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Hybrid

Der Ausdruck Hybrid stammt von dem lateinischen Fremdwort griechischen Ursprunges (Hybrida, -ae, m), ab und hat die Bedeutung von etwas Gebündeltem, Gekreuztem oder Gemischtem.

Technik

Allgemein versteht man in der Technik unter Hybrid ein System, bei welchem zwei Technologien miteinander kombiniert werden.

Die vorangestellte Bezeichnung Hybrid- betont ein aus unterschiedlichen Arten oder Prozessen zusammengesetztes Ganzes. Die Besonderheit liegt darin, dass die zusammengebrachten Elemente für sich schon Lösungen darstellen, durch das Zusammenbringen aber neue erwünschte Eigenschaften entstehen können.

Auch wenn das Zusammenbringen verschiedener Subsysteme geradezu ein Prinzip von Systemen ist, meiden Systeme eher solche Hybrid-Lösungen. Denn das Hybridartige bedeutet, dass Doppel- oder Mehrfachlösungen für die gleiche Funktion eingesetzt werden, die einen jeweils unterschiedlichen inneren Aufbau besitzen.

Systeme sichern ihre Existenz jedoch eher aus der Mehrfachverwendung gleicher Teile für die gleiche Funktion (Redundanz) oder das Zusammenbringen von unterschiedlichen Subsystemen für unterschiedliche Ziele.

Antriebe und Motoren

Ein Hybridelektrokraftfahrzeug ist nach der eingebürgerten Bedeutung "Mischling" ein Fahrzeug mit zweierlei Energiearten beziehungsweise Antrieben. Die am weitesten verbreitete Hybridvariante ist die Kombination aus Verbrennungsmotor (also Diesel, Benziner oder Flüssiggas) als Hauptenergiequelle und elektrischer Maschine mit einem Stromspeicher in Form eines Akkumulators oder Doppelschicht-Kondensators. Hybride Antriebssysteme bestehen aus einer Kombination von mindestens zwei verschiedenen Antrieben. In der Praxis handelt es sich meist um die Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einem oder mehreren Elektromotoren in einem Fahrzeug. Die in Europa verkauften Hybrid-Autos besitzen in der Regel einen Benzin- und einen Elektromotor.

Hybridbus

Hybridbusse gehören zur Gattung der Hybridelektrokraftfahrzeuge, sie sind ähnlich wie Duo-Busse mit zwei Antriebssystemen ausgestattet. Sie verfügen über einen Dieselmotor, einen Elektrischen Generator als Stromerzeugungsaggregat, Elektromotoren und ein Stromspeichersystem.

Im Gegensatz zu Duo-Bussen sind sie von Oberleitungen komplett unabhängig, der Dieselmotor dient der stetigen Stromversorgung, wobei der erzeugte Strom sowohl in die Elektromotoren fließt, die eigentlich die Achsen antreiben, als auch in den Stromspeicher. Spitzen im Energieverbrauch – etwa beim Anfahren – werden aus dem Stromspeicher versorgt.

Bei diesem System wird der Kraftstoffverbrauch reduziert, einerseits durch die Verstetigung und den Verzicht auf hohe Drehzahlen, andererseits auch durch die Möglichkeit, Bremsenergie über die dann generatorisch wirkenden Elektromotoren in den Stromspeicher zurückzuspeisen. Deutlich reduzieren lässt sich dadurch auch der Ausstoß an Schadstoffen. Nachteil des Systems ist der etwas höhere Platzbedarf der technischen Ausrüstung, welcher zu Lasten der Fahrgastplätze geht, sowie das noch hohe Gewicht der Stromspeicher.

Parallele und serielle Hybridtechnologie

Aktuell sind zwei Hybridtechniken in der Erprobung.

Bei der parallelen Hybridtechnologie greifen beide Antriebsarten zugleich auf den Antriebsstrang zu. Der elektronische Antrieb wirkt hier meist nur unterstützend. Der Verbrennungsantrieb läuft dauerhaft. Diese Technik wird besonders bei Regionalbussen eingesetzt, welche eine mittlere Durchschnittsgeschwindigkeit und einen längeren Haltestellenabstand haben.

Bei der seriellen Hybridtechnologie wird zunächst vom Verbrennungsmotor Strom erzeugt, welche in einer Batterie zwischengespeichert wird. Aus dieser Zwischenspeicherung treibt ein Elektromotor die Räder an. Hierbei kann das Anfahren auch rein elektrisch erfolgen. Diese Technik wird besonders bei Stadtbussen verwendet, welche eine niedrige Durchschnittsgeschwindigkeit und einen kurzen Haltestellenabstand haben.

Mercedes Benz

Der vermutlich weltweit erste Hybridbus war der Mercedes-Benz O 305 OE, der ab 1979 in Stuttgart und Wesel im Einsatz war.

Von der Firma Mercedes-Benz wurde 1996 eine Vorserie (MB O 405 GNDE) als Niederflurbus mit Radnabenantrieben gefertigt. Die Entwicklung wurde jedoch eingestellt, die Berliner Verkehrsbetriebe haben Restbestände im Einsatz.

Aktuell produziert Mercedes-Benz den Citaro G BlueTec Hybrid. Dieser ist als serieller Hybrid ausgelegt. Das heißt ein Dieselmotor speist über einen Generator eine Batterie. Diese Batterie speist die elektrischen Fahrmotoren. Durch den gleichmässigeren Betrieb des Dieselmotors, sowie die Rückgewinnung von Bremsenergie kann, trotz mehrmaliger Energieumwandlung, eine Verbrauchsminderung erzielt werden.

Aus diesem abgeleitet ist der Citaro FuelCELL-Hybrid. Dieser verbindet die wasserstoffgetriebene Brennstoffzellen-Technologie mit der seriellen Hybridtechnologie. Die elektrische Energie für die Fahrmotoren liefert hier neben der Batterie, eine Brennstoffzelle statt eines Dieselmotors mit Generator. Durch die Speicherung von Bremsenergie in den Batterien und einem lastunabhängigen Betrieb der Brennstoffzellen kann der Verbrauch um 10 - 25% reduziert werden. Hierdurch kann das Tankvolumen auf 35 Kilogramm, gegenüber 45 Kilogramm eines Citaro FuelCell, verringert werden. Die Batterien haben eine Kapazität von 27 kWh. Der elektrische Antrieb wird über Radnabenmotoren mit einer Gesamtleistung von 120 kW realisiert. Zehn 12m-Citaro FuelCell-Hybrid sollen ab 2010 in Hamburg im Linieneinsatz der Hamburger Hochbahn getestet werden. Weltweit sollen 21 weitere dieser Busse in verschiedenen anderen Städten getestet werden. Mercedes-Benz rechnet mit dem Beginn der Serienfertigung zwischen 2015 und 2020.

MAN

Mitte 2007 wurde ein Fahrzeug auf Basis des MAN Lion’s City vorgestellt. Diese Fahrzeuge befinden sich seit Juli 2007 im Probeeinsatz bei den Berliner Verkehrsbetrieben. Ein Pilotprojekt läuft seit August 2005 zwischen Hallbergmoos und dem Flughafen München Franz Josef Strauß (Linienbus 699).

Hess-Vossloh

Ebenfalls im Juli 2007 wurde mit dem Hess-Vossloh Kiepe lighTram der erste Doppelgelenk-Hybridbus vorgestellt und in Zug getestet.

Solaris

Die Dresdner Verkehrsbetriebe testen seit Januar 2007 einen Solaris Urbino 18 Hybrid. Der Bus wird auf der Linie 82 eingesetzt. Weitere Busse gleichen Typs verkehren seit Mitte 2007 als erster Hybridbus in der Schweiz beim Regionalbus Lenzburg, seit Herbst 2007 bei den Leipziger Verkehrsbetrieben und seit Januar 2008 bei den Bochum-Gelsenkirchener Straßenbahnen.

Am 13. September 2008 wurde in München der erste Hybrid-Gelenkbus mit einem geschlossenem Dieselrußpartikelfilter der Firma Solaris beim Münchner Busbetrieb Josef Ettenhuber vorgestellt. Er kommt seither im Regionalbusverkehr des MVV (Münchner Verkehrsverbund) zum Einsatz. Gemeinsam werden das Unternehmen Ettenhuber und der MVV den Bus über vier Jahre hinweg auf seine Wirtschaftlichkeit hin prüfen.

BredaMenarinibus

In Italien bietet das Unternehmen BredaMenarinibus den 12-Tonner Elektro-Dieselmotor-Hybrif BredaMenarinibus M 240 El für 88 bis 97 Mitfahrer an.

Voith Turbo

Die Firma Voith Turbo bietet zwei Hybridtechnologien zum Verbau in Bussen an. Zum einen das System DIWAhybrid, das die Parallelhybridtechnologie nutzt. Dieses basiert auf dem Modell der Voith-DIWA-Automatikkupplung und ist für höhere Geschwindigkeiten ausgelegt. Diese Technologie soll in den USA in Concord unweit San Franciscos ab dem Frühjahr 2010 getestet werden. Daneben bietet Voith mit dem Hybrid ElvoDrive eine serielle Hybridtechnologie für den Stadtbusverkehr an. Sechs Busse der Firma Scania werden mit dieser Technologie seit Mai 2009 in Stockholm getestet.

Quelle Wikipedia