Energie- und Ressourcenverbrauch von Fahrrädern

Jeder Radfahrer kennt das „Problem“, je schneller wir fahren wollen, desto kräftiger müssen wir in die Pedale treten. Wir alle haben uns schon so sehr daran gewöhnt, dass wir kaum noch einen Gedanken daran verschwenden. Sicher müssen wir gewisse Widerstände beim Radfahren überwinden, doch welche Widerstände sind dies und welchen Einfluss auf den Gesamtwiderstand haben sie?

Windwiderstand beim Radfahren:

Rennradfahrer versuchen den Windwiderstand zu minimieren.

Der Windwiderstand ist wohl der gewichtigste Faktor beim Radfahren für viele von uns. Jeder kennt das Gefühl sowohl auf dem Hin- als auch auf dem Rückweg mit dem Gegenwind kämpfen zu müssen. Mit steigender Geschwindigkeit steigt die Kraft, die wir zur Überwindung dieses Widerstandes aufbringen müssen, exponential an.

Hier eine kleine Grafik zur Verdeutlichung.

Windwiderstand beim Radfahren

 

Reibungswiderstand:


Der Reibungswiderstand beim Radfahren hängt entscheidend von den verwendeten Komponenten, sowie deren Pflege ab. Unter ihm sind alle Widerstände am Rad zusammengefasst, die durch die Kette, Zahnräder und Lager auftreten. Diese Kräfte entwickeln sich beim Rad proportional zur Geschwindigkeit.

Rollwiderstand:

Der Rollwiderstand ist abhängig von dem Gewicht des Rades, der Anzahl der Räder, der Reifenbreite, dem Reifendruck sowie der Fahrbahnbeschaffenheit. Diese Werte sind jedoch während der Fahrt auf einer gleichbleibenden Fahrbahn unabhