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kifferkniffer
Hop-Up Held
Anmeldedatum: 08.06.2008
Beiträge: 104
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 Verfasst am: 16.06.2009, 13:36 • Titel: Energiedichte von LiPos und Benzin |
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Hey,
ich möchte hier einmal die Energiedichte von Lipos und Benzin betrachten (Energiemenge pro Masse)
Der Unterschied der Energiedichte von Lithium-Polymer-Akkus und Benzin ist nämlich sehr extrem.
Lithium-Polymer-Akkus: 0,54MJ/kg
Benzin: 43MJ/kg
Quelle:
http://de.wikipedia.org/wiki/Energiedichte
Das heißt, dass bei gleicher Masse, Benzin fast die 80fache Menge an Energie enthält!
Um das mit der Energiedichte bei nem Lipo zu testen habe ich folgendes Werte eines Lipos genommen:
Zellenzahl/Spannung 5/21V (im vollgeladenem Zustand)
Gewicht ca. 640 g
Abmessungen ca. 142 x 42,5 x 57,5 mm
Die Energiedichte bei diesem Lipo liegt bei ungefähr 0,59MJ/kg, also stimmt die Angabe von Wikipedia ungefähr.
Was ich wirklich interessant finde, ist der extreme Unterschied zwischen den zwei Energieträgern.
Theoretisch könnte man mit einem kg Benzin also 70-80mal länger fahren als wenn man einen 1kg schweren Lipo im Car hat.
(Wirkungsgrad=100%)
Jetzt stellt sich die Frage, warum ist der Unterschied so groß?
Dass kann man nämlich positiv wie auch negativ sehen. Die "Akku-Forscher" haben noch einiges zum aufholen oder in Zukunft werden wesentlich bessere Akkus mit einer höheren Energiedichte auf den Markt kommen.
Vor allen Dingen werden bei 1:1er Autos Probleme entstehen, bzw bestehen Probleme, den die Elektromotorentechnik ist ja wesentlich weiter und eigentlich schon einsetzbar, oder nicht?
Das größte Problem ist (noch) die Energieversorgung.
Wenn man auf die Energiedichte von Wasserstoff schaut, sieht das schon ganz anders aus. Diese ist nämlich um fast das 3fache größer als Benzin.
Was wird eurer Meinung nach in Zukunft die Energiequelle bei Modellautos und bei 1:1er Autos sein?
Warum ist der Unterschied zwischen den beiden Energieträgern so extrem?
kifferkniffer |
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aliatus
Pisten-Papst
Anmeldedatum: 19.05.2009
Beiträge: 253
Wohnort: Niederrhein
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| Verfasst am: 16.06.2009, 20:45 • Titel: |
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Chemie war nie mein Ding 
Die Energiedichte von LiPos und von Bezin kann man nicht vergleichen.
Beim Benzin handelt es sich um gespeicherte thermische Energie und bei
den LiPos um gespeicherte elektrische Energie. Es sind zwei grundverschiedene
Energieformen.
Im Modellbau gehört die Zukunft der Elektrotechnik ..... aber nur weil es immer
weniger Gelände gibt, auf denen mit Verbrennern gefahren werden darf....leider.
Bei den 1:1 Autos wird Benzin/Diesel solange die Energiequelle Nr.1 sein, wie
Öl gefördert wird 
_________________
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kifferkniffer
Hop-Up Held
Anmeldedatum: 08.06.2008
Beiträge: 104
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| Verfasst am: 16.06.2009, 20:59 • Titel: |
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| aliatus hat Folgendes geschrieben: |
Chemie war nie mein Ding
Die Energiedichte von LiPos und von Bezin kann man nicht vergleichen.
Beim Benzin handelt es sich um gespeicherte thermische Energie und bei
den LiPos um gespeicherte elektrische Energie. Es sind zwei grundverschiedene
Energieformen.
Im Modellbau gehört die Zukunft der Elektrotechnik ..... aber nur weil es immer
weniger Gelände gibt, auf denen mit Verbrennern gefahren werden darf....leider.
Bei den 1:1 Autos wird Benzin/Diesel solange die Energiequelle Nr.1 sein, wie
Öl gefördert wird |
Das mit den unterschiedlichen Energieformen hört sich erstmal gut an
ABER: Die Energieform von Benzin ist wohl eher chemisch. Die E-Form von Lipos ist wenn mich nicht alles täuscht auch chemisch. Beim Kondensator hingegen redet man von elektrischer Energie, da eine einfache Ladungstrennung stattfindet.
Modellbau: Bürstenlose Motoren werden sich in nächster Zeit sicherlich noch mehr durchsetzen, da vorallem Leistung vorhanden ist und trotzdem so gut wie nichts verschleißt.
Das Problem, dass es bei PKWs gibt ist eben die Energieversorgung. Uns Modellbauern kann das egal sein.
Aber bei den 1:1ern wird Wasserstoff bzw. die Brennstoffzelle immer wichtiger.
