Abbildung 1: Energieverbrauch von beladenen und leeren PKW-Kabinen in Abhängigkeit von der Konvoilänge (Luftwiderstand gemäß Anhang A3 plus Sicherheitszuschlag)
Beispielwerte aus der Abbildung:
Anhang A4: Energieverbrauch
Berechnung des Verbrauchs bei den verschiedenen Fahrtphasen für PKW:
a) Fahrt im Konvoi mit konstanter Geschwindigkeit
mit folgenden Komponenten des Verbrauchs:
| Größe | Wert | Einheit | |
| Elektro-Magn. Verluste* |
0,15
|
lDiesel/100km/Kabine | |
| PKW-Bordverbrauch** |
0,23
|
lDiesel/100km/Auto | |
| Kabinen-Bordverbrauch*** |
0,19
|
lDiesel/100km/Kabine | |
| Luftwiderstand (siehe Anhang A3) | |||
*Zu Elektro-magnetische Verluste: Die Verluste sind von der Materialwahl des Fahrwegs abhängig. Annahme: Ein Fahrzeug hat bei 180 km/h im Konvoi elektromagnetische Verluste in Höhe von 10 % des Luftwiderstandes. Daraus folgt ein Verbrauch von 0,15 lDiesel/100km Beim Einzelfahren doppelte Verluste
**Durchschnittliche PKW-Bordverbraucherleistung 1,5 kW; Wirkungsgrad der induktiven Bordenergieversorgung ab Primärteil: 0,8
***Durchschnittliche Kabinen-Bordverbrauchsleistung 1,2 kW für Luftspaltregelung, Sicherungs- und Kommunikationselektronik, Bedienterminal und Fenstersteuerung Es ergibt sich bei einem Wirkungsgrad Eingang Kraftwerk - Luftspalt von 0,32:
Abbildung 1: Energieverbrauch von beladenen und leeren PKW-Kabinen in Abhängigkeit von der Konvoilänge (Luftwiderstand gemäß Anhang A3 plus Sicherheitszuschlag)
Beispielwerte aus der Abbildung:
| Konvoi-
länge |
Verbrauch | einzelne
Kabine |
Verbrauch | gesamter
Konvoi |
| 120 |
1,7
|
lDiesel/100km |
204,0
|
lDiesel/100km |
| 80 |
1,9
|
lDiesel/100km |
152,0
|
lDiesel/100km |
| 60 |
2,0
|
lDiesel/100km |
120,0
|
lDiesel/100km |
| 38 |
2,2
|
lDiesel/100km |
83,6
|
lDiesel/100km |
| 30 |
2,4
|
lDiesel/100km |
72,0
|
lDiesel/100km |
| 10 |
3,3
|
lDiesel/100km |
33,0
|
lDiesel/100km |
| 5 |
5,4
|
lDiesel/100km |
27,0
|
lDiesel/100km |
| 4 |
6,2
|
lDiesel/100km |
24,8
|
lDiesel/100km |
| 3 |
7,5
|
lDiesel/100km |
22,5
|
lDiesel/100km |
| 2 |
10,5
|
lDiesel/100km |
21,0
|
lDiesel/100km |
| 1 |
20,0
|
lDiesel/100km |
20,0
|
lDiesel/100km |
Leere Kabinen haben einen um 0,23 l Diesel /100km geringeren Verbrauch,da der PKW-Bordverbrauch entfällt.
b) Fahrtphase: Wiederschließen von
Lücken im Konvoi (Annahme: alle 10 Kabinen eine Lücke)
| Größe | Wert | Einheit |
| Länge einer Lücke |
5,0
|
m |
| Beschleunigung |
1,0
|
m/s² |
| Zeit für Lücke schließen |
5,5
|
s |
| dabei befahrene Strecke |
274
|
m |
| Konvois aus je 10 Kabinen |
3,3
|
lDiesel/100/Auto |
c) Fahrtphase: Beschleunigung von 0 auf
180 km/h
| Größe | Wert | Einheit |
| Strecke für 0-180 km/h |
1250
|
m |
| Konvois von: | ||
| 10 Autos |
1,1
|
lDiesel/100km/Auto |
| 5 Autos |
1,8
|
lDiesel/100km/Auto |
| 4 Autos |
2,0
|
lDiesel/100km/Auto |
d) Fahrtphase: Bremsen eines einzelnen
Fahrzeugs von 180 auf 0 km/h.
