Ist die Wärmepumpe im Elektroauto rausgeworfenes Geld?
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Wärmepumpen in E-Autos sparen bis zu 20 Prozent Energie. Doch ob sich der Aufpreis wirklich rechnet, hängt von einem entscheidenden Faktor ab.
Nur etwa 20 Prozent der zugeführten Energie werden bei einem Benzinmotor im normalen Fahrbetrieb für die Fortbewegung genutzt. Mehr als drei Viertel der im Kraftstoff enthaltenen Energie stehen also im Winter zum Heizen des Fahrzeugs zur Verfügung oder gehen als Abwärme verloren. Spötter sagen, der Verbrennungsmotor sei eine Heizung auf Rädern.
Der Elektromotor setzt dagegen rund 80 Prozent der zugeführten Energie in Bewegung um. Berücksichtigt man die Verluste, die beim Laden der Batterie und bei der Bereitstellung des Stroms entstehen, kommt man auf einen Wirkungsgrad von rund 64 Prozent. Damit ist das Elektroauto etwa dreimal so effizient wie ein Fahrzeug mit herkömmlichem Verbrennungsmotor.
Im Winter machen niedrige Temperaturen der Batterie allerdings zu schaffen. Die verstärkte Nutzung von Heizung und Licht belastet den Energiespeicher und verringert die Reichweite des Elektroautos. Obwohl deutlich weniger Abwärme als beim Verbrennungsmotor entsteht, kann die Abwärme des Elektromotors zusammen mit der aus der Umwelt gewonnenen Wärme über eine Wärmepumpe zum Heizen des Fahrzeugs genutzt werden.
Die Wärmepumpe hilft, den Stromverbrauch zu reduzieren und wirkt sich damit positiv auf die Reichweite aus. Im Vergleich zu Elektroautos mit herkömmlicher elektrischer Heizung kann die Reichweite um bis zu 20 Prozent erhöht werden.
Auch wenn eine Wärmepumpe hilft, Energie zu sparen und den in Deutschland wichtigen Wiederverkaufswert zu erhöhen, hat sie auch Nachteile. Sie gehört oft noch zur Sonderausstattung und kostet zwischen 900 und 1.500 Euro extra. Je nach Modell sind Wärmepumpen unterschiedlich effizient. Teilweise enthalten Wärmepumpen hochentzündliche Kältemittel wie R1234yf.
Außerdem verursachen Wärmepumpen Geräusche, die im Auto als leichtes Brummen wahrgenommen werden können, und nicht zuletzt haben sie einen systembedingten Nachteil: Je kälter die Außenluft ist, desto weniger effizient kann die Wärmepumpe arbeiten. Ab Minusgraden bringt sie kaum noch einen Vorteil.
Energie sparen, ohne zu frieren
Damit bei Elektroautos auch im Stand Heizenergie zur Verfügung steht, verfügen sie serienmäßig über eine Standheizung. Um beim Heizen des Fahrzeugs möglichst viel Energie zu sparen, sollten Sie primär die Sitz- und Lenkradheizung Ihres Elektroautos einschalten, um die gewünschte Wohlfühltemperatur zu erreichen. Einige E-Mobile verfügen auch über eine Sparfunktion, die nur den Fahrerplatz beheizt.
Muss auf die klassische Elektroheizung zurückgegriffen werden, weil die Außentemperaturen den Einsatz der Wärmepumpe nicht mehr zulassen, sollte die Klimaanlage auf Umluftbetrieb geschaltet werden, um den Innenraum schneller zu erwärmen. Die Türen sollten nicht öfter als nötig geöffnet und die Fenster grundsätzlich geschlossen bleiben. An der Scheibenheizung und der Beleuchtung sollte jedoch nicht gespart werden.
Wärmepumpe zum Heizen im Winter und Kühlen im Sommer
Wie oben beschrieben, kann der Innenraum eines Elektroautos im Winter mit einer Wärmepumpe beheizt werden. Mit der gleichen Technik kann er aber auch im Sommer gekühlt werden.
Prinzipiell wird auch bei der Klimatisierung mit einer Wärmepumpe Energie aus der Fahrzeugbatterie benötigt, jedoch bei weitem nicht in dem Umfang wie bei einer konventionellen Fahrzeugheizung. Aus einem Kilowatt Strom lassen sich mit einer Wärmepumpe etwa drei Kilowatt Wärmeenergie gewinnen. Zudem benötigt eine Wärmepumpe keinen Platz, der zulasten des Stauraums geht.
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Die Wärmepumpe für das E-Mobil ist vom Funktionsprinzip her keine neue Erfindung. Die Funktionsweise ähnelt der eines Kühlschranks, wie er heute in fast jedem Haushalt zu finden ist. Die Wärmepumpenaggregate entziehen ihrer Umgebung zunächst Wärme oder Kälte und führen diese einem Kreislauf zu, in dem sich ein Kältemittel befindet. Dieses wird dadurch erwärmt oder abgekühlt. Anschließend wird die Wärme bzw. Kälte über einen Wärmetauscher an die Luft abgegeben, die dadurch erwärmt oder abgekühlt wird, bevor sie in das Fahrzeuginnere strömt.
Diese Technik wird in der Gebäudeklimatisierung schon länger eingesetzt, wartet aber in Deutschland noch auf ihren Durchbruch. Denn viele Bürger hängen an ihren alten Öl- und Gasheizungen, mit denen man nicht klimatisieren, sondern nur heizen kann und die mit steigenden CO2-Preisen massiv teurer werden.
Wärmepumpen werden zunehmend zur Serienausstattung
Waren Wärmepumpen ursprünglich nur als Sonderausstattung erhältlich, werden sie nicht zuletzt aufgrund der Absatzkrise deutscher E-Mobile zunehmend als Grundausstattung angeboten.
Im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren, bei denen der Kraftstoff unwiederbringlich verbraucht ist, kann beim E-Mobil ein Teil der Energie beim Bremsen durch Rekuperation zurückgewonnen werden. Dabei treibt die kinetische Energie einen Generator an, der über den elektromotorischen Widerstand Strom erzeugt.
Der vom Generator erzeugte und in der Fahrzeugbatterie gespeicherte Strom kann anschließend direkt wieder zum Beschleunigen des Elektroautos genutzt werden. Ist die Rekuperation stark eingestellt, kann das normale Bremsen mit dem Bremspedal mitunter entfallen.