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Gasturbinen als Range Extender?

Frage von Cacaca Cacaca

Hallo,

ich wollte mal fragen warum eigentlich bei den derzeitigen Hybridsystemen Gasturbinen keine Rolle spielen?

Ich kenne Gasturbinen vor allem aus der Kraftwerkstechnik, wo sie sich durch niedrige Effizienz (aber im Vergleich zu Ottomotoren durchaus akzeptabel) und niedrige Anschaffungskosten auszeichnen. Außerdem kann man ja Gas oder Benzin verbrennen, wären doch alles Punkte die für eine GT sprechen.

Dazu kommt, dass man sie auch extrem klein bauen kann. Know-How gibt's auch ne Menge also warum keine Gasturbinen?

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Antworten (6)

  • 2
    Hilfreichste Antwort ausgezeichnet vom Fragesteller
    Hilfreichste Antwort von fussel fussel

    Gasturbinen haben nicht nur einen schlechten Teillastwirkungsgrad (was bei Range Extendern in der Tat unerheblich ist), auch im Auslegungspunkt sind sie nicht so gut, jedenfalls nicht die einfacheren. Gasturbinen machen bei Kraft/Wärmekopplung Sinn, da die Abwärme genutzt wird und je schlechter der "elektrische Wirkungsgrad", desto mehr Abwärme und damit desto besser der "Wärmenutzungs-Wirkungsgrad".

    Macht bei einem Range Extender keinen Sinn. Hinzu kommt, dass kleine Gasturbinen nochmal schlechter sind als große. Das sind thermische Strömungsmaschinen (ein Verdichter und eine Turbine auf eine Welle), die bei Miniaturisierung stark an Wirkungsgrad einbüßen (nicht mit der Leistung verwechseln, die kann trotzdem hoch sein).

    Drehzahlen von Gasturbinen sind allgemein sehr hoch. Bei Industriegasturbinen ist die Drehzahl nicht so hoch, da die Umfangsgeschwindigkeit der Schaufeln entscheidend ist. Gasturbinen in der "Range- Extender Größe" müssten aber deutlich höhere Drehzahlen aufweisen (schätze mal so zwischen 50.000 und 100.000 U/min), was für die Anpassung an die Generatordrehzahl ein Getriebe mit hohem Übersetzungsverhältnis verlangt. Das bringt aber hohe mechanische Verluste mit sich.

    Abgastechnisch ist die Gasturbine recht gut aufgrund der stationären Verbrennung in einer Brennkammer. Lediglich NOx entsteht aufgrund der hohen Temperaturen. Das ist nun leider recht kostspielig in der Nachbehandlung.

    Außer der hohen Leistungsdichte bleibt also nicht viel, was für einen Range-Extender Einsatz sprechen würde.

    Kommentar von Cacaca CacacaCacaca

    Danke für die ausführliche Antwort!

  • 2
    Antwort von StVOtto StVOtto

    Soweit ich mich richtig erinnere ist ein Grund dafür Ersatzteile, die bei solchen Turbinen in der Größe im Vergleich zu den traditionellen Motoren teurer sind. Außerdem auch die Erreichbarkeit der einzelnen Komponenten, vor allem der Schaufeln schwieriger sein könnte. Deswegen werden ja Turbinen auch erst für eine bestimmte Größe ausgelegt, die noch eine Wirtschaftlichkeitszeitraum hergibt, der im Rahmen liegt.

    Ich denke aber, dass vor allem die unterschiedlichen Lasten bei der Autofahrt der Knackpunkt sind. Der Wirkungsgrad verschlechtert sich drastisch beim dauerhaften Anfahren und Bremsvorgängen.

    Kommentar von route66 route66

    Der Teillastwirkungsgrad von Turbinen ist tatsächlich schlecht, aber beim Range-Extender wäre es ggf. ja möglich, im Betriebspunkt zu arbeiten...

  • 1
    Antwort von anonymous Gast

    Der Kolbenmotor als Range Extender ist groß, schwer, teuer, säuft jede Menge Sprit und hat endlos viele Teile und kostet Milliarden in der Weiterentwicklung.

    Die Gasturbine ist klein. leicht, hat nur wenige Teile, braucht sehr wenig Sprit und ist schon lange bestens erforscht. In Hubschraubern gibt es sie schon lange und im Auto muss weniger Wert auf Betriebssicherheit gelegt werden.

    Warum steckt die Autoindustrie nicht ein paar kleine Millionen in die Entwicklung und alle Probleme sind gelöst? 300 PS bei 3l/100km kann man mit einem Kolbenmotor niemals erreichen.

    Meine Anfragen an die Autoindustrie ergaben ziemlich übereinstimmende Antworten: Wir haben schon so viel Geld in die Entwicklung des Kolbenmotors gesteckt, das muss sich erst einmal amortisieren. Warum Kolbenmotor? Weil es immer so war!

    Wie lange kann sich die Autoindustrie diese Ignoranz noch leisten?

  • 1
    Antwort von flawless flawless

    Einer der größten Nachteile der Gasturbine sollte die Geräuschentwicklung sein. Ich vermute, dass sie sich mitunter aus diesem Grund nicht durchsetzen konnten.

  • 1
    Antwort von silverbullet silverbullet

    Schau mal in diese Frage und Antworten rein: http://www.autofrage.net/frage/range-extender-im-jaguar-c75x

  • 1
    Antwort von demosthenes demosthenes

    Gasturbinen gab es nach dem Krieg auch mal in PKW (Rover, Chrysler), haben sich da aber offensichtlich nicht bewährt und sind deshalb wieder vom Markt verschwunden.

    Unbekannt ist mir, wie das Abgasverhalten einer solchen Turbine im Strassenverkehr wäre.

    Wenn es Dir primär um einen besonders klein bauenden Range-Extender geht, dann solltest Du Dich eher mal mit einem Wankelmotor beschäftigen, der für diesen Einsatz nach meiner Erfahrung sehr geeignet sein müsste.

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