| Größe | Wert | Einheit |
| Strecke für 180-0 km/h |
1250
|
m |
| 1 Auto |
6,6
|
lDiesel/100km/Auto |
e) Zusatzverbrauch durch Leerfahrten
Szenario: Strecke Breitscheider Kreuz - Köln Flughafen. Die Verkehrsströme sind in den beiden Richtungen der Strecke unterschiedlich. Zur Kompensation sind Kabinenleerfahrten notwendig. Die Zahl der täglich beförderten Fahrzeuge und der Gesamtanteil von LKW und Bus entspricht der Verkehrsmengenkarte, wobei angenommen wird, daß 50% der Autobahnfahrzeugkilometer auf Autoshuttle übergehen. Die Auslastungsgrade während der einzelnen Tagesabschnitte sind abgeschätzt.
ea) Einteilung des Tages in Zeiten verschiedener Auslastung
Hauptverkehrszeit: 6 bis 8 Uhr und 16 bis
18 Uhr:
| Zur Hauptverkehrszeit fahren | Fahrzeuge pro Stunde | LKW/Bus-Anteil |
|
in Richtung 1
|
2000
|
0,10
|
|
in Richtung 2
|
3000
|
0,10
|
Zeit mit mittlerer Verkehrsbelastung: 8
bis 16 Uhr und 18 bis 21 Uhr:
| Zur Mittelverkehrszeit fahren | Fahrzeuge pro Stunde | LKW/Bus-Anteil |
|
in Richtung 1
|
1400
|
0,15
|
|
in Richtung 2
|
1400
|
0,15
|
Zeit mit geringer Verkehrsbelastung: 21
bis 6 Uhr:
| Zur Geringverkehrszeit fahren | Fahrzeuge pro Stunde | LKW/Bus-Anteil |
|
in Richtung 1
|
506
|
0,28
|
|
in Richtung 2
|
508
|
0,28
|
Gesamtbelastung pro Tag:
| Fahrzeuge pro Tag | LKW/Bus-Anteil | |
| Gesamtanzahl der Fahrzeuge |
62126
|
0,15
|
| Gesamtanzahl der PKW |
52621
|
|
| Gesamtanzahl der LKW/Bus |
9505
|
|
eb) Ermittlung der Längen und der
Besetzungsgrade der Konvois aus ea)
| Zur Hauptverkehrszeit fahren alle |
2
|
Minuten PKW-Konvois | ||
|
in Richtung 1 mit
|
60
|
vollen und |
30
|
leeren Kabinen |
|
in Richtung 2 mit
|
90
|
vollen und |
0
|
leeren Kabinen |
| Zur Hauptverkehrszeit fahren alle |
6
|
Minuten LKW/Bus-Konvois | ||
|
in Richtung 1 mit
|
20
|
vollen und |
10
|
leeren Kabinen |
|
in Richtung 2 mit
|
30
|
vollen und |
0
|
leeren Kabinen |
| Zur Mittelverkehrszeit fahren alle |
2
|
Minuten PKW-Konvois | ||
|
in Richtung 1 mit
|
40
|
vollen und |
6
|
leeren Kabinen |
|
in Richtung 2 mit
|
45
|
vollen und |
0
|
leeren Kabinen |
| Zur Mittelverkehrszeit fahren alle |
7
|
Minuten LKW/Bus-Konvois | ||
|
in Richtung 1 mit
|
25
|
vollen und |
4
|
leeren Kabinen |
|
in Richtung 2 mit
|
28
|
vollen und |
0
|
leeren Kabinen |
| Zur Geringverkehrszeit fahren alle |
4
|
Minuten PKW-Konvois | ||
|
in Richtung 1 mit
|
24
