Elektrogyro
Englisch: electrogyro
Ein Gerät, das zunächst als Motor funktioniert und Energie aus einer Stromversorgung aufnimmt, diese in kinetische Energie umwandelt und in Schwungrädern speichert; bei der Fahrtbewegung wird die gespeicherte Energie wieder in Strom für die Fahrtmotoren umgewandelt.
Electrogyro: Schwungrad-Energiespeicher für Fahrzeugantrieb
Ein Electrogyro ist ein hybrides Energiesystem, das rotierende Schwungräder zur Speicherung und Abgabe von elektrischer Energie für den Fahrzeugantrieb nutzt. Die Einheit enthält einen schweren Rotor oder mehrere Rotoren, die auf reibungsarmen Lagern montiert sind und von einem Elektromotor auf hohe Drehzahl beschleunigt werden, der Strom aus einer stationären Stromquelle oder dem Netz bezieht. Diese gespeicherte Rotationsenergie kann dann über einen Generator zurück in elektrischen Strom umgewandelt werden, um die Traktionsmotoren des Fahrzeugs anzutreiben. Das Gerät funktioniert je nach Stromflussrichtung sowohl als Motor als auch als Generator.
Electrogyro-Systeme wurden hauptsächlich für elektrische Traktion in Bahn- und Straßenbahnbetrieben entwickelt, wo häufige Brems- und Anfahrvorgänge die Rückgewinnung von Bremsenergie wertvoll machten. Der Schwungradrotor dreht sich typischerweise mit Geschwindigkeiten zwischen 3000 und 10000 U/min, wobei Rotormasse und Durchmesser so gewählt werden, dass Energiespeicherkapazität gegen Größe und Gewicht ausgeglichen wird. Stahl- oder Verbundwerkstoff-Schwungräder sind verbreitet; Verbundkonstruktionen bieten höhere spezifische Energie, erfordern aber sorgfältige Sicherung für den Fall mechanischer Fehler. Die gesamte Rotoranordnung ist in einem Vakuum- oder Niederdruckgehäuse untergebracht, um Luftreibungsverluste während des längeren Betriebs zu minimieren.
Der Hauptvorteil von Electrogyro-Systemen ist die schnelle Energieabgabe und Aufnahme ohne chemische Verschlechterung, anders als bei Batteriesystemen. Die Technologie eignet sich besonders für Anwendungen mit vorhersehbaren Betriebszyklen, bei denen das Fahrzeug nach einem bekannten Muster beschleunigt, fährt und bremst. Allerdings ist der Energieverlust durch Lagierreibung und Luftwiderstand kontinuierlich, daher kann die gespeicherte Ladung nicht unbegrenzt gehalten werden. Der Verschleiß von Lagern und Dichtungen ist die primäre Wartungspflicht, ebenso wie die Überwachung der Rotorauswuchtung und strukturellen Integrität.
Die Verbreitung von Electrogyro-Systemen nahm nach der Mitte des 20. Jahrhunderts ab, da leichtere und kompaktere Batteriesysteme verfügbar wurden und Stromnetze in Rangierbahnhöfen Gleichstrom effizienter bereitstellen konnten. Moderne Superkondensator- und kinetische Energierückgewinnungssysteme haben Schwungräder in vielen Anwendungen verdrängt. Der Begriff bleibt in historischer technischer Literatur erhalten und wird gelegentlich in experimentellen Nahverkehrsprojekten wiederbelebt, die mechanische Alternativen zur chemischen Energiespeicherung anstreben.
Der Name verbindet das elektrische Präfix electro mit gyro, vom griechischen Wort für Drehbewegung, und spiegelt sowohl die elektrische Umwandlung als auch die mechanische Rotation im Kern des Systems wider.