Die alternativ gewonnene Energie aus der Photovoltaikanlage und/oder Windkraftanlage kann zu 100 Prozent selbst genutzt werden.
Mit jeder Kilowattstunde (kWh), die im Eigenverbrauch grenutzt wird, spart bares Geld.
In Zeiten, in denen die Anlage nicht genügend Energie liefert, nimmt man einfach den Strom aus dem Autoakku. Das Elektroauto ist also ein Heimspeicher.
Das macht auch von steigenden Strompreisen unabhängig.
Wenn mehr Strom produziert wird, als verbraucht und gespeicht werden kann, kann gegen Bezahlung in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.
Quelle: Giuliano Fuchs, net4energy GmbH


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Das Elektroauto als Stromspeicher fürs Haus:
So funktioniert bidirektionales Laden

Allgemeiner Deutscher Automobil-Club e.V. (ADAC)
Wie funktioniert ein Elektroauto als Stromspeicher?
Giuliano Fuchs, net4energy GmbH

Die Autobatterie als Stromspeicher für zu Hause
Kai Rüsberg, Deutschlandfunk

 

Ladepunkt - Ladestation - Ladesäule
Öffentliche Ladepunkte (Ladesäulen, Ladestationen) sind neben der Wallbox zuhause eine Voraussetzung, damit sich die E-Mobilität durchsetzen kann. Die Ladepunktbetreiber stellen unbekannten Personen mindestens mehrere Stunden am Tag die Ladesäulen öffentlich zur Verfügung. Die Ladepunkte bzw. Ladestandorte sind im Ladesäulenregister der Bundesnetzagentur (BNetzA) gelistet. Dort werden öffentliche Ladestationen mit Öffnungszeiten, GPS Koordinaten und Kontaktdaten registriert. Eine interaktive Ladesäulenkarte der Bundesnetzagentur zeigt die öffentlichen Ladesäulen in der Nähe bzw. für Unterwegs. Auch Stromversorger (E-Mobilitätsanbieter) bieten Apps und/oder Ladekarten an, mit denen man das E-Auto laden kann.
Das Ladesäulenregister der Bundesnetzagentur enthält 93.261 Normalladepunkte und 22.047 Schnellladepunkte, die am 1. November 2023 in Betrieb waren.

An den öffentlichen Ladestationen unterscheidet man zwischen normalen Ladesäulen die mit Wechselstrom (AC) laden, und Schnellladesäulen, die über Gleichstrom (DC) laden, was die Ladezeit beeinflusst. Zuhause wird mit der Steckdose oder der Wallbox das E-Auto über Nacht geladen. Mit öffentlichen Schnellladesäulen ist bereits in einer halben Stunde wieder 80 % Batteriestand zu erreichen.


Bis meine eigene Wallbox zu Hause installiert ist,
benutze ich eine Ladestation in der Nähe und für die Rück- und Hinfahrten mein E-Klapprad

Das E-Auto-Laden ist ein einfacher Vorgang. Seit 2013 ist in der Europäischen Union der Typ-2 Stecker als Standard vorgegeben.

Ladeablauf
An der Ladesäule parken und den Motor ausschalten
An der Ladestation die Bezahlmethode mit einer App oder Ladekarte hinterlegen und anmelden
Ladekabel der Station oder das eigenes Ladekabel anschließen (das eigenes Kabel erst an der Ladestation und dann am E-Auto einstecken)
Ladevorgang starten (funktioniert normalerweise automatisch)
Ladevorgang stoppen (funktioniert normalerweise automatisch)
Ladestecker herausziehen und losfahren
Die Bezahlung funktioniert nach Abschluss des Ladevorgangs automatisch und wird über die App angezeigt.

Private Wallboxen- oder Ladesäulenbesitzer haben die Möglichkeit, diese der Öffentlichkeit innerhalb der gewünschten Öffnungszeiten zur Verfügung zu stellen und dafür staatliche Förderungen und eine Treibhausgasminderungsprämie (THG-Pprämie) zu erhalten. Damit der öffentliche Ladepunkt oder die eigene Wallbox für den THG-Quotenhandel in Frage kommt, müssen folgende Voraussetzungen erfüllt werden:
• Öffentlich zugänglich: Der Ladepunktbetreiber muss den Ladepunkt für einen "unbestimmten, oder nur nach allgemeinen Merkmalen erkennbaren Personenkreis erreichbar" machen.
• Befahrbar: Die Ladesäule muss mit dem Auto befahrbar sein und es muss neben der Ladesäule geparkt werden können.
• Öffnungszeiten: Der Ladepunkt muss mehr als “nur ein paar Minuten am Tag” der Öffentlichkeit zur Verfügung stehen.
• Technische Voraussetzungen: Die Ladestation muss mit oder für einem Typ-2 Stecker ausgestattet sein und eichrechtskonform abgerechnet werden.
• Eintragung ins Ladepunktregister: Die Ladesäule muss mit GPS-Koordinaten, Betreibernummer und Öffnungszeiten in die Ladekarte der Bundesnetzagentur aufgenommen werden.

Vor der Anschaffung einer Ladestation (Wallbox) muss der Elektriker mit dem Netzbetreiber abstimmen, welche Anschlussleistung die Ladestation am Aufstellort haben muss, um Netzprobleme zu vermeiden. Die Installation muss durch einen im Installateurverzeichnis des Energieversorgersunternehmens (EVU) eingetragenen Elektrikers durchzuführen, da dieser auch die Anmeldung bzw. die Genehmigung beim Netzbetreiber vornehmen bzw. beantragen muss.

Öffentliches Laden: Kosten und Ladezeiten im Überblick
Miguel Mellado, emobility.energy GmbH
Ladepower für alle im EnBW HyperNetz
EnBW - Energie Baden-Württemberg AG
Elektromobilitaet: Öffentliche Ladeinfrastruktur
Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen

Hybridauto

Im Hybridauto werden zwei unterschiedliche Antriebe vereint. Zur Zeit ist die gängigste Kombination die Verbindung eines Elektromotors mit einem Verbrennungsmotor (Benzin, Diesel), die es in drei parallele Hybrid-Antriebsarten (Mild-Hybrid [MHEV - mild hybrid electric vehicle], Voll-Hybrid [SHEV - strong Hybrid Electric Vehicle], Plug-in-Hybrid [PHEV - Plug-in Hybrid Electric Vehicle]) gibt.


Plug-in-Hybrid-Auto
Quelle: EnBW Energie Baden-Württemberg AG

Hybridautos sind ein Kompromiss aus klassischem Verbrenner und Elektroauto (EV - Electric Vehicle). Sie sind sparsamer und umweltfreundlicher als reine Benziner oder Diesel-Fahrzeuge. Da sie jederzeit schnell Benzin oder Diesel tanken können, spielt die Reichweite gegenüber einem reinen E-Auto mit längerer Ladezeit keine Rolle.
Ein Vollhybrid-Auto gewinnt Energie für den Elektromotors durch die Rekuperation (Rückgewinnung) beim Bremsen. Das Auto kann nur wenige Kilometer ohne Verbrennungsmotor fahren.
Im Unterschied zum Vollhybrid haben Plug-in-Hybrid-Autos eine wesentlich größere Antriebsbatterie, die per Stromkabel von außen geladen wird. Mit solchen Autos kann man mit dem E-Motore nur zwischen 40 und 60 Kilometer weit fahren. Deshalb werden diese Fahrzeuge aber unter bestimmten Voraussetzungen wie Elektroautos staatlich gefördert.

Plug-in-Hybrid, Vollhybrid, Mild-Hybrid - Unterschiede und Gemeinsamkeiten
MeinAuto GmbH
Autos mit Hybridantrieb: verschiedene Arten im Vergleich
DA Deutsche Allgemeine Versicherung Aktiengesellschaft
Hybridautos – Was genau ist Hybrid?
EnBW Energie Baden-Württemberg AG

Mild-Hybrid (MHEV [mild hybrid electric vehicle])


Mild-Hybrid-Auto
Quelle: MeinAuto GmbH

Der Antrieb eines Mild-Hybrid-Autos wird von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor gemeinsam übernommen. In einem Mild-Hybrid ist der Verbrennungsmotor so dimensioniert, dass er das Auto auch ohne Unterstützung allein antreiben kann. Die Unterstützung durch den Elektromotor bewirkt einen geringeren Kraftstoffverbrauch und in manchen Fahrsituationen eine höhere Leistung. Die Batterie des Mild-Hybrids wird nur durch den Betrieb des Elektromotors als Generator aufgeladen. Eine externe Aufladung ist nicht notwendig bzw. nicht möglich.

