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Dieselelektrischer Antrieb

Definition: ein Antriebssystem, bei dem ein Dieselmotor einen Generator antreibt und die erzeugte elektrische Energie einen Elektromotor speist

Englisch: diesel-electric drive

Kategorien: Fahrzeuge, Kraftmaschinen und Kraftwerke

Autor:

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Ursprüngliche Erstellung: 06.07.2013; letzte Änderung: 14.03.2020

URL: https://www.energie-lexikon.info/dieselelektrischer_antrieb.html

Ein dieselelektrischer Antrieb wird heute in den meisten Diesellokomotiven verwendet, aber auch in Schiffen und U-Booten sowie in manchen großen Lastwagen. Hier wird mit einem Dieselmotor ein Generator angetrieben, um elektrische Energie zu erzeugen. Diese speist dann einen Elektromotor, der das Fahrzeug antreibt. Üblich sind heute Drehstrom-Systeme, obwohl auch ein Einphasen-Wechselstrom- oder Gleichstrombetrieb möglich ist.

Die Kombination von Generator und Elektromotor ersetzt sonst (beim dieselmechanischen Antrieb) nötige mechanische Einrichtungen, insbesondere ein Getriebe und eine Kupplung. (Hydraulische Einrichtungen sind auch eine mögliche Alternative dazu; in Deutschland sind dieselhydraulische Antriebe mit einem hydraulischen Drehmomentwandler recht gebräuchlich.) Das dieselelektrische Prinzip bietet diverse Vorteile:

  • Der Dieselmotor kann (zumindest bei Verwendung moderner Leistungselektronik) immer auf dem für die verlangte Antriebsleistung optimalen Drehzahlniveau betrieben werden und erreicht damit einen höheren Wirkungsgrad als beim Antrieb über ein Getriebe, außer wenn dieses sehr viele Getriebestufen hätte.
  • Die Energieverluste im elektrischen System können geringer sein als die eines Getriebes, wo erhebliche Reibungsverluste auftreten.
  • Für die Übertragung hoher Leistungen von mehreren Megawatt ist der dieselelektrische Antrieb besser geeignet als ein dieselmechanischer Antrieb.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass die Elektromaschinen (Generator und Motor) robust sind und weniger Verschleiß aufweisen als Getriebe und Kupplung.
  • Zudem kann die Antriebsleistung fein geregelt werden, bei Bedarf sogar separat für verschiedene Räder oder Schiffsschrauben.
  • Beim Bremsen kann der Generator elektrische Energie erzeugen, die dann in Bremswiderständen in (meist nicht nutzbare) Wärme umgewandelt wird. Ein Teil der Bremsenergie kann auch dadurch vernichtet werden, dass der Generator nun als Motor den Dieselmotor antreibt, der mit Schubabschaltung arbeitet. (Aus diesem Grund hört man den Dieselmotor im Zug beim Bremsen oft schneller laufen als nachher beim Halt.) Solche Verfahren der Motorbremse vermeiden den großen Verschleiß mechanischer Bremsen.
  • Das leistungsstarke Generatorsystem kann auch zusätzliche elektrische Energie für andere Verbraucher an Bord zur Verfügung stellen.
  • Da keine mechanische Verbindung zwischen Dieselmotor und Rädern oder Schiffsschrauben benötigt wird, können die einzelnen Komponenten oft vorteilhafter platziert werden, etwa im Hinblick auf den Schwerpunkt, die Lärmbelastung oder die praktische Nutzung der Motor-Abwärme.

Ein Nachteil kann allerdings darin liegen, dass das Gesamtgewicht in der Regel höher wird als bei einem dieselmechanischen oder dieselhydraulischen Antrieb.

Hybridantrieb

Es gibt dieselelektrische Lokomotiven, die auch über eine Fahrleitung mit elektrischer Energie versorgt werden können. Der Dieselmotor kann bei solch einem Hybridantrieb dann auf den Streckenteilen abgestellt werden, auf denen eine Fahrleitung verfügbar ist. Der Bezug elektrischer Energie aus dem Stromnetz ist nämlich ökonomisch und ökologisch vorteilhafter als die Verwendung von Dieselkraftstoff.

Auch die Verwendung eines Speichers für elektrische Energie, etwa eines Batteriesystems, ist möglich. Kurze Strecken können dann rein elektrisch zurückgelegt werden. Dieses Konzept wird z. B. bei Autos mit Diesel-Hybridantrieb eingesetzt.

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