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metacell:ecosystem:zahlenspiele [23.02.2020 15:05]
Bernd.Brincken [Kapazität] 		metacell:ecosystem:zahlenspiele [30.11.2023 15:50] (aktuell)
Bernd.Brincken [Preis-Visionen] Satzbau
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 Bei einem a) **Pedelec** ist die Leistung in der EU begrenzt auf 250 Watt (bis 25 km/h), für **S-Pedelec** 450 W (bis 45 km/h, mit Versicherungskennzeichen). Dies ist ein "Sinus-Wert", d.h. er darf dauerhaft nicht überschritten werden, kurzzeitig aber schon, etwa zum Anfahren oder Beschleunigen. Bei einem a) **Pedelec** ist die Leistung in der EU begrenzt auf 250 Watt (bis 25 km/h), für **S-Pedelec** 450 W (bis 45 km/h, mit Versicherungskennzeichen). Dies ist ein "Sinus-Wert", d.h. er darf dauerhaft nicht überschritten werden, kurzzeitig aber schon, etwa zum Anfahren oder Beschleunigen.
  
-Mit den 250 W Pedelec werden mit einem Tourenrad, also in aufrechter Haltung (cwa 0,8), etwa 25 km/h erreicht; in der Theorie 200 W gemäß [[http://www.kreuzotter.de/krause_speed.htm|kreuzotter.de]]. Wenn der Fahrer noch ein paar Watt dazu-strampelt - typisch sind 100 bis 150 W, Sportler erreichen auch das dreifache - stehen maximal 400 W zur Verfügung. Das ist sinnvoll für Steigungen und zum Beschleunigen. +Mit den 250 W Pedelec werden mit einem Tourenrad, also in aufrechter Haltung (cwa 0,8), etwa 25 km/h erreicht; in der Theorie 200 W gemäß [[http://www.kreuzotter.de/krause_speed.htm|kreuzotter.de]]. Wenn der Fahrer noch ein paar Watt dazu-strampelt - typisch sind 100 bis 150 W, Sportler erreichen auch das vierfache - stehen maximal 400 W zur Verfügung. Das ist sinnvoll für Steigungen und zum Beschleunigen. 
  
-Der Leistungsbedarf ergibt sich bei Geschwindigkeiten über 20 km/h überwiegend aus dem [[wpde>Luftwiderstand]], während [[wpde>Rollwiderstand]] und Reibung im Antrieb eine immer kleinere Rolle spielen. Er steigt mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit - bei 50 km/h braucht man also die achtfache Leistung wie bei 25, beim S-Pedelec mit 45 km/h die 5,8-fache wie bei 25 km/h - über 1.000 W. Diese zulässige Geschwindigkeit ist mit den 450 + 150 = 600 W also nicht erreichbar. Realistisch sind 35 km/h, mit Rennlenker auch 40.+Der Leistungsbedarf ergibt sich bei Geschwindigkeiten über 20 km/h überwiegend aus dem [[wpde>Luftwiderstand]], während [[wpde>Rollwiderstand]] und Reibung im Antrieb eine immer kleinere Rolle spielen. Er steigt mit der //dritten// Potenz der Geschwindigkeit - bei 50 km/h braucht man also die achtfache Leistung wie bei 25, beim S-Pedelec mit 45 km/h die 5,8-fache wie bei 25 km/h - über 1.000 W. Diese zulässige Geschwindigkeit ist mit den 450 + 150 = 600 W also nicht erreichbar (daher wurde der Grenzwert kürzlich auf 1,5 kW angehoben). Realistisch sind 35 km/h, mit Rennlenker auch 40.
  
