Wie effektiv sind Motoren?

In der Diskussion um Elektroautos und Verbrennern wird häufig vom Wirkungsgrad gesprochen.
Nur, was sind so die Wirkungsgrade und was soll das Ganze?

Was ist der Wirkungsgrad eines Motors?
Mit dem Wirkungsgrad wird das Verhältnis zwischen zugeführter Energie und der entsprechenden Umsetzung in Bewegung angegeben. Der Rest ist dan ein Nebenprodukt.

Wirkungsgrad eines Verbrennermotors
Moderne Benzin-Motoren in Fahrzeugen verfügen über einen Wirkungsgrad von bis zu 40%; ein moderne Diesel-Motor für Fahrzeuge ist geringfügig effizienter mit bis zu 43% Wirkungsgrad.

Allerdings muss dies etwas relativiert werden, denn diese Werte entsprechen nicht den Alltagswerten, da die Wirkungsgrade von sehr vielen Faktoren abhängen. Gemäss Valentin Crastan ist im herkömmlichen KFZ mit einem Wirkungsgrad von um die 20% zu rechnen.

80% sind also verloren, beim Verbrennungsmotor natürlich in der Form von Wärme.
Wobei … im Winter kann mit dieser Wärme auch gleich der Innenraum des Fahrzeugs geheizt werden.

Wirkungsgrad eines Elektromotors
Beim Elektroauto wird die Effizienz des Motors immer wieder hervorgehoben und der ist natürlich auch wirklich gut. Der erreichbare Wert liegt bei 85% bis über 90% – ein ganzes Stück höher als beim Verbrenner.

Aber natürlich muss jetzt auch hier erwähnt werden, dass dieser Wert auch nicht immer und zu jeder Zeit erreicht werden kann. Ganz am Anfang ist der Wirkungsgrad sehr schlecht und kommt dann nach und nach in sehr hohe Bereiche. Vorallem liegt aber die Kraft mehr oder weniger über den ganzen Drehzahlbereich an.

Der Elektromotor gilt als eine der effektivsten Methoden überhaupt, um Bewegung zu erzeugen.

Spielt der Wirkungsgrad überhaupt eine Rolle?
Ja schon, aber …

Wenn ich zwei Autos vergleiche, dann weiss ich von einem Auto einen Verbrauch von 6 Litern auf 100km; beim anderen 10 Liter auf 100km. Dies sagt nichts über den Wirkungsgrad des Motors aus, beziffert aber den Verbrauch des gesamten Autos. Der Wirkungsgrad des Motors ist im Verbrauchswert schon enthalten. Der Verbrauch wird natürlich durch weitere Dinge beeinflusst, wie Grösse und Gewicht des Autos, Leistung des Motors, etc.
Als Nutzer interessiert mich daher natürlich daher weniger der Wirkungsgrad des Motors, sondern der Verbrauch des Fahrzeugs.
–> Hier hilft mir der Wirkungsgrad nicht wirklich weiter!

Will ich jedoch unterschiedliche Motortechnologien vergleichen, dann wird wirklich der Wirkungsgrad interessant. Wieviel Energie muss ich aufwenden, um eine bestimmte Bewegung zu erzeugen.
Und wenn wir die ganze Kette der Energiegewinnung mit ins Bild bringen, dann muss der Wirkungsgrad der ganzen Kette beachtet werden. Darin ist der Wirkungsgrad des Motors wiederrum nur ein Teil der Rechnung.

Quellen:
Wikipedia – Verbrennungsmotor
Energiedienst – Elektromotor
Bloch erklärt – Elektromotor Irrtümer
Beitragsbild oben von Paul Brennan auf Pixabay