AUTOSHUTTLE
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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