Heizung und Klimatisierung spielen bei E-Bussen eine größere Rolle als beim Diesel. Konvekta hat daher jetzt EmCO2s (sprich: Emcos) entwickelt. Das neue Heiz- und Klimasystem für E-Busse soll weniger Energie benötigen als eine Anlage mit elektrischem Heizer.
Einen Elektrobus effizient und sparsam zu betreiben, um Kosten zu sparen oder an gewünschter Reichweite zu gewinnen, ist nur mit einer effizienten Heizung und Kühlung möglich. Ein konventionelles Thermomanagement mit elektrischer Zusatzheizung benötigt bekanntermaßen bis zu 50 Prozent der einem E-Bus zur Verfügung stehenden Energie – in einem harten Winter wie diesem kann es auch mal mehr sein.
Die BVG in Berlin konnte davon auch medial ein ungutes Lied singen, da viele Elektrobusse mit rein strombetriebener Heizung ihr Pensum nicht erfüllen konnten. Daher setzen viele Betreiber immer noch auf fossile Zuheizer mit Dieselbetrieb, was aber eigentlich bei einem Null-Emissionsbus ein Unding sein sollte.
So viel wie nötig – so sparsam wie möglich
Konvekta EmCO2s – Ecological Mobile CO2 System – ist ein sehr durchdachtes System, dessen Effizienz auf dem Zusammenspiel der einzelnen Komponenten beruht, die jetzt aber alle miteinander verbunden sind. 2018 ging die seit vielen Jahren von den Nordhessen entwickelte CO2 Wärmepumpe erstmals im Mercedes-Benz eCitaro in Serie und war eine kleine Sensation. Bisher wurden rund 400 Anlagen ausgeliefert.
Foto: Konvekta
Jetzt legt Konvekta nach und macht das System intelligenter und dadurch effizienter. Dies gelingt vor allem durch eine eigens neu entwickelte Steuereinheit – die Konvekta "Clever Control" und seine Steuerknoten. Sie regelt nicht nach fest vorgegebenen Parametern, sondern es werden individuell sämtliche Fahrzeugwerte, wie Passagierzahl, Luftgüte, Batterietemperatur, Außentemperatur und weitere Einflussfaktoren erfasst, ausgewertet und die Klimatisierung bedarfsgerecht auf die Anforderungen angepasst. Sind beispielsweise viele Personen im Fahrzeug, muss der Innenraum weniger stark beheizt werden, da jede einzelne Person durch die eigene Körperwärme den Bus mit aufwärmt. Sind wenige Personen im Fahrzeug, muss der Innenraum stärker beheizt werden. Durch diese individuelle Reglung, die sich automatisch jeder Situation anpasst, werden unnötige Energieverluste vermieden.
Die benötigte Energie gewinnt EmCO2s durch eine CO2-Wärmepumpe, wie schon im Vorgängersystem. Diese bezieht bis zu 75 Prozent der benötigten Wärme oder Kälte nicht aus fossilem Brennstoff oder Strom, sondern aus der Natur – aus der Umgebungsluft. Nach Aussage von Konvekta funktioniert das noch bei bis zu -20 Grad Celsius Außentemperatur. Desweiteren sammelt das EmCO2S -System systembedingte Abwärme im Bus und speichert diese in zwei neuartigen Energieträgermodulen auf dem Dach, die auf Wasserbasis funktionieren und vom unlängst eingestellten Projekt "Heat2go" inspiriert wurden. Bei Bedarf wird die Wärme zurück in das System geführt, direkt an die Stellen im Businnenraum, an denen sie gerade benötigt wird – so zum Beispiel die Konvektorenheizung. Genutzt werden kann die Abwärme der Antriebsmotoren, des Bremswiderstands oder die der Batterien, welche das System aufnimmt und zwischenspeichert, um später den Fahrzeuginnenraum damit zu heizen. Dem Hersteller des Busses sind hier kaum Grenzen auferlegt, jede beliebige Komponente kann integriert werden.
Praxistests: bis zu 30 Prozent mehr Reichweite
"Schneefall wird auch heute in einem breiten Streifen für erhebliche Verkehrsbeeinträchtigungen verantwortlich sein. Wie der Deutsche Wetterdienst mitteilte, sei mit Dauerfrost, zehn Zentimetern Neuschnee und Temperaturen bis zu minus 10 Grad Celsius zu rechnen." – so sah das Wetter am 8. Februar dieses Jahres aus. Optimale Bedingungen, um das neue EmCO2s-System auf Herz und Nieren zu testen und auszuwerten.
Gemessen wurden verschiedene 12-Meter-Stadtbusse in einem Gebiet mit mittlerer Topographie in Deutschland. Die Fahrzeuge waren ca. 14 Stunden im Einsatz. Die Fahrtstrecke betrug pro Tag ungefähr 140 Kilometer und die Fahrzeuge wurden nicht vorkonditioniert. Die Erfassung der Messdaten erfolgte über das komplette Fahrzeugsystem - vom Antrieb, über die Nebenverbraucher bis hin zu den Klimakomponenten. Die Auswertungen zeigten, dass nach einer kurzen Aufwärmphase am Morgen und nach der Pause die Anlage gleichmäßig lief, die Innenraumsolltemperatur von 20 Grad Celsius wurde problemlos über den ganzen Tag erreicht. Die Fahrzeuge mit einem EmCO2s-System als Gesamtsystem mit optimal abgestimmten Komponenten benötigten nur 1,58 kWh/km. Ein System mit rein elektrischer Heizung benötigt unter gleichen Bedingungen 2,15 kWh/km. Bei diesen niedrigen Temperaturen konnten somit die Elektrobusse mit einem EmCO2s-System ca. 27 Prozent Energie einsparen oder die Reichweite um 27 Prozent erhöhen.
