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Elektrofahrräder (E-Bikes und Pedelecs)
- Fahrräder mit elektrischer Antriebsunterstützung könnten in Zukunft einen wichtigen Baustein im intermodalen Mobilitätsangebot darstellen. © view7 / photocase.com
Fahrräder mit elektrischer Antriebsunterstützung könnten in Zukunft einen wichtigen Baustein im intermodalen Mobilitätsangebot darstellen. Im Gegensatz zum Elektroauto ist schon heute eine Vielzahl praxistauglicher Elektrofahrräder am Markt.
Typen
Es gibt zwei unterschiedliche Typen von Elektrofahrrädern.
Pedelecs (engl. Pedal Electric Cycle): Fahrräder mit einem kleinen elektrischen Hilfsmotor als Trethilfe mit einer maximalen Nenndauerleistung von 250 Watt und einem Leergewicht bis 30 kg. Beim Erreichen einer Geschwindigkeit von 25 km/h oder wenn der Fahrer im Treten einhält, muss der Motor die Leistung unterbrechen. In Deutschland bestehen für Pedelecs weder Zulassungs-, noch Versicherungs- oder Helmpflicht. Generell ist das Tragen eines Fahrradhelmes jedoch zu empfehlen.
E-Bikes: Elektroleichtmofas, welche ebenso Pedale haben, jedoch auch völlig ohne Muskelkraft laufen. Sie werden mit einem Elektromotor angetrieben, der über einen Drehgriff am Lenker stufenlos geregelt werden kann. Leichtmofas im Sinne der StVZO dürfen eine Leistung von bis zu 500 Watt und eine Höchstgeschwindigkeit von 20 km/h aufweisen. Bis zu dieser Geschwindigkeitsgrenze benötigt der Fahrer keinen Helm. Eine Betriebserlaubnis und ein Versicherungskennzeichen sind jedoch erforderlich.
Vor- und Nachteile
Da kein Benzin verbrannt wird, verursachen Elektrofahrräder unmittelbar in der Fortbewegung keine Emissionen. Sie sind angenehm geräuscharm und insgesamt sehr sauber, weil zumindest am Motor kein Öl zum Schmieren notwendig ist. Der Akku ist einfach an der Steckdose aufladbar und unkompliziert austauschbar. Pedelecs und E-Bikes können zudem mit etwa 25 km/h recht hohe Geschwindigkeiten erreichen und insbesondere längere Strecken im Vergleich zum normalen Fahrrad komfortabler und kürzer gestalten. Gegenwind oder lange, starke Steigungen bereiten damit keine Sorgen mehr. Dabei profitieren nicht nur ältere oder untrainierte Menschen. Jüngere und sportliche Personen können zum Beispiel ihren Aktionsradius deutlich erweitern.
Langfristig fallen für Elektrofahrräder höhere Wartungskosten an. Auch müssen der zeitliche Aufwand zum Laden des Akkus (ca. drei bis sechs Stunden) und die zusätzliche Gewichtsbelastung durch Akku, Steuerelektronik und den Motor berücksichtigt werden. Das höhere Gewicht wird aber erst praxisrelevant, wenn bei längeren Touren der Akku leer ist. Im Gegensatz zum Elektromoped kann ein Elektrofahrrad dann jedoch immer noch gefahren werden. Pedelecs haben außerdem den Vorteil, dass ihre Benutzung im Straßenverkehr ohne Führerschein und Helm zugelassen ist und kein Versicherungskennzeichen benötigt wird.
Technik und Handhabung
Grundsätzlich lässt sich ein Elektrofahrrad wie ein normales Rad fahren. Bei neueren Modellen kann der Motor die Tretkraft ohne Zeitverzögerung so harmonisch unterstützen, dass das Fahrgefühl völlig natürlich bleibt. Mit einer Schiebe- oder Anfahrhilfe können Pedelecs beim Anfahren am Berg oder auf Rampen einfach gesteuert werden, da der Motor unter 6 km/h auch ohne Tretbewegungen arbeitet.
Pedelecs oder E-Bikes verfügen über einige zusätzliche Komponenten und Bedienelemente. Im Akku (Batterie) wird die Energie gespeichert, die für den Antrieb des Motors benötigt wird. Die Hersteller verwenden unterschiedliche Technologien; alle geläufigen Speichermedien (Blei, NiCd, NiMh, Li-Ionen) und verschiedene Spannungs- bzw. Kapazitätsausführungen kommen zum Einsatz (12, 24 oder 36 V / 4 bis zu 25 Ah).
Der Elektromotor treibt entweder in der Radnabe, direkt im Vorder- oder Hinterrad, oder über ein Getriebe, eine Kette oder einen Zahnriemen eines der Räder an. Der Radnabenmotor bietet dabei große Vorteile. Er nutzt die elektrische Energie aus der Batterie am effizientesten, da sie nahezu verlustfrei direkt am Rad und nicht über Übertragungselemente in mechanische Energie umgesetzt wird. Das Fahrverhalten ist angenehmer, die Zuverlässigkeit und Lebensdauer höher und die Wartung einfacher als bei einem Getriebemotor.
Energieeffizienz und Reichweite
Die Hersteller von Pedelecs und E-Bikes geben für die Akkus eine Reichweite zwischen 7 km und 70 km an, wenn der Motor unterstützend arbeitet. Abhängig ist dies von der Steigung bzw. dem Gegenwind, dem eingestellten Unterstützungsgrad, der Batterietechnik, dem Untergrund und der Fahrgeschwindigkeit. Es gibt auch Modelle mit zuschaltbaren Akkus, die z.B. in Gepäcktaschen untergebracht sind, bei denen sich die Reichweite entsprechend erhöht.
Der Wirkungsgrad von Elektromotoren dieser Art liegt bei circa 70-90 Prozent am Motor selbst. Für die gesamte Energiebilanz muss der durchschnittliche Wirkungsgrad bei der Stromerzeugung in Kraftwerken berücksichtigt werden. Einige Hersteller bieten auch Modelle mit einer so genannten Rekuperationstechnik an, die beim Bremsen Energie in die Akkus zurückspeist.
