Leistung & Leistungsdichte

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Leistung & Leistungsdichte

Spezifische Leistung

Die spezifische Leistung, oder gravimetrische Leistungsdichte, gibt die Ladefähigkeit an. Batterien für Elektrowerkzeuge sind für eine hohe spezifische Leistung ausgelegt und werden mit einer reduzierten spezifischen Energie (Kapazität) geliefert. Abbildung 1 veranschaulicht die Beziehung zwischen spezifischer Energie (Wasser in der Flasche) und spezifischer Leistung (Ausguss).

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Abbildung 1: Beziehung zwischen spezifischer Energie und spezifischer Leistung

Das Wasser in der Flasche stellt die spezifische Energie (Kapazität) dar; der Ausguss, der das Wasser herausfliesst, bestimmt die spezifische Leistung.

Leistung-Leistungsdichte
Abbildung 2: Leistung eines Wasserkraftwerks

Ein Energiespeicher oder Batterie kann eine hohe spezifische Energie (Wh/kg), aber eine schlechte spezifische Leistung (W/kg) haben, wie es bei der z.B. bei Wasserstoffzellen der Fall ist, oder eine niedrige spezifische Energie, aber eine hohe spezifische Leistung wie bei einem Superkondensator (Ultrakapazitor).

 

Leistungsdichte (Volumetrische)

Volumetrische Leistungsdichte - Spezifische Leistungsdichte - gravimetrische Leistungsdichte
Volumetrische Leistungsdichte - Spezifische Leistungsdichte - gravimetrische Leistungsdichte

Die Leistungsdichte ist die Menge der Leistung (Zeitrate der Energieübertragung) pro Volumeneinheit.

Bei Energieumwandlungen, einschliesslich Batterien, Brennstoffzellen, Motoren, Stromversorgungseinheiten usw., bezieht sich die Leistungsdichte auf ein Volumen, wo sie oft als Volumenleistungsdichte bezeichnet und in W/m3 oder W/L ausgedrückt wird.

 

Bei Energieumwandlungen, einschliesslich Batterien, Brennstoffzellen, Motoren, Stromversorgungseinheiten usw., bezieht sich die Leistungsdichte auf ein Volumen, wo sie oft als Volumenleistungsdichte bezeichnet und in W/m3 oder W/L ausgedrückt wird.

Bei Hubkolben-Verbrennungsmotoren ist die Leistungsdichte (Leistung pro Hubraum oder Bremsleistung pro Kubikzentimeter) eine wichtige Kennzahl, die sich auf die innere Kapazität des Motors und nicht auf seine äussere Grösse bezieht.

Spezifische Leistungsdichte

Die Leistung kann, ebenfalls insbesondere zur Charakterisierung von Energiespeichern, auch auf deren Masse bezogen, die Leistungsdichte also in W/kg angegeben werden.

Spezielle Bezeichnungen lauten spezifische Leistung oder gravimetrische Leistungsdichte. Diese Grösse ist besonders für Fahrzeuge und mobile Geräte relevant und spielt neuerdings bei der Elektromobilität bsp bei Elektroautos eine wesentliche Rolle.

Im Vergleich zu Batterien haben besonders Superkondensatoren eine hohe Leistungsdichte. 

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