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Nutzbremse
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Die Nutzbremse oder Rekuperationsbremse ist eine verschleißfreie Bremse für elektrische Lokomotiven, Triebwagen, Bahnen und Kraftfahrzeuge, bei der die Bewegungsenergie beim Bremsen in die Fahrleitung oder einen Energiespeicher zurückgespeist wird. Dabei wird wie bei der Widerstandsbremse der Elektromotor als Generator betrieben. Die durch den Generator in elektrische Energie umgeformte Bewegungsenergie des Fahrzeuges wird jedoch nicht wie bei der Widerstandsbremse „vernichtet“, sondern genutzt.
Schon in der Anfangszeit der elektrischen Eisenbahnen wurden einige Lokomotiven mit Nutzbremsen ausgerüstet, zum Beispiel die SBB Ce 6/8 „Krokodil“.
Beim Bremsen werden die Fahrmotoren zu Bremsgeneratoren umgeschaltet. Der produzierte Strom wird bei alten konventionellen Lokomotiven und Triebwagen, die mit Wechselstrom betrieben werden, über komplexe Schaltungen wieder zum Transformator geleitet und in die Fahrleitung eingespeist. Mit dieser Technik war anfangs eine Rückgewinnung von nur etwa 5% der verbrauchten Energie möglich, die Bremskraft war zudem schwach und unregelmäßig.
Mit Traktionsstromrichtern ausgestattete moderne Fahrzeuge können die Bremsenergie viel besser ausnutzen. Die Fahrmotoren der Lokomotive speisen dabei die Stromrichter mit Drehstrom. Diese wiederum wandeln die Energie in Wechselstrom um, der hochtransformiert und in die Fahrleitung eingespeist wird. Diese Schaltung funktioniert im gesamten Geschwindigkeitsbereich und bis zur vollen Leistung der Fahrmotoren und erlaubt die Rückgewinnung von etwa 25…30% der zum Antrieb benötigten Energie.
Wechselstrom-Oberleitungsnetze können den von Triebfahrzeugen produzierten Strom im Normalfall immer aufnehmen, da sie rückspeisefähig sind und der Strom im gesamten Bahnstromnetz verwendet werden kann. Gleichstromnetze sind nur bedingt aufnahmefähig, da sie oft nicht rückspeisefähig sind; der eingespeiste Strom kann dann nur lokal verwendet werden — wenn kein Strom gebraucht wird, kann auch keiner eingespeist werden - die Oberleitungsspannung würde ansonsten unzulässig ansteigen. Um auch in solchen Situationen die verschleißfreie elektrische Bremse nutzen zu können, verfügen moderne Gleichstrom- und Mehrsystemlokomotiven auch über Bremswiderstände.
Straßenbahnen können die Bremsenergie auch in Kondensatoren (Doppelschichtkondensatoren) an Bord speichern, um sie beim nächsten Anfahren zu nutzen[1]. Weiterhin gibt es die Möglichkeit, Kondensator-Stationen an den Strecken zu errichten, um die Energie aufnehmen zu können.
Straßenfahrzeuge mir Elektro-, Hybrid- oder Gyroantrieb sind ebenfalls zur Nutzbremsung in der Lage. Sie führen die Bremsenergie in ihre Akkumulatoren, in diese Akkumulatoren puffernde Doppelschichtkondensatoren oder in das Schwungrad zurück.
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