-Der Luftwiderstand hängt wesentlich an der [[wpde>Stirnfläche]], die man durch Ducken, durch einen flacheren Lenker oder einen kleineren Fahrer senken kann. Noch mehr bringt eine liegende Position ([[http://www.kreuzotter.de/krause_speed.htm|Tiefliegerad cwa 0,18]]), die aber praktisch kaum benutzt wird. Wiederum, während [[wpde>Rekuperation]] grundsätzlich sinnvoll ist, allein weil ohne mechanischen Zusatzaufwand realisierbar, kann sie in Luft-Reibung umgesetzte Energie nicht zurückholen. +Der Luftwiderstand hängt wesentlich an der [[wpde>Stirnfläche]], die man durch Ducken, durch einen flacheren Lenker oder einen kleineren Fahrer senken kann. Noch mehr bringt eine liegende Position ([[http://www.kreuzotter.de/krause_speed.htm|Tiefliegerad cwa 0,18]]), idealerweise mit Vollverkleidung - bisher aber nur selten genutzt ([[wpde>Velomobil]]). Wiederum, während [[wpde>Rekuperation]] grundsätzlich sinnvoll ist, allein weil ohne mechanischen Zusatzaufwand realisierbar, kann sie in Luft-Reibung umgesetzte Energie nicht zurückholen. 
  
 Nun zu einem E-Motorrad, z.B. für einen Pendler, der auch die Autobahn nutzt. Er muss gesetzlich mindestens 60, praktisch wegen der LKW 90 km/h erreichen. Nennen wir es b) **Commuter-Bike**. \\  Nun zu einem E-Motorrad, z.B. für einen Pendler, der auch die Autobahn nutzt. Er muss gesetzlich mindestens 60, praktisch wegen der LKW 90 km/h erreichen. Nennen wir es b) **Commuter-Bike**. \\ 
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 Warum geben die meisten Pedelec-Anbieter denn 80 km oder 120 km an? In der Praxis werden die 250 W nur selten genutzt, denn bereits bei 100 W spürt der Fahrer einen deutlichen 'Rückenwind'; vielleicht reicht ihm das. \\ Irgendeine Norm für die Messung gibt es ohnehin nicht - siehe auch [[metacell:ecosystem:Zyklenzahl]]. Warum geben die meisten Pedelec-Anbieter denn 80 km oder 120 km an? In der Praxis werden die 250 W nur selten genutzt, denn bereits bei 100 W spürt der Fahrer einen deutlichen 'Rückenwind'; vielleicht reicht ihm das. \\ Irgendeine Norm für die Messung gibt es ohnehin nicht - siehe auch [[metacell:ecosystem:Zyklenzahl]].
  
-Nun die Kosten, nur auf die Zellen gerechnet: Eine 18650 Marken-Lithium-Ionen-Zelle - und nur die erreicht annähernd die Leistungswerte des Herstellers - mit 3,6 Volt und 2,5 Ah, also 9 Wh - kostet etwa 4 Euro. Die Fahrbatterie mit 250 Wh (28 Zellen) kommt daher auf 112 €, Gewicht 1,4 kg.\\+Nun die Kosten, nur auf die Zellen gerechnet: Eine 18650 Marken-Lithium-Ionen-Zelle - und nur die erreicht annähernd die Leistungswerte des Herstellers - mit 3,6 Volt und 2,5 Ah, also 9 Wh - kostet etwa 4 Euro (Stand 2019). Die Fahrbatterie mit 250 Wh (28 Zellen) kommt daher auf 112 €, Gewicht 1,4 kg.\\
 Für den Pedelec-Betreiber macht das grob 10% der Fahrzeug-Kosten und des Gewichts aus.  Für den Pedelec-Betreiber macht das grob 10% der Fahrzeug-Kosten und des Gewichts aus. 
  
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 Beim verkleideten Commuter-Bike (cwa 0,3) ändern sich die Verhältnisse noch einmal deutlich: Nehmen wir auch hier an, man will eine Stunde fahren, kommt also 100 km weit - für einen Pendler praktikabel. Für die 4 kWh braucht man dann 445 Zellen, die 1.785 € kosten, und 22,3 kg wiegen. Bei einem halbwegs marktgerechten Endpreis von 8.000 € bedeutet das einen Anteil von 22%.  Beim verkleideten Commuter-Bike (cwa 0,3) ändern sich die Verhältnisse noch einmal deutlich: Nehmen wir auch hier an, man will eine Stunde fahren, kommt also 100 km weit - für einen Pendler praktikabel. Für die 4 kWh braucht man dann 445 Zellen, die 1.785 € kosten, und 22,3 kg wiegen. Bei einem halbwegs marktgerechten Endpreis von 8.000 € bedeutet das einen Anteil von 22%. 
  