Ein Mild-Hybrid-Auto hat eine relativ kleine Batterie mit einer Spannung von in der Regel 48 Volt nutzt. Die Batterie wird durch die Umwandlung von Bewegungsenergie aus dem Verbrennungsmotor in Strom und Rekuperation geladen. Die Rekuperation findet während des Bremsvorgangs statt, der Elektromotor arbeitet als Generator. Er nimmt die Bewegungsenergie des Fahrzeugs auf und wandelt sie in elektrischen Strom um, der dann in die Batterie fließt. Diese gespeicherte Energie kann später genutzt werden, um den Verbrennungsmotor zu unterstützen und den Kraftstoffverbrauch um durchschnittlich etwa 15 % zu reduzieren.
Weitere nützliche Funktionen sind die Start-Stopp-Funktion in dem der Verbrennungsmotor automatisch ausgeschaltet wird, wenn er nicht benötigt wird, z. B. beim Rollen ohne Beschleunigung und die elektromotorische Unterstützung, in dem der Elektromotor beim Starten des Fahrzeugs und bei hoher Beschleunigung hilft. Er ermöglicht jedoch keine längeren rein elektrischen Fahrten, da die Batterie klein ist.
Qelle: MeinAuto GmbH

Was bringt die Mildhybrid-Technik?
Jürgen Voigt, autozeitung.de - Bauer Xcel Media Deutschland KG

Voll-Hybrid (SHEV [strong Hybrid Electric Vehicle])


Voll-Hydridantrieb
Quelle: Empa

Ein Voll-Hydrid ist gegenüber dem Mild-Hydrid, der eigentlich kein Hybrid ist, ein echter Hybridantrieb. Er kann einzeln mit dem Verbrennungsmotor oder Elektromotor und auch mit beiden Antrieben gleichzeitig fahren.
Mit dem Elektromotor können nur sehr kurze Distanzen zurückgelegt werden, aber er unterstützt den Verbrennungsmotor beim Anfahren. Die einzige Option, einen Voll-Hybriden aufzuladen, wenn sich der Akku-Ladestand verringert, ist, die Bremsenergie (Rekuperation) zu nutzen. Der Elektromotor fungiert als Generator und führt der Batterie den Strom zu, in der er gespeichert wird.
Das Aufladen des Akkus an einer Steckdose ist nicht möglich.
Da die elektrische Reichweite sehr gering ist, werden die Modelle nicht in die E-Auto Klasse eingestuft und sind deswegen nicht förderfähig.

Vollhybrid
Dennis Paschke - green-motors.de

Plug-in-Hybrid (PHEV [Plug-in Hybrid Electric Vehicle])


Plug-in-Hydridantrieb
Quelle: Empa

Plug-in-Hybridautos (PHEV [Plug-in Hybrid Electric Vehicle]) sind ein Kompromiss aus klassischem Verbrenner und Elektroauto (EV - Electric Vehicle). Sie sind sparsamer und umweltfreundlicher als reine Benziner oder Diesel-Autos. Das Plug-in-Hybridauto hat einen Benzin- oder Dieselantrieb (auch Erdgas oder Biogas ist möglich) und einen Elektroantrieb sowie einen Kraftstofftank und eine oder mehrere Batterien.
Das Auto kann entweder von einer oder beiden Quellen angetrieben. Bei einigen Hybridauto-Varianten ist es nicht möglich, nur den Elektromotor zu nutzen. In diesen Fällen werde die Verbrennungsmotoren lediglich von den E-Motoren unterstützt.
Im Hybrid-Verbrennermodus wird mit einer ungeladenen Batterie im Hybrid-Modus gefahren. Der elektrische Antrieb beschränkt sich auf die während der Fahrt gewonnene Rekuperationsenergie.


Was ist eigentlich ein Plug-in-Hybrid?
Mercedes-Benz Group AG

Plug-in-Hybridautos haben gegenüber dem Voll-Hybridauto eine wesentlich größere Antriebsbatterie, die mit einem Ladekabel von außen geladen (Haushaltssteckdose oder Wallbox) werden kann und kann rein elektrisch zwischen 40 und 100 Kilometer weit gefahren werden. Deshalb werden diese Autos unter bestimmten Voraussetzungen wie Elektroautos staatlich gefördert.

Vorteile von Plug-in-Hybridautos
weniger Kraftstoffverbrauch als herkömmliche Verbrenner-Autos (je nach Stärke des E-Motors und Größe der Batterie sind Einsparungen von 15 bis 25 % möglich)
weniger Schadstoffausstoß (CO2) – in der Stadt im Elektrobetrieb
leiser Fahren in der Stadt im Elektrobetrieb
beschleunigen schneller als reine Dieselautos oder Benziner
niedriger Verschleiß
Nachteile von Plug-in-Hybridautos
in der Anschaffung teurer als Autos mit Verbrennungsmotor
Lebensdauer der Batterie und Reichweite sind begrenzt
hohes Fahrzeuggewicht mit zwei Motoren, dadurch ein höherer Kraftstoffverbrauch als bei einem Dieselfahrzeug und Benziner
weniger Stauraum, die Batterie und zwei Motoren brauchen viel Platz
immer noch abhängig von fossilen Brennstoffen

Das sollten Sie über Plug-in-Hybride wissen
Christiane Köllner, Springer Professional - Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Plug-in-Hybrid-Autos: Modelle, Reichweiten, Kosten, Verbrauch
Martin Ruhdorfer, Matthias Vogt, Allgemeiner Deutscher Automobil-Club e.V. (ADAC)

Oft werden die Steuervergünstigungen bei diesen Auto missbraucht, weil sie hauptsächlich mit dem Verbrennermotor gefahren werden.
Plug-in-Hybride: Steuererleichterungen für Umweltsünder
Johannes Thürmer, Martina Schuster, Bayerischer Rundfunk

Brennstoffzellenauto
Neben Strom gilt Wasserstoff als Energieträger der Zukunft. Wenn er aus grünem Strom gewonnen wird, ist Wasserstoff nahezu klimaneutral und besitzt ein großes Potenzial für die Umstellung auf CO2-neutrale Antriebe. Zur Zeit ist das Brennstoffzellenauto (FCEV - fuel cell electric vehicle [Wasserstoffauto]) noch ein Nischenprodukt. Die Gründe sind, die Autos sind teuer, das Wasserstofftankstellennetz ist nicht ausreichend und sie sind nur mit Wasserstoff aus regenerativer Energie klimafreundlich.


Brennstoffzellenauto
Quelle: Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)

Eine Brennstoffzelle mit Wasserstofftank erzeugt während der Fahrt durch die Umkehrung der Elektrolyse, bei der Wasserstoff und Luftsauerstoff zu Wasser reagieren, Wärme und Strom, woduch ein Elektromotor angetrieben wird. Eine kleine Batterie dient als Puffer bzw. Zwischenspeicher und deckt Lastspitzen (z. B. beim Beschleunigen) ab. Außerdem nimmt sie Energie durch Rekuperation (Bewegungsenergie beim Bremsen) auf und speichert sie.
Der Wasserstoff wird entweder gasförmig unter hohem Druck (350 bar oder 700 bar), oder (selten) flüssig bei -253 °C gespeichert. In diesem Aggregatzustand wird eine sehr hohe Energiedichte erreicht. Hierfür sind superisolierte, doppelwandige Tanks erforderlich. Zwischen den beiden Hüllen des Tanks befinden sich in einem Vakuum Isolationsmaterialien, die den Tank kalt halten und Abdampfverluste minimieren. Tankstellen lagern Wasserstoff sowohl gasförmig als auch tiefgekühlt.
Der Tankvorgang wird per Knopfdruck an der Zapfsäule gestartet und dauert etwa drei bis fünf Minuten. Dabei wird eine druck-, gas- und kältedichte Verbindung zwischen Fahrzeug und Zapfpistole hergestellt.

Wasserstoffautos: Technik, Modelle, Tests, Tankstellen
Allgemeiner Deutscher Automobil-Club e.V. (ADAC)
Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEV)
Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)
Wasserstoffauto oder Elektroauto: Wem gehört die Zukunft?
Dominik Hochwarth, ingenieur.de - VDI Verlag GmbH
H2 tanken - Wasserstoffmobilität beginnt jetzt
H2 MOBILITY Deutschland GmbH & Co. KG
Brennstoffzelle

E-Bike / Pedelec


E-Bike / Pedelec
KTM Macina Tour 510

Quelle: KTM Fahrrad GmbH

HITWAY BK6S E-Klapprad

Ein Fahrrad mit elektrischem Motor wird E-Bike genannt. Aber es gibt drei Varianten (E-Bike, Pedelec, Speed Pedelec [S-Pedelec], Hybrid E-Bike [Touren- oder Trekking E-Bike - eine Kombination aus einem E-Rennrad und einem E-Mountainbike]), die sich im Antrieb, der Fahrweise und der Zulassung im Straßenverkehr unterscheiden.
Natürlich kann man ein E-Bike auch ohne motorisierte Unterstützung bzw. ohne Akku fahren. Aber man muss viel Kraft aufbringen, ein E-Bike mit ausgeschaltetem Motor zu fahren, denn sie wiegen in der Regel mehr als 20 kg. Diese zu bewegen, ist daher viel anstrengender als bei einem gewöhnlichen Fahrrad.
Wo darf man fahren:
- Radweg: Pedelecs bis 250 Watt erlaubt, echte „E-Bikes“ nur auf Radwegen mit einem „Mofa frei“-Schild
- Einbahnstraße + "Fahrrad frei": Pedelecs bis 250 Watt erlaubt, die echten E-Bikes sind aber verboten
- Fußgängerzone + "Fahrrad frei": Pedelecs bis 250 Watt erlaubt, leistungsstärkere E-Bikes nur mit einem „Mofa frei“-Schild
- Verbot für Mofa / Krafträder: Pedelecs bis 250 Watt erlaubt, E-Bikes verboten
- Deutsche Bahn: E-Bikes bis 25 km/h können mit einer Fahrradkarte mitgenommen werden, andere dagegen nicht.

Ein Fahrrad mit elektrischem Motor wird E-Bike genannt. Aber es gibt drei Varianten (E-Bike, Pedelec, Speed Pedelec [S-Pedelec], Hybrid E-Bike [Touren- oder Trekking E-Bike - eine Kombination aus einem E-Rennrad und einem E-Mountainbike]), die sich im Antrieb, der Fahrweise und der Zulassung im Straßenverkehr unterscheiden.
Natürlich kann man ein E-Bike auch ohne motorisierte Unterstützung bzw. ohne Akku fahren. Aber man muss viel Kraft aufbringen, ein E-Bike mit ausgeschaltetem Motor zu fahren, denn sie wiegen in der Regel mehr als 20 kg. Diese zu bewegen, ist daher viel anstrengender als bei einem gewöhnlichen Fahrrad.
Wo darf man fahren:
- Radweg: Pedelecs bis 250 Watt erlaubt, echte „E-Bikes“ nur auf Radwegen mit einem „Mofa frei“-Schild
- Einbahnstraße + "Fahrrad frei": Pedelecs bis 250 Watt erlaubt, die echten E-Bikes sind aber verboten
- Fußgängerzone + "Fahrrad frei": Pedelecs bis 250 Watt erlaubt, leistungsstärkere E-Bikes nur mit einem „Mofa frei“-Schild
- Verbot für Mofa / Krafträder: Pedelecs bis 250 Watt erlaubt, E-Bikes verboten
- Deutsche Bahn: E-Bikes bis 25 km/h können mit einer Fahrradkarte mitgenommen werden, andere dagegen nicht.

E-Bikes sind Fahrräder mit Elektromotor, die auf Knopfdruck und ohne Tretunterstützung beschleunigen. Aus diesem Grund sind E-Bikes in Deutschland ab einer Geschwindigkeit über 6 km/h zulassungspflichtig. In Deutschland werden hauptsächlich Pedelecs eingesetzt.
Ein Pedelec (Pedal Electric Cycle) ist ein Fahrrad mit elektrischer Unterstützung und wird häufig E-Bike genannt. Der Elektromotor dient als Unterstützung und kommt nur zum Einsatz, wenn man in die Pedale tritt. Die Muskelkraft und der eingebaute Motor sorgen für einen gemeinsamen Antrieb des E-Fahrrads. Sobald man aufhört zu treten, setzt auch die Unterstützung des Motors aus. Gleiches gilt, wenn eine Geschwindigkeit von 25 km/h erreicht ist.
Ein wichtiger Bestandteil ist der Akku (Batterie). Dieser kann im Gepäckträger, im Rahmen integriert oder am Rahmen angebracht werden. Die Leistung des E-Motor wird durch verschiedene E-Bike-Sensoren über eine Steuereinheit, die den Drehmoment, die Geschwindigkeit und Trittfrequenz berechnet, gesteuert. Je nachdem, welcher Fahrmodus eingestellt ist, ist die Unterstützung unterschiedlich stark. Durch die dauerhafte Messung des Tretverhaltens sorgt der E-Bike-Motor für eine beinahe lautlose Tretunterstützung.
Ein S-Pedelec erreicht mit einer Trittunterstützung bis 45 km/h. Zum Fahren müssen weitere Bedingungen (Kennzeichen vom Versicherer, Rückspiegel, Dauerfahrlicht, Hupe) erfüllt werden, denn diese sind zulassungspflichtig und man benötigt mindestens einen Mofaführerschein. S-Pedelecs dürfen grundsätzlich nicht in den Zügen der Deutschen Bahn transportiert werden.
Ein Hybrid E-Bike (Trekking E-Bike) ist ein flexibles E-Bike, mit dem man sowohl im Gelände als auch auf asphaltierten Straßen fahren kann. Sie sind schwerer und somit auch stabiler als E-Bikes.

Was ist der Unterschied zwischen E-Bike und Pedelec?
Gazelle GmbH
BK6S Elektro-Klappfahrrad

HITWAY EU
ElektroRad-Test 2024: 86 E-Bikes im Test
BVA BikeMedia GmbH
E-Bike Test: Optimal zum Pendeln geeignet
Daniel Simic, Producto GmbH
E-Bike in Bus und Bahn mitnehmen: Die wichtigsten Fragen
Wertgarantie SE
Das E-Bike in der Bahn mitnehmen
Kurbelix GmbH

Zur Zeit wird über eine neue Aufteilung des Straßenraums der Städte und Ortschaften nachgedacht, geplant und auch schon umgesetzt. So werden Fahrrad-Schutzstreifen, Radfahrstreifen, Fahrradstraßen und -zonen ausgebaut und sogar Radschnellwege erstellt. Der Autoverkehr soll entsprechend eingeschränkt werden und es wird über ein allgemeines Tempolimit 30 oder 40 nachgedacht bzw. in einigen Städten schon umgesetzt.
In vielen Städten wurden in den vergangenen Jahren so genannte Pop-up-Radwege meistens probeweise bzw. befristet geschaffen. Das sind kurzfristig eingerichtete, temporäre und in gelber Farbe markierte Radfahrstreifen auf der Fahrbahn. Sie sollten dem gestiegenen Radverkehr mehr Platz bieten. Dafür musste meistens auf der Straße eine Autospur für sie weichen.


Neue Verkehrszeichen auf deutschen Straßen und Radwege
ARCD Auto- und Reiseclub Deutschland e. V.
Radwege: Diese unterschiedlichen Arten gibt es
Allgemeiner Deutscher Automobil-Club e.V. (ADAC)
Verkehrsschilder für Radfahrer
BVA BikeMedia GmbH

E-Motorrad


Ovaobike-MCR-H
Quelle: ottobike Co. Ltd.

Ein E-Motorrad wird von einem Elektromotor angetrieben, der von einer Batterie oder einem Akkupack gespeist wird. Sie haben gegenüber den Motorrädern mit Verbrennungsmotor keinen so leistungsstarken Motor und keinen Auspuff, dessen "Geräusche" den "Bikern" sicherlich fehlen wird, aber den Anwohnern an den typischen Bikerrouten wird es freuen. Außerdem brauchen die E-Motorräder keine Flüssigkeiten (KÜhlflüssigkeit oder Öl) und haben weniger bewegliche Teile, dadurch sind sie in der Regel wartungsärmer.

Der Antrieb des E-Motorrads erfolgt nahezu geräuschlos, das zu einem ruhigeren und entspannten Fahrerlebnis führt und sicherlich gewöhnungbedürftig ist. Und sie erzeugen keine Emissionen. Außerdem sind sie oft mit innovativen Technologien ausgestattet (Smartphone-Integration, einer Navigation und einer Vielzahl von Sicherheitsfunktionen).
Das Aufladen der Batterie kann auf verschiedene Arten (an einer Steckdose oder speziellen Ladestationen) erfolgen. An Schnellladestationen kann die Batterie in kürzester Zeit aufgeladen werden. Besonders bequem sind Modelle, die über austauschbare Batterien verfügen, die einfach gegen eine vollständig aufgeladene Batterie ausgetauscht werden können.
E-Motorräder erreichen je nach dem Modell Geschwindigkeiten von 45, 80 oder 120 aber auch bis zu 250 km/h und haben abhängig der Fahrweise Reichweiten bis zu 400 Kilometer.
Die Leistung des E-Motorrades bestimmt, welchen Führerschein zum Fahren der Maschine benötigt wird.
Klasse A1 (ab 16 Jahren): Nennleistung höchstens bei 11 Kilowatt (entspricht einem Hubraum mit maximal 125 ccm) 
Klasse A2 (ab 18 Jahren): Nennleistung bei maximal 35 Kilowatt (entspricht einem Hubraum über 125 ccm)
Klasse A (ab 24 Jahren bei Direkterwerb, ab 20 Jahren mit Vorbesitz der Klasse A2): Keinerlei Beschränkungen bezüglich Leistung (und Hubraum)
B196: Erweiterung des Autoführerscheins; Elektro-Zweiräder mit bis zu 11 kW Leistung (entspricht einem Verbrenner-Zweirad mit 125 cm³)

Was ist ein Elektromotorrad und wie funktioniert das E-Motorrad?
Zero Center AG
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400 schlanke Designerstücke aus Frankreich
Motor Presse Stuttgart GmbH & Co.KG

Hybrid-Streetbike
Inzwischen gibt es auch E-Hybrid-Motorräder (Voll-Hybrid), die evtl. den Einstieg der "Biker" in die E-Technik erleichtern. So will z. B der japanische Motorradhersteller Kawasaki mit einem Hybrid-Streetbike eine weitere klimafreundliche Option bieten, die immerhin einen reduzierten Treibstoffverbrauch aufweist. Die Kawasaki Ninja 7 Hybrid wird von einem 451 cm3 Zweizylinder-Motor mit 43,5 kW, kombiniert mit einem 9 kW Elektromotor angetrieben.
Bei der Maschine besteht die Wahlmöglichkeit zwischen den drei Fahrstufen Sport, Eco oder Elektrobetrieb (auf kurze Strecken bei reduzierter Geschwindigkeit beschränkt). Da keine Kupplung betätigt werden muss, braucht der Fahrer nur am Gashebel drehen. Ein ABS gewährleistet eine stabile und zuverlässige Bremsleistung. Außerdem gibt es eine Start-/Stopp-Funktion, die den Verbrennungsmotor beim Anhalten ausschaltet. Das Getriebe wird dabei automatisch in den ersten Gang geschaltet, um jedes Problem beim Anfahren auszuschließen. Ein Walk-Modus ermöglicht komfortables Schieben des Fahrzeugs (mit Rückwärtsgang) beim Einparken oder Manövrieren. Die Smartphone-Konnektivität ermöglicht über die RIDEOLOGY-App den Zugiff auf zahlreiche Funktionen und Einstellungen des Bikes.


Kawasaki Ninja 7 Hybrid
Quelle: Kawasaki Motors Europe N.V


Kawasaki Ninja 7 Hybrid
Quelle: Kawasaki Motors Europe N.V. Niederlassung Deutschland

MODELL-FEATURES
Kawasaki Motors Europe N.V. Niederlassung Deutschland

So fährt die neue Hybrid-Kawa
Motor Presse Stuttgart GmbH & Co.KG

Kawasaki Z 7 Hybrid
Kawasaki Motors Europe N.V. Niederlassung Deutschland

Wasserstoffmotorrad


Ninja H2
Quelle: Kawasaki Motors Europe N.V. Niederlassung Deutschland

Kawasaki hat neben dem E-Antrieb auch auf Wasserstoff gesetzt. Dafür haben die Japaner einen Wasserstoffmotor mit H2-Einspritzung entwickelt. Anders als bei einer Brennstoffzelle, die das Gas in einer kalten Reaktion in Strom umwandelt, soll Wasserstoff bei Kawasakis (z. B. Ninja H2) neuem Konzept direkt in den Brennraum eingespritzt und verbrannt werden. Dabei entstehen bis auf kleine Mengen Stickoxide keine Abgase, aus dem Auspuff kommt nur Wasserdampf.

Andere Prpjekte befassen sich mit Wasserstoffmotorrädern. In der Praxis ist die Lagerung und Mitführung des hochflüchtigen Kraftstoffes Wasserstoff und ein passender Motor die Probleme. Der Wirkungsgrad eines solchen H2-Verbrenners ist nicht unbedingt besser als der eines herkömmlichen Benziners, es muss viel Kraftstoff für eine akzeptable Reichweite mitgeführt werden. Geeignete Wasserstoff-Tanks haben ein Vielfaches des Volumens von Benzintanks. Die Tanks müssten entweder viel Druck aushalten oder minus 253 °C isolieren können, weil bei der Temperatur der Wasserstoff flüssig ist. Solche Tanks müssten also sehr dick- oder doppelwandig und zylindrisch sein, um dem Druck sicher standzuhalten. Es geht dabei um großen Volumina und Gewichten, die mitgeführt werden müssen.

Wasserstoff-Motorrad: Kawasaki nimmt wichtige Hürde
efahrer.chip.de - BurdaForward GmbH

Kawasaki, Yamaha, Honda & Co.
Hersteller starten großes Wasserstoff-Projekt

Lars Schwichtenberg, efahrer.com - BurdaForward GmbH

Brennstoffzellenmotorrad

Wenn es Brennstoffzellenautos gibt, dann muss es auch Brennstoffzellen-Motorräder geben. Seit Jahren forschen die Hersteller an marktfähigen Modellen. Ein deutsch-tschechisches Konsortium und das Fraunhofer IWU in Chemnitz entwickeln im Rahmen des Projekts Hydrocycle ein Motorrad mit Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb. Bis Ende 2025 soll ein fahrfähiges H2-Motorrad als Demonstrator aufgebaut werden, der den europäischen Zulassungsnormen und Zertifizierungsvorschriften gerecht werden soll.
Auch viele Motorradhersteller (BMW, Kawasaki, Yamaha, Honda & Co) arbeiten an Prototypen von Brennstoffzellen-Motorräder und sehen zuversichtlich in die Zukunft. Die zurzeit in Brennstoffzellenautos eingesetzten Hochdrucktanks sind im Motorradsektor wenig geeignet. Die Probleme sind, die neuartigen Bauteile, wie z. B.Motor, Wasserstofftank (Versorgung bzw. Speicherung), Steuerelektronik und Brennstoffzelle, platzsparend unterzubringen und deren Zusammenspiel zu optimieren. Vor allem muss ein Strompuffer installiert werden, weil die Brennstoffzelle ständig Strom liefert und die Stromabnahme je nach Fahrsituation variiert.

Fraunhofer-Institut arbeitet an Wasserstoff-Motorrad
Sebastian Schaal, electrive.net - Rabbit Publishing GmbH
»Hydrocycle«, das Motorrad fürs Wasserstoffzeitalter
Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
Motorrad mit Brennstoffzelle statt mit Batterieanrieb

Franz W. Rother, Windyhill Property GmbH
Die Brennstoffzelle in Motorrädern – eine Alternative?
DMT Events GmbH & Co. KG
BMW-Partner TVS entwickelt Wasserstoff-Roller
Maik Schwarz, Motor Presse Stuttgart GmbH & Co.KG
Hydrocycle Motorrad mit H2-Brennstoffzelle
Maik Schwarz, Motor Presse Stuttgart GmbH & Co.KG
Brennstoffzelle für Jet, Motorrad und Lkw
Stefan Asche, VDI Verlag GmbH

E-Lkw

Ein Elektro-Lkw (E-Truck) hat ein Elektromotor und Batterien, die die elektrische Energie speichern. Diese bestehen aus einer Reihe von Zellen, die in Modulen verbunden sind, die in den Batterien verpackt sind. Sie werden durch das Batteriemanagementsystem (BMS) überwacht. Dabei handelt es sich um ein elektronisches Bauteil, das den E-Lkw und die Batterie vor vorzeitiger Alterung und Brandgefahr bei unsachgemäßem Gebrauch schützt. Die Energiedichte wird durch den Einsatz von Lithium-Ionen-NMC-Zellen (Nickel-Mangan-Kobalt) erhöht, die ein hervorragendes Leistungsgewicht aufweisen und somit den besten Kompromiss zwischen Reichweite und Nutzlast bieten.
Der Einsatz eines emissionsfreien Lkw-Antriebsstrangs hängt stark von der Batterie ab. Bei Batteriekapazitäten von bis zu 480 kWh sorgt für Tagesreichweiten von bis zu 800 Kilometern, sofern die Zwischenladezeiten eingehalten werden. Dank der neuen Megawatt-Ladung mit bis zu 750 kW dauert das Aufladen der Batteriepakete je nach Konfiguration nur 45 Minuten. Dank einer erwartbaren prognostizierten leistungsfähigen Nutzungsdauer von bis zu 1,6 Mio Kilometern oder bis zu 15 Jahren, je nach Art der Anwendung, sind die Batterien zudem äußerst langlebig.

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Aufbau eines Elektro-Lkw´s

Quelle: Daimler Truck AG
Daimlers Elektro-Lkw geht 2021 in Serie
Benjamin Kirchbeck, Vogel Communications Group GmbH & Co. KG

Der neue MAN eTruck
MAN Truck & Bus SE
Mit den neuen Elektro-Lkw von MAN in die Zukunft
MAN Truck & Bus SE
.Die leisen 42-Tonner von Mercedes-Benz rollen langsam an
Antonia Mannweiler, tagesschau.de - Norddeutscher Rundfunk
Unsere Palette elektrischer Lkw
Volvo Group Trucks Central Europe GmbH
Transport-Lösung - Elektro-Lkw fahren
Renault Trucks SASU

Brennstoffzellen-Lkw
Ein vollelektrischer Lkw besitzt einen elektrischen Antriebsstrang, und die Energie wird aus Wasserstoff gewonnen, der in den Brennstoffzellen an Bord des Fahrzeugs in Strom umgewandelt wird. Zudem verfügt der mit Brennstoffzellen betriebene Lkw über eine Batterie für Situationen, in denen zusätzliche Energie benötigt wird, und für die Rekuperation (Rückgewinnung) von elektrischer Energie beim Bremsen.
Die Frage, ob ein Lkw-Hersteller auf die Brennstoffzellentechnonlogie oder batterieelektrische Technologie setzen will, wird strittig diskutiert. Die Batterietechnik wird zur Zeit noch bevorzugt, weil sie als effizienteste Lösung bezeichnet wird, da 75 % der erzeugten Energie direkt genutzt werden können. Im Gegensatz dazu gehen bei der Brennstoffzellentechnologie 75 % der erzeugten Energie verloren, und nur 25 % können für den Antrieb des Fahrzeugs genutzt werden. Wenn unbedingt Wasserstoff genutzt werden soll, dann bietet sich ein H2-Motor an.

Die Robert Bosch GmbH und die Nikola Motor Company haben einen Brennstoffzellenantrieb für Trucks entwickelt. In einer Brennstoffzelle werden Wasserstoff und Sauerstoff in Verbindung gebracht. Es entsteht eine chemische Reaktion, bei der elektrische Energie freigesetzt wird. Diese Energie fließt in das Hochvoltnetz des Trucks, mit dem auch die E-Motoren und die Batterie verbunden sind. So kann die Brennstoffzelle den Antrieb direkt mit Leistung versorgen und gleichzeitig die Batterie aufladen. Statt CO2 und Ruß fließt beim Wasserstofftruck lediglich Wasser aus dem Auspuff auf dem Asphalt.

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Brennstoffzellenantrieb von Nikola Two

Robert Bosch GmbH

Truck Yeah! - Wie Christian Appel einen Brennstoffzellen-Lkw in Fahrt bringt
Robert Bosch GmbH

Wie funktioniert ein Lkw mit Brennstoffzellenantrieb?
Scania Deutschland GmbH
Mercedes GenH2 Truck Brennstoffzellen-Lkw
H2 macht Lkw auf der Langstrecke CO2-neutral

auto-motor-und-sport.de - Motor Presse Stuttgart GmbH & Co. KG
Was sind die Vor- und Nachteile von Wasserstoff-Brennstoffzellen?
TWI Ltd

Wasserstoff-Lkw: Mit der Brennstoffzelle umweltfreundlich fahren?
Nicole P., VFR Verlag für Rechtsjournalismus GmbH

E-Bahn

Der Elektrische Betrieb bei der Eisenbahn schont die Umwelt und das Klima, indem sie zunehmend regenerativ erzeugten Strom nutzt. Sie ist leiser, da elektrische Antriebe deutlich weniger Lärm verursachen als Dieselmotoren. Und das Bahnfahren wird schneller, vor allem auf Nebenstrecken mit vielen Haltstellen, denn Elektroantriebe benötigen weniger Zeit für das Beschleunigen. Dazu kommt die Möglichkeit der Rekuperation (Rückgewinnung der Bremsenergie).
Der Elektrifizierungsgrad ist bei Fernverkehrszügen schon nahezu bei 99 % und im Güterverkehr bei annähernd 94 %. Nur im Schienenpersonennahverkehr werden nur knapp 79 % aller Zugkilometer elektrisch zurückgelegt. Eine Alternative zu den klassischen Oberleitungen sind in diesem Fall Schienenfahrzeuge mit Batterie- und Brennstoffzellenantrieb. Anstelle einer Vollelektrifizierung des Netzes kann die Installation von Nachlademöglichkeiten (z. B. von kurzen Oberleitungsabschnitten zur batterieelektrischen Aufladung).

Batterieelektrische Züge (BEMU) benötigen eine Oberleitungsladeinfrastruktur lediglich in Form von Elektrifizierungsinseln bzw. die Elektrifizierung in und im Umfeld von Bahnhöfen. Personenzüge können heute bereits mit aufgeladenen Batterien bis zu 80 km ohne Oberleitung elektrisch überbrücken.
So wird zum Beispiel in Nordfriesland die Elektrifizierung des Schienenpersonennahverkehr (SPNV) ab 2024 die Strecke Husum - Tönning - Bad St. Peter-Ording durchgeführt und mit den neuen batterieelektischen Fahrzeugen vom Typ Flirt Akku betrieben. Oberleitungsinselanlagen für die Nachladung wurden in Husum und Tönning errichtet. Mit dem neuen Fahrzeugeinsatz verbunden ist der barrierefreie Ausbau aller Bahnstationen zwischen Husum und Bad St. Peter-Ording.

Die Oberleitungsinselanlage unterliegt den gleichen technischen und betrieblichen Anforderungen wie die Oberleitungen im übrigen Streckennetz. Die Energiebereitstellung erfolgt mit genormten und nach TSI (Technische Spezifikation Interoperabilität) zugelassenen Bahnstromsystemen: 15 kV/16,7 Hz oder 25 kV/50 Hz.


Oberleitungsinselanlage - Bahnhof Tönning

Quelle: Deutsche Bahn AG

Westküste: Modernisierter Bahnhof
Tönning und neues Elektronisches
Stellwerk fertiggestellt

Deutsche Bahn AG

Schleswig-Holstein Akku-
Nachladeinfrastruktur

Deutsche Bahn AG

Technische Lösungen -
Oberleitungsinselanlagen

Kai Wittig, DB Energie GmbH

Die Bahnstromversorgung der Oberleitungsinselanlagen erfolgt von einem Ladeunterwerk. Dabei wird Drehstrom dem vorgelagerten öffentlichen Verteilnetz in einphasigen Bahnstrom mit 15 kV oder 25 kV umgewandelt. Der Unterschied zu den vorhandenen Werken besteht in der grundsätzlich kleineren Leistung. Die Überwachung und Steuerung erfolgt genau so wie im Oberleitungsnetz von der regionalen Zentralschaltstelle (Zes) der DB Energie.
Die Akkus des Zuges können auch über stationäre Ladeeinrichtungen aufgeladen werden. Im Gegensatz zu den Oberleitungsinselanlagen, über die der Zug während der Fahrt Strom aufnehmen kann, handelt es sich bei den stationären Ladeeinrichtungen wie einem Elektranten oder der elektrischen Zugvorheizanlage um Anlagen, die die Aufladung der Batterien des Zugs im Stand bzw. in der Abstellung sicherstellen.
Quelle: Kai Wittig, DB Energie GmbH



Batterieelektisches Fahrzeug - Flirt Akku
Stadler Rail AG
Landesweiter Nahverkehrsplan (LNVP) bis 2027
Nahverkehrsverbund Schleswig-Holstein GmbH (NAH.SH GmbH)

Brennstoffzellenbasierte Züge kommen ohne Oberleitungsinfrastruktur aus. Die Brennstoffzelle wandelt Umgebungsluft und Wasserstoff in Wasser um. Bei dieser exothermen Reaktion entsteht Strom, der Lithium-Ionen-Akkus im Fahrzeugboden auflädt. So steht genügend Energie für den Elektromotor zur Verfügung, der den Zug auf eine Höchstgeschwindigkeit von 140 km/h beschleunigt. Durch ein Rekuperationssystem lässt sich auch aus der Bremsenergie Strom für die Akkus gewinnen.
Eine Altermative zum E-Motor ist der H2-Motor.
Gemeinsam mit der Deutschen Bahn treibt die Siemens Mobility die klimafreundliche Verkehrswende voran. Für das Gemeinschaftsprojekt "H2goes Rail" wurde die nächste Generation Wasserstoffzüge der Mireo Plus H und eine neuartige Wasserstofftankstelle entwickelt.


Mireo Plus H

Quelle: Siemens Mobility GmbH

Der Mireo Plus H bringt alles mit, was Sie für die Unabhängigkeit von Oberleitungen brauchen. Sie haben einen sicheren Wasserstofftank, eine effiziente Brennstoffzelle und leistungsstarke Antriebe für sehr hohe Beschleunigungswerte. Der Wasserstoffzug kommt ohne lokale Emissionen aus. Selbst die Betankung mit Wasserstoff dauert genauso lang wie die eines vergleichbaren Diesel-Triebzugs.

Mireo Plus H
Siemens Mobility GmbH


Biotankstelle

Quelle: Deutsche Bahn AG / Volker Emersleben

Der Wasserstoff wird in einer mobilen Tankstelle von DB Energie im DB Regio-Werk Tübingen durch Elektrolyse erzeugt. Dabei wird im sogenannten Elektrolyseur Wasser mit Hilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. In einem Kompressor verdichtet, wird der Wasserstoff in einem mobilen Speicher gelagert. Vor dem Tankvorgang wird der grüne Treibstoff im danebenliegenden Tanktrailer aufbereitet und gekühlt. Der mobile Aufbau ermöglicht weitere Erprobungsprojekte. DB Energie entwickelt, erprobt und optimiert die nötige Wasserstoffinfrastruktur.

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Verbundförderungsprojekt-Biotankstelle
.Deutsche Bahn AG / Michael Neuhaus
Deutsche Bahn und Siemens testen erstmals Wasserstoffzug und mobile Wasserstofftankstelle
Wegberg-Wildenrath, Deutsche Bahn AG

H2goesRail – ein Gemeinschaftsprojekt mit der DB
Siemens Mobility GmbH


Elektrobahn - Bahnelektrifizierung

Quelle. BMDV

Mit der Elektrobahn klimaschonend in die Zukunft –
Das Bahn-Elektrifizierungsprogramm des Bundes

Bundesministerium für Digitales und Verkehr
Elektrifizierung erklärt: Das Schienennetz muss unter Strom stehen
Allianz pro Schiene e. V.
Elektrisch fahren – was heißt das?
Prof. Dr.-Ing. Arnd Stephan, Dialogforum Bahnstrom - TU Dresden

H2-Motor
Eine Altermative zum E-Motor ist der H2-Motor (z. B. von Deutz - sechszylindriger Motor TCG 7.8 H2). Besonders im Transport-, Schwerlast-, Arbeits- oder Sondermaschinensektor sprechen daher viele Argumente für den Wasserstoffmotor.

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Wasserstoffmotor - DEUTZ TCG 7.8 H2

Quelle: DEUTZ AG

Dieser Wasserstoffantrieb kommt ohne Akku und auch ohne Brennstoffzelle aus. Lediglich für den Anlasser wird eine Batterie benötigt. Wassersoff wird verbrannt, anstatt daraus Strom für einen Elektromotor zu gewinnen. Der Motor läuft nicht nur CO2-neutral, sondern auch sehr leise und aktuell mit bis zu 200 kW Leistung.
Eine schnelle Betankung, vollkommen unabhängig vom Ausbau der elektrischen Infrastrukturen, ermöglicht auch in abgelegenen Gebieten verlässlichen Einsatz und Mobilität. Als unbegrenzt speicherfähiges Element hat Wasserstoff einen entscheidenden Vorteil gegenüber anderen Antriebsformen.

Wasserstoffmotor
DEUTZ TCG 7.8 H2

DEUTZ AG

Wasserstoffverbrennungsmotor
Wikimedia Foundation, Inc. (WMF)

Straßenbahn

Bei der Umstellung auf E-Mobilität im innerstädtischen Verkehr (ÖPNV) ist Strom über eine Straßenbahn eine antriebstechnische Lösung. Dies setzt aber das Schaffen von seperate Gleis- bzw. Fahrspuren voraus, um einen staufreien Verkehr zu gewährleisten. Viele Städte haben auch heute noch Straßenbahnen (Schienenbahnen) und andere Städte (z. B. Stadt Kiel) planen ein neues ÖPNV-System mit der Rückkehr der in 80er Jahren des letzten Jahrhunderts stilllgelegten Straßenbahnen, die über Oberleitungen mit Strom versorgt wurden. Eine Ergänzung oder Alternative sind O-Busse, die auch über eine Oberleitung mit Strom versorgt werden, aber keine Gleispuren brauchen.
Bei dieser Gelegenheit wird auch über eine neue Aufteilung des Straßenraums nachgedacht, geplant und schon umgesetzt. So werden auch heute schon Schutzstreifen, Radfahrstreifen, Fahrradstraßen und -zonen ausgebaut und sogar Radschnellwege erstellt. Der Autoverkehr wird entsprechend eingeschränkt. Dabei wird u.a. über ein allgemeines Tempo 30 oder 40 nachgedacht.


Wagen 201 auf Linie 3, Berliner Platz (Kiel) (1964)

Quelle: Jean-Henri Manara

Renaissance der Straßenbahn
in Deutschland: Saarbrücken

Quelle: Leif Simon Juraj Mazomeit

Für Kiel unter Strom - Steigen Sie ein
KVG Kieler Verkehrsgesellschaft mbH
Straßenbahn Kiel
Wikimedia Foundation, Inc. (WMF)
Geschichte der Straßenbahn in Schleswig-Holstein
Gesellschaft für Schleswig-Holsteinische Geschichte
Straßenbahn
Wikimedia Foundation, Inc. (WMF)

Oberleitungsfreies Fahren
Eine Straßenbahn kann auch ohne Oberleitungen und Masten mit Strom versorgt werden. Dabei kommt die Energie für den Betrieb der Straßenbahn aus dem Boden. Die Bahnindustrie hat in den vergangenen Jahren verschiedene Techniken entwickelt, die je nach Anforderungen vor Ort zum Einsatz kommen. Die Innovationen finden besonders in historischen Stadtkernen und auf landschaftlich schönen Strecken Anwendung. Die Systeme können mit herkömmlichen Oberleitungsbahnen kombiniert und so optimal eingesetzt werden. Das Umschalten zwischen den Systemen ist selbst bei voller Fahrt möglich.

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Aufbau mit Mittelschine

Quelle: Verband der Bahnindustrie
in Deutschland (VDB) e.V.

Die Straßenbahn bezieht ihre Energie aus einer Mittelschiene. Wird die Stromschiene von einem Fahrzeug überfahren, aktiviert es per Funk den Schienenabschnitt unter der Bahn. Für Fußgänger besteht keine Gefahr, denn der Strom fließt nur durch den Schienenabschnitt, den die Staßenbahn gerade überfährt.

Das System nutzt Energie, die beim Bremsen bisher ungenutzt freigesetzt wird (Rekuperation mit Energiespeicherung). Mithilfe von Hochleistungskondensatoren (Super-Caps) wird diese Energie gespeichert. So kann eine Straßenbahn bis zu 2,5 km ohne externe Stromzufuhr fahren.
Bei einem anderen System erhält die Straßenbahn ihre Energie berührungsfrei (Induktion) aus unterirdisch installierten Kabeln, die sich automatisch aktivieren, sobald die Bahn über den entsprechenden Abschnitt fährt. Das System wird seit 2009 in Bautzen und seit Mai 2010 in Augsburg getestet und zur Serienreife geführt.

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Eine Mittelschiene versorgt das Fahrzeug mit Energie

Quelle: Verband der Bahnindustrie in Deutschland (VDB) e.V.

Oberleitungsfreies Fahren
Verband der Bahnindustrie in Deutschland (VDB) e.V.
Oben ohne – aber wie?
Wiesbaden neu bewegen e.V.

O-Bus

Eine Alternative zu Straßenbahnen (Schienenbahnen) sind O-Busse (Oberleitungsbusse [Trolleybusse]), bei denen keine aufwendige Gleisarbeiten notwendig sind. Sie sind seit Jahrzehnten erprobt und haben eine robuste Antriebsform. Diese Busse gibt es in zwei verschiedenen Ausführungen (konventionelle Oberleitungsbusse und Hybrid-Oberleitungsbusse).

Konventionelle Oberleitungsbusse benötigen entlang ihrer gesamten Strecke Oberleitungen und haben ein Hilfsaggregat oder eine kleine Batterie. Deswegen ist das Fahren ohne Oberleitungen nur über kurze Distanzen und mit verringerter Leistung möglich. Diese Busse werden bei den Verkehrsbetrieben in Deutschland eher selten eingesetzt. Die Gründe sind die hohen anfänglichen Investitionskosten in die Oberleitungsinfrastruktur und der (noch) fehlenden Fördermöglichkeiten sowie Hemmnisse bei deren städtebaulicher Integration. Im Vergleich zu Dieselbussen sind Fahrzeuginvestitionskosten deutlich höher, was in den geringe Stückzahlen zu sehen ist.
Die Vorteile für Oberleitungsbusse sind lange Nutzungszeiten der Oberleitungsinfrastruktur, geringere Betriebskosten durch die Nutzung von Elektroenergie sowie im Vergleich zu Dieselbussen längere Nutzungszeiten der Fahrzeuge von bis zu 20 Jahren. Besonders auf Strecken mit vielen Fahrzeugen sind Oberleitungsbusse und auch Straßenbahnen eine echte Alternative zu anderen Antriebsformen.

Hybrid-Oberleitungsbusse verfügen über eine ausreichend große und leistungsfähige Batterie, um längere Distanzen ohne Oberleitungen ohne Abstriche an der Geschwindigkeit zurücklegen zu können. Wie groß die Entfernungen ohne Oberleitung sein können, hängt ab von der Fahrzeugkonfiguration, speziell der Größe der Batterie, der Fahrzeugauslastung, der Fahrgeschwindigkeiten und dem Höhenprofil auf Abschnitten ohne Oberleitung sowie der Frage, ob die Abschnitte ohne Oberleitung längere Aufenthalte an Endhaltestellen beinhalten, an denen die Fahrzeuge geheizt bzw. klimatisiert werden müssen.
Von den örtlichen Gegebenheiten können die Kosten für die Oberleitungsinfrastruktur für Hybrid-Oberleitungsbusse geringer ausfallen als für konventionelle Oberleitungsbusse, da teure Infrastrukturelemente (Kreuzungen, Weichen oder Oberleitungen in Kurven oder auf großen Plätzen) zumindest teilweise entfallen können.
Hybrid-Oberleitungsbusse setzen ein sicheres Ein- und Ausdrahten der Stromabnehmer voraus. Im Gegensatz zu Schienenfahrzeugen ist dies aufgrund der hohen dynamischen Kräfte an den Stromabnehmerenden nicht ohne weiteres möglich. Während ein Ausdrahten in der Bewegung möglich ist, sind keine kommerziell verfügbaren Systeme bekannt, die ein sicheres Eindrahten während der Fahrt ermöglichen. Oberleitungsabschnitte sollten daher möglichst immer an Haltestellen beginnen. Für das Eindrahten im Stand existieren drei Methoden, ein händisches Eindrahten über Fangseile (ggf. unterstützt durch kleine Eindrahttrichter), halbautomatisches Eindrahten mittels Eindrahttrichter und automatische Eindrahtsysteme

Oberleitungsbusse
NOW GmbH - Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie

Schiemann Oberleitungsomnibus - Königsstein - Bad Königsbrunn


Oberleitungsbus

Quelle: Leif Simon Juraj Mazomeit

Potentiale des Hybrid-Oberleitungsbusses als effiziente Möglichkeit für die Nutzung erneuerbarer Energien im ÖPNV
Bundesministerium für Digitales und Verkehr

Oberleitungsbus
Wikimedia Foundation, Inc. (WMF)

E-Bus

Elektrobusse (E-Busse) sind ein wichtigen Teil der Mobilitätswende.Ein E-Bus funktioniert nach demselben Prinzip wie ein E-Auto oder ein Brennstoffzellenauto. Die hohen Anschaffungskosten (Bus und Ladeinfrastrukturausbau) für einen E-Bus sind ein Grund dafür, dass diese Fahrzeuge in Deutschland noch nicht stärker im öffentlichen Nahverkehr (ÖPNV) genutzt werden.
Die E-Busse haben eine Reichweite von ca. 450 bis 600 Kilometer ohne eine Ladung, die in der Regel für eine Tagesschicht im ÖPNV ausreicht. Außerdem wird beim Bremsen durch Rekuperation Energie zurückgewonnen. Besonders interessant sind induktive Ladestationen, die auch bei den E-Bahnen genutzt werden, bei denen eine Verkabelung entfällt. Wenn der Bus sich im Ladefeld befindet, wird er ohne Verbindungstück geladen.
Aufgrund gesetzlicher Vorgaben ist damit zu rechnen, dass die Zahl der E-Busse auch in den kommenden Jahren stark zunehmen wird. Für den Zeitraum von 2021 bis 2025 müssen mindestens 45 % der von Aufgabenträgern und Verkehrsunternehmen neu beschafften Busse müssen im Sinne der EU-Richtline "sauber" (also vollelektrisch oder mit Plug-In-Hybrid), mindestens 22,5 % emissionsfrei sein. Für den Zeitraum von 2026 bis 2030 steigen diese Anteile auf 65 % bzw. 32,5 %.

Die Komponenten enes E-Busses im Überblick
Quellen: Continental, Aysel – stock.ado
Bitte einsteigen: Continental-Technologien steuern Elektrobusse sicher
und nachhaltig in Richtung Zukunft

Continental AG

 

Batteriebusse
NOW GmbH - Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
E-Bus-Radar 2023
Maximilian Rohs, Felix Krewerth, PricewaterhouseCoopers GmbH

E-Schiff

Die meisten Kreuzfahrt- und Containerschiffe, Öltanker und Frachtschiffe werden zum großen Teil immer noch mit schwerem Dieselöl betrieben. Diese weltweit 90.000 Schiffe verbrennen zusammen 370 Millionen Tonnen Treibstoff im Jahr und produzieren dabei u.a. 20 Millionen Tonnen Schwefeloxid. Die Abgase haben verheerende Folgen für die Umwelt. Sie verändern das Weltklima sowie versauern die Meere. In der Binnenschifffahrt wird Schiffsdiesel als Treibstoff verwendet, der bei der Verbrennung weniger schadet, aber auch hier gelangen u.a. gefährliche Stickoxide an die Luft.
Marktforscher von IDTechEx One haben errechnet, dass neben Schwefeloxiden, Stickoxiden, Rußpartikeln und Feinstaub auch Kohlendioxid (CO2) freigestzt werden. Ein einziges großes Schiff stößt so viel CO2 aus wie 70.000 Autos, so viel Stickoxid wie 2 Millionen Autos und Feinstaub sowie krebserregende Partikel wie 2,5 Millionen Autos aus. Damit verursachen Schiffe allein 18 - 30 % der globalen Stickoxidemissionen.
Die Internationale Seeschifffahrts-Organisation hat deshalb im April 2018 beschlossen, die Emissionen drastisch zu reduzieren. Die 173 Mitgliedsstaaten der UN-Organisation wollen den CO2-Ausstoß der Schiffe bis 2050 im Vergleich zu 2008 mindestens halbieren. Seit März 2018 muss der Kraftstoffverbrauch aller Schiffe und damit auch der Abgasausstoß protokolliert werden.
Der Einsatz von Flüssiggas (LNG), Wasserstoff oder elektrische Energie. Besonders elektrische Antriebssysteme gelten nicht nur an Land und in der Luft als zukunftsfähig. Die umweltschonende Alternative zum Öl bietet sich in der Binnenschifffahrt oft schon heute an. Ein Vorteil des Batteriebetriebs ist, dass Stromdeutlich günstiger als Öl und vor allem günstiger als Marine-Diesel ist. Aus diesem Grund wird der Absatz für vollelektrische und hybride Schiffe weltweit wachsen, prophezeien die Analysten von IDTechEx.
Quelle: Inhaltlich - Infineon Technologies AG

Warum das Schiff der Zukunft elektrisch fährt
 Infineon Technologies AG
Das Elektroschiff: Die Zukunft der Schifffahrt?
me energy GmbH
Schiffe mit Elektromotor – sind Diesel und Schweröl ersetzbar?
Energie-Experten
E-Schiff der Bodensee-Schiffsbetriebe (BSB)
Bodensee-Schiffsbetriebe GmbH
E-Mobilität in der Praxis
WTSH Wirtschaftsförderung und Technologietransfer Schleswig-Holstein GmbH

Bausteine der Zukunft - Seltene Erden
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Norwegen hat Europas größtes Vorkommen Seltener Erden
Ströer Digital Publishing GmbH

Seltene Erden

Als Seltene Erden werden die Gruppe der sogenannten Lanthanoiden (Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium) sowie die beiden Elemente Scandium und Yttrium bezeichnet.


Metalle der Seltenen Erden im Periodensystem der Elemente (fett umrandet) - bitte anklicken
Quelle: Julian Claus

Seltenerdmetalle sind von hoher Bedeutung für die Industrie und haben zahlreiche Anwendungsgebiete. Die einzelnen Seltenen Erden werden hierbei für unterschiedliche Anwendungen genutzt. Da die Trennung der Elemente voneinander jedoch technisch aufwendig und teuer ist, werden, wann immer möglich, gemischte Seltenerdprodukte in nachgelagerten Prozessen verwendet.
Besonders für die Zukunftstechnologien (Autonomes Fahren, magnetische Kühlsysteme und Drohnen bzw. zivile Luftfahrzeuge für den Güter- und Personenverkehr, die aktuell weiterentwickelt werden) sind die Seltenen Erden notwendig.

Anwendungsgebiete Seltene Erden:
• Elektromobilität (Dysprosium, Neodym, Praseodym, Terbium)
• Batterien (Lanthan, Neodym)
• Katalysatoren (Lanthan, Cer Neodym, Praseodym, Samarium, Ytterbium)
• Permanentmagnete (Neodym, Praseodym, Dysprosium, Terbium, Samarium)
• Metall-Legierungen (Cer, Ytterbium, Dysprosium, Terbium, Neodym, Praseodym)
• Windkrafttechnologie (Dysprosium, Neodym, Praseodym, Terbium)
• Luftfahrt (Neodym, Samarium, Scandium, Europium)
• Kernkraft (Dysprosium, Europium, Samarium, Holmium, Gadolinium)
• Wasserelektrolyse (Scandium, Yttrium, Cer, Lanthan, Gadolinium)
• Halbleiter (Terbium, Cer, Erbium, Lanthan, Neodym, Praseodym, Samarium, Scandium, Yttrium, Ytterbium)
• Leuchtmittel (Cer, Dysprosium, Erbium, Europium, Lanthan, Lutetium, Gadolinium, Neodym, Praseodym, Terbium, Thulium, Ytterbium, Yttrium)
• Keramik (Scandium, Yttrium, Cer)
• Glas (Cer, Neodym, Praseodym, Holmium)
• Pigmente (Cer, Erbium, Europium, Gadolinium, Holmium, Neodym, Praseodym, Samarium)
• Polituren (Cer, Neodym)
• Laser (Ytterbium, Neodym, Holmium, Thulium, Erbium)
• Medizintechnik (Gadolinium, Lutetium, Terbium, Yttrium, Neodym, Erbium)

Erfahren Sie hier alles über Seltene Erden
TRADIUM GmbH

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Aus diesen seltenen Rohstoffen setzt sich
eine E-Auto-Batterie zusammen

Quelle: STREETLIFE Media AG

Neben den Seltenen Erden stecken auch diese Materialien im E-Auto (Stahl, Alu, Kupfer, Kunststoffe). Doch im Blickpunkt stehen die heute in E-Autos oder Smartphones üblichen Lithium-Ionen-Akkus und daher eben Lithium (im 400-Kilo-Akku ca. 4 Kilo) und Kobalt (12 Kilo) sowie auch Graphit (33 Kilo), Nickel (12 Kilo) und Mangan (11 Kilo). Die Seltenen Erden befinden sich nicht im Akku, sondern im E-Motor.

Die Wahrheit über E-Auto-Rohstoffe
STREETLIFE Media AG

Seltene Erden ließen sich auf Müll- oder Schrottplätzen "fördern", denn im Elektroschrott (Smartphones, Computern und anderen Elektrogeräten) sind diese enthalten. 62 Millionen Tonnen Elektroschrott landeten allein im Jahr 2022 auf dem Müll, die Tendenz ist steigend. Pro Einwohner fallen in Deutschland laut Statischem Bundesamt 12,5 Kilogramm Elektroschrott an.

Seltene Erden
Geolitho Stiftung gemeinnützige GmbH
Wofür und wie wir Seltene Erden gewinnen
ARD alpha
Norwegen hat Europas größtes Vorkommen Seltener Erden
Ströer Digital Publishing GmbH
Metalle der Seltenen Erden in Elektroautos
Agence France-Presse

Arbeiten an und in elektrotechnischen Anlagen dürfen nur von Installateurverzeichnis durchgeführt werden, die in das Installateurverzeichnis eines Energieversorgersunternehmens (EVU) bzw. Verteilungsnetzbetreibers (VNB) eingetragen sind. Eine Elektrofachkraft (EFK) darf im eingeschränktem fachbezogenen Bereich Bauteile anschließen. Die Tätigkeiten eines elektrotechnischen Laien sind besonders eingeschränkt.
Grundsätzlich sollte die Installation von PV-Anlagen nur von fachkundigen Personen vorgenommen werden.
Bei Installationen von mehr als 600 W muss die Installation durch einen Elektrofachbetrieb erfolgen. Außerdem müssen die Voraussetzungen des Netzbetreibers und örtliche Rechtsvorschriften beachtet werden.

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Hinweis! Schutzrechtsverletzung: Falls Sie meinen, dass von meiner Website aus Ihre Schutzrechte verletzt werden, bitte ich Sie, zur Vermeidung eines unnötigen Rechtsstreites, mich umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter kostenpflichtigen Abmahnung entspricht nicht dessen wirklichen oder mutmaßlichen Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen Abmahnung ohne vorhergehende Kontaktaufnahme mit mir wird daher im Sinne der Schadensminderungspflicht als unbegründet zurückgewiesen.
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