Rekuperation (Technik)

In der Technik wird der Ausdruck Rekuperation (lat. recuperare ‚wiedererlangen‘, ‚wiedergewinnen‘) für technische Verfahren zur Energierückgewinnung verwendet.

In der Lüftungstechnik wird zwischen rekuperativen und regenerativen Verfahren zur Wärmerückgewinnung unterschieden, wobei bei letzteren auch ein Teil der in der Abluft enthaltenen Feuchte übertragen wird.

Luftvorwärmer

Als Luftvorwärmer (in der Kraftwerkstechnik üblich „Luvo“ genannt) werden Rekuperatoren regelmäßig in Kraftwerken und manchmal in Feuerungsanlagen eingesetzt. Sie dienen dort als Wärmeübertrager (Wärmetauscher) dazu, einen Teil der Wärme der Abgase auf die Frischluft zu übertragen. Durch die so erhitzte Frischluft wird weniger Brennstoff verbraucht, um im Heizkessel die gewünschte Betriebstemperatur zu erreichen bzw. zu halten.

Rekuperationsbremse

Im Fahrzeugbau werden rekuperative Bremsen seit mindestens den 1900er Jahren, zum Beispiel auf Zahnradbahnen wie der Rittner Bahn oder bei der Schweizer Elektrolokomotive Krokodil, eingesetzt. Bei einer Nutzbremse erfolgt die Rückspeisung der Energie entweder in ein Stromnetz, wie bei Schienenfahrzeugen und Oberleitungsbussen, oder in einen Energiespeicher im Fahrzeug, beispielsweise bei Elektroautos. In Hybridautos speist die Nutzbremse elektrische Energie in den Akkumulator, einen Speicherkondensator (Superkondensator) oder Schwungradspeicher zurück, die ursprünglich sowohl aus der mechanischen Energie des Verbrennungsmotors (Chemische Energie des Kraftstoffs) als auch aus derjenigen des Elektromotors stammt (Elektromotorische Bremse).

In Linienbussen werden teilweise Wirbelstrombremsen eingesetzt, um die elektrischen Heizungen bei kaltem Wetter mittels Bremsenergie aufzuheizen. Hierdurch wird die hierfür notwendige Energie nur noch zum Teil durch die Lichtmaschine erzeugt. Besonders im Stadtverkehr sind hiermit große Einsparungen möglich. An warmen Tagen werden außenliegende Widerstände geheizt, die durch den Fahrtwind oder durch Ventilatoren gekühlt werden. Durch die kontaktfreie Wirbelstrombremse wird der Feinstaubausstoß durch Bremsbelagabrieb vermieden. Ein Fading durch erhöhte Temperatur der Bremsanlagen wird ebenfalls verhindert, dadurch sind bei langen Bergabfahrten Notbremswege nicht verlängert.

Bei modernen Fahrzeugen mit verringertem Treibstoffverbrauch wird im Brems- oder Schubbetrieb die Spannung des Generators angehoben und damit der Ladevorgang beschleunigt, um sie im Normalbetrieb reduzieren oder den Generator ganz abschalten und so den Motor entlasten zu können. Bei anderen Techniken wird eine zweite Batterie eingebaut und z. B. für den zusätzlichen Bedarf bei der Start-Stopp-Funktion während des Bremsvorgangs geladen.

Literatur

• Andreas Hartmann: Energie- und Wärmemanagement mit thermischer Rekuperation für Personenkraftwagen. Logos Verlag GmbH, Berlin 2014, ISBN 978-3-8325-3737-1.
• Torsten Herzog: Strategien und Potenziale zur Verbrauchsreduzierung bei Verkehrsstaus. Institut für Verkehrswesen, Kassel, ISBN 978-3-86219-160-4.

Siehe auch

• KERS – Energierückgewinnung im Rennsport
• Kraft-Wärme-Kopplung

Weblinks

• Energierückgewinnung aus Abwärme, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (abgerufen am 20. April 2018)

• Regeneratives Bremsen und Strategien (abgerufen am 12. November 2015)