|
vollen und |
0
|
leeren Kabinen |
|
in Richtung 2 mit
|
24
|
vollen und |
0
|
leeren Kabinen |
| Zur Geringverkehrszeit fahren alle |
7
|
Minuten LKW/Bus-Konvois | ||
|
in Richtung 1 mit
|
17
|
vollen und |
0
|
leeren Kabinen |
|
in Richtung 2 mit
|
17
|
vollen und |
0
|
leeren Kabinen |
ec) Anzahl und Verbrauch der Konvois in
Konstantfahrt
| Während der Hauptverkehrszeit fahren |
120
|
PKW-Konvois/Richtung |
|
Verbrauch/Konvoi in Richtung
1
|
146
|
lDiesel/100/Konvoi |
|
Verbrauch/Konvoi in Richtung
2
|
153
|
lDiesel/100/Konvoi |
| Während der Mittelverkehrszeit fahren |
330
|
PKW-Konvois/Richtung |
|
Verbrauch/Konvoi in Richtung
1
|
89
|
lDiesel/100/Konvoi |
|
Verbrauch/Konvoi in Richtung
2
|
91
|
lDiesel/100/Konvoi |
| Während der Geringverkehrszeit fahren |
135
|
PKW-Konvois/Richtung |
|
Verbrauch/Konvoi in Richtung
1
|
58
|
lDiesel/100/Konvoi |
|
Verbrauch/Konvoi in Richtung
2
|
59
|
lDiesel/100/Konvoi |
ed) Fahrspiel
Die mittlere Reiseweite betrage 35 km und
der Haltestellenabstand betrage 5 km. Daraus folgt:
| Während der Hauptverkehrszeit fahren | startende PKW in Konvois | |||
|
in Richtung 1 mit
|
9
|
vollen und |
4
|
leeren Kabinen |
|
in Richtung 2 mit
|
13
|
vollen und |
0
|
leeren Kabinen |
| Während der Mittelverkehrszeit fahren | startende PKW in Konvois | |||
|
in Richtung 1 mit
|
6
|
vollen und |
1
|
leeren Kabinen |
|
in Richtung 2 mit
|
6
|
vollen und |
0
|
leeren Kabinen |
| Während der Geringverkehrszeit fahren | startende PKW in Konvois | |||
|
in Richtung 1 mit
|
3
|
vollen und |
0
|
leeren Kabinen |
|
in Richtung 2 mit
|
3
|
vollen und |
0
|
leeren Kabinen |
Die gesamte Reise setzt sich aus Start,
Fahrt im Konvoi mit Lückenschließen an den Stationen und Bremsen
zusammen. Es ergibt sich folgender Verbrauch:
| Verkehrszeit | Haupt- | Mittel- | Gering- | Einheit |
| Start |
1633
|
2376
|
2563
|
1E-5 lDiesel/Fahrt |
| Konvoifahrt |
61531
|
65358
|
74192
|
1E-5 lDiesel/Fahrt |
| Lückenschließen |
5417
|
5417
|
5417
|
1E-5 lDiesel/Fahrt |
| Bremsen |
8250
|
8250
|
8250
|
1E-5 lDiesel/Fahrt |
| Gesamt |
76832
|
81401
|
90422
|
1E-5 lDiesel/Fahrt |
| Gesamt |
2,2
|
2,3
|
2,6
|
lDiesel/Auto/100km |
| Anteil der Fahrten |
0,343
|
0,533
|
0,125
|
% |
f) Resultiernder Energieverbrauch in Energieäquivalent zu lDiesel an der Zapfsäule bei Berücksichtung des Fahrspiels und der Leerfahrten
2,3 lDiesel/PKW/100km