Da bin ich mal gespannt!
kifferkniffer
P.s. Die Frage, warum die Energiedichte von Benzin und Lipos sich so stark utnerscheiden, ist also noch nicht geklärt.
Edit: Aaron, vielleicht weißt du als Chemielehrer mehr? |
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aaron
Administrator
Anmeldedatum: 15.01.2003
Beiträge: 15344
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| Verfasst am: 16.06.2009, 21:21 • Titel: |
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Ich habe jetzt nicht nachgerechnet/nachgeprüft, aber die Zahlen klingen plausibel - gut dargestellt, knifferkiffer!
Auf den Modellsport bezogen, kannst du beim Methanoltreibstoff von einem halb so großen Brennwert ausgehen, ca. 23MJ/kg
Das zeigt eindrucksvoll, wie wichtig eine gute Umsetzung der Energie ist: Ein 1/8 Brushless kommt mit 500-600g Akkumasse/Energiespeicher auf ähnliche Fahrleistungen und -zeiten wie ein Verbrennerbuggy mit ca. 100g Treibstoff/Energiespeicher, aus dem Faktor 40 wird also durch gute Abstimmung ein Faktor von 5, der Elo kann die zur verfügung stehende Energie 8 mal effizienter umsetzen.
(Nur müsste man ernsthafterweise nun noch den Energieaufwand zur Produktion von Methanol mit jenem zur Herstellung von Lipos + Stromproduktion + Entsorgung vergleichen... und dann bin ich mir nicht so sicher, ob Lipos immer noch so "grün" dastehen.)
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Barracuda
Pisten-Papst
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Beiträge: 459
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| Verfasst am: 17.06.2009, 06:39 • Titel: |
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Methanol hat eine Energiedichte von 19,70 MJ·kg−1
http://de.wikipedia.org/wiki/Methanol
nun kam mir dabei die Frage, warum Dragster und auch einige amerikanische Rennklassen mit Methanol berieben werden, wenn die Energiedichte bei Benzin höher ist.
Ein Grund ist die Mischbarkeit mit Wasser, was die Sicherheit erhöht, da man das zeugs leichter löschen kann. |
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trackcrasher
Pisten-Papst
Anmeldedatum: 15.07.2008
Beiträge: 260
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| Verfasst am: 17.06.2009, 15:21 • Titel: |
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Es wird verwendet, weil Methanol schneller verbrennt als Benzin und somit für höhere Drehzahlen geeignet ist. Ein Benzinmotor kann gar nicht Drehzahlen eines Methanol-/Nitromethanmotors erreichen. Das geht rein chemisch net, weil der Benzin in der Zeit net verbrennen kann.
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RC-bjRn
Pisten-Papst
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| Verfasst am: 18.06.2009, 11:17 • Titel: |
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| Zitat: |
| Es wird verwendet, weil Methanol schneller verbrennt als Benzin und somit für höhere Drehzahlen geeignet ist. Ein Benzinmotor kann gar nicht Drehzahlen eines Methanol-/Nitromethanmotors erreichen. Das geht rein chemisch net, weil der Benzin in der Zeit net verbrennen kann. |
Wie kann es dann sein das die F1 mit nahezu normalen Tankstellenbenzin fährt, mal von ein paar Zusätzen abgesehen (18000U/min)?
Benzin hat ein großes Problem, die Energie kann nicht effizient umgesetzt werden. Eigentlich ist das Prinzip Ottoverbrennungsmotor doch schon lange überholt, das ist immerhin schon 100 Jahre alt, wenn man solche "Neuerungen" wie Commonrail und Direkteinspritzung mal weglässt. Bis jetzt hat sich immer nur der Raum verkleinert den Motoren einnehmen, 800PS Motoren gabs schon zu WW2 Zeiten in Fliegern. Sicherlich ist es möglich sehr viel Effizientere Motoren zu entwickeln, aber bis jetzt lag der Focus immer auf Leistung und nicht so so sehr auf Effizienz, das hat sich erst die letzten Jahre geändert.
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trackcrasher
Pisten-Papst
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| Verfasst am: 18.06.2009, 14:10 • Titel: |
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| RC-bjRn hat Folgendes geschrieben: |
Wie kann es dann sein das die F1 mit nahezu normalen Tankstellenbenzin fährt, mal von ein paar Zusätzen abgesehen (18000U/min)?
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Da kommt es eben auf die paar Zusätze an. Und 18000 U/min ist von einem Nitromotor noch weit weg.
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RC-bjRn
Pisten-Papst
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| Verfasst am: 18.06.2009, 17:07 • Titel: |
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Achso, drehen die noch höher? Wusste ich nicht, dachte die bewegen sich im gleichen Rahmen.
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trackcrasher
Pisten-Papst
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| Verfasst am: 18.06.2009, 17:23 • Titel: |
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Ein guter Nitromotor kommt unter last schon auf über 30000 U/min.
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