-Der E-PKW darf für den gleichen Kosten-Anteil, mit doppelt so großem Akku von 8 kWh, dann 16.000 € kosten; siehe z.B. [[http://e-go-mobile.com/de/modelle/e.go-life/|E-Go]]. Ob ein PKW mit nur 100 km Reichweite reale Marktchancen hätte, wird hier nicht betrachtet.  +Der E-PKW darf für den gleichen Kosten-Anteil, mit doppelt so großem Akku von 8 kWh, dann 16.000 € kosten; siehe z.B. [[https://e-go-mobile.com/ueber-e-go/|E-Go]]. Ob ein PKW mit nur 100 km Reichweite reale Marktchancen hätte, wird hier nicht betrachtet.  
  
 ==== Zyklenzahl ==== ==== Zyklenzahl ====
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 Dies sind die reinen Batterie-Kosten - ohne Wertverlust des Fahrzeugs, Wartung, Entsorgung, Verbrauchsmittel (Reifen etc.) oder Steuern - und ohne Strom.  Dies sind die reinen Batterie-Kosten - ohne Wertverlust des Fahrzeugs, Wartung, Entsorgung, Verbrauchsmittel (Reifen etc.) oder Steuern - und ohne Strom. 
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 +Unabhängig von der Nutzung - ob im Fahrzeug, Rasenmäher oder Solarzellen-Puffer - kostet eine gespeicherte Kilowattstunde, mit LG Markenzellen INR21700 (4,85 Ah bei 2,80€ netto, Stand April 2021) bei 800 Zyklen, etwa 20 €-Cent -  nur an den Zellen, ohne Gehäuse, Schutzschaltung, Gewährleistung, Steuer etc. 
  
 === Tesla === === Tesla ===
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 Ein E-PKW im mittleren PKW-Preissegment wäre mit einer solchen Reichweite nur machbar, wenn die Zellen-Preise deutlich sinken. Diese Annahme erscheint - nach 25 Jahren [[wpde>Lithium-Ionen-Akkumulator#Geschichte|Entwicklung]] und einer Reihe finanzstarker Hersteller - recht optimistisch.  Ein E-PKW im mittleren PKW-Preissegment wäre mit einer solchen Reichweite nur machbar, wenn die Zellen-Preise deutlich sinken. Diese Annahme erscheint - nach 25 Jahren [[wpde>Lithium-Ionen-Akkumulator#Geschichte|Entwicklung]] und einer Reihe finanzstarker Hersteller - recht optimistisch. 
  
 +=== Preis-Visionen ===
 +Eine zeitlang spekulierten neben Tesla auch andere PKW-Newcomer wie [[wpde>e.GO Life|e-Go]] auf schnell sinkende Preise für Li-Batterien. Immer wieder sagten (Wirtschafts-) Experten wie [[wpde>PricewaterhouseCoopers|PWC]] ein Absinken auf 100$/kWh für die (jeweils) nahe Zukunft voraus. Dies wurde konkret von Tesla's Musk über seine 'Megafactory' angestrebt. 
 +Tatsächlich realisierte sich keine dieser Prophezeiungen, und spätestens mit der [[wp>2021–2023 global supply chain crisis|Lieferketten-Krise]] 2021 stiegen Preise für Lithium und Metalle wie Kobalt und Nickel und damit für Li-Batterien stetig an ([[https://www.carexpert.com.au/car-news/ev-battery-prices-increased-this-year-for-the-first-time|car-expert.com 12.2022]]). 
 +
 +Auch die Vision stetig zunehmender Einsparungen bei der Herstellung  - wie bei Halbleiter-Produkten, etwa Smartphones - erwies sich als Trugschluss. In Folge erhöhte auch Tesla die Preise, besonders bei Modellen mit größeren Batterien, und auch neue Modelle von VW, BMW oder Japanern bleiben -Stand 2023- deutlich teurer als die (Klassen-) vergleichbaren Verbrenner der jeweiligen Hersteller. 
 ==== Folgerung ==== ==== Folgerung ====
 Die Lebendauer von Lithium-Batterien stellt einen wesentlichen Faktor in der Wirtschaftlichkeit von Elektro-Fahrzeugen dar.  Die Lebendauer von Lithium-Batterien stellt einen wesentlichen Faktor in der Wirtschaftlichkeit von Elektro-Fahrzeugen dar. 

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