Bei Autos sind Hybridantriebe, also die Kombination verschiedener Antriebsprinzipien und Energiespeicher, längst gebräuchlich, etwa die Verbindung von Benzin- oder Diesel- mit Elektroantrieb. Baumaschinen verfügen ohnehin meist über mehrere Antriebe, wie Fahrantrieb, Schwenkantrieb und Arbeitsantrieb, die jeweils hybridisiert werden könnten. Allerdings kommt in den meisten Baggern die Energie für sämtliche Antriebe vom Dieselmotor. Am Institut für Fahrzeugsystemtechnik des KIT wurden nun die unterschiedlichen Hybridisierungsmaßnahmen auf ihr Potenzial zur Effizienzsteigerung hin untersucht. Dafür wurde ein Bagger mit Sensoren ausgestattet und so über Monate bei der Arbeit auf unterschiedlichen Baustellen überwacht. Anschließend wurden verschiedene Varianten der Hybridisierung am Rechner simuliert und ermittelt, welches Potenzial zur Effizienzsteigerung sie im realen Betrieb haben würden.
Der elektrische Betrieb des Schwenkwerks eines Hydraulikbaggers bringt bspw. eine Effizienzsteigerung beim Laden von Erdreich oder Schutt auf einen Lastwagen um 11 % und eine Kraftstoffeinsparung von rd. 8 %. Mit zusätzlicher Rückgewinnung von Bewegungsenergie beim Absenken des Baggerarms seien sogar Effizienzsteigerungen von insgesamt 12,5 % und 9 % weniger Spritverbrauch zu erwarten. Weiteres Potenzial ist vorhanden, wenn eine Software bedarfsgerecht und nach Effizienzgesichtspunkten entscheidet, mit welchem Antrieb die unterschiedlichen Funktionen des Baggers gerade am besten betrieben werden sollen.
In Anbetracht des geschätzten Verbrauchs eines mittelschweren Baggers von 100.000 l Diesel über seinen gesamten Lebenszyklus steckt in den Hybridantrieben für Baumaschinen ein erhebliches Energiesparpotenzial. Dennoch sieht das KIT die Hybridisierung mehr als Brückentechnologie auf dem Weg zur vollständigen Elektrifizierung von Baumaschinen, die jedoch wegen des hohen Energiebedarfs der Maschinen und mangelnder Speichertechnologie noch vor großen Hürden steht.
Quelle: Niklas Bargen, KIT