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Hybriden gehen in die Luft
Rund 2,2 Prozent des weltweiten CO2-Ausstoßes entfällt auf den Luftverkehr. Flugzeuge müssen daher vor allem effizienter werden. Eine Möglichkeit ist die Elektrifizierung des Antriebs, wie ihn Siemens zusammen mit seinen Partnern Diamond Aircraft und EADS beim Motorsegler DA36 E-Star untersucht. Der Motorsegler auf der Basis einer HK36 Super Dimona von Diamond Aircraft ist weltweit einzigartig. Das Flugzeug nutzt als Antriebsstrang erstmals einen seriell-hybriden Elektroantrieb, der bislang zum Beispiel bei Kraftfahrzeugen eingesetzt wird: Ein 70 kW starker Elektromotor von Siemens treibt den Propeller an. Den elektrischen Strom liefert ein kleiner Verbrennungsmotor mit Generator, der dabei ausschließlich als Stromerzeuger fungiert. Ein Siemens-Umrichter versorgt den Elektromotor mit Energie aus der Batterie und dem Generator. Da der Verbrennungsmotor stets gleichmäßig und bei niedriger Leistung von 30 kW läuft, ist der Benzinverbrauch sehr gering. In der Start- und Steigflugphase steuert ein Batteriesystem von EADS den höheren Leistungsbedarf bei, im Reiseflug wird der Akku wieder nachgeladen.
"Das Konzept des seriell-hybriden Elektroantriebs ermöglicht einen leisen elektrischen Start und eine erhebliche Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen", sagte Christian Dries, der Eigentümer von Diamond Aircraft. "Zugleich ermöglicht es die von einem Luftfahrzeug erwartete große Reichweite." Der Elektroantrieb soll im Vergleich zu den derzeit effizientesten Technologien 25 Prozent an Kraftstoff und Emissionen einsparen. Die Technologie soll zunächst bei kleinen Flugzeugen erprobt werden, langfristig soll dieser Antrieb auch bei großen Luftfahrzeugen zum Einsatz kommen.
Die Siemens-Division Drive Technologies lieferte einen Niederspannungsmotor auf Permanentmagnetbasis, einen Frequenzumrichter und die Steuerungstechnik. Sie wendet dabei ihr Know-how an, das sie bei der Implementierung des integrierten elektrischen Antriebsstrangs in anderen Bereichen gesammelt hat, zum Beispiel als Hauptantrieb für Kreuzfahrtschiffe. Ralf-Michael Franke, CEO der Siemens-Division Drive Technologies: "Wir zeigen an diesem Beispiel unsere Kompetenz im gesamten Antriebsstrang. Wir kombinieren unser umfangreiches Antriebsangebot mit Engineering- und Branchen-Know-how und integrieren so die Komponenten perfekt in die Kundenapplikation. Dadurch können wir unseren Kunden den optimalen Antriebsstrang liefern, mit dem er effizient ein Schiff und einen Hybridbus antreiben oder ein Flugzeug fliegen kann."
Im nächsten Entwicklungsschritt soll der integrierte Antriebsstrang weiter optimiert werden. Derzeit arbeiten Siemens-Wissenschaftler an einem neuen Elektromotor, der fünf Mal so leicht wie herkömmliche Antriebe sein soll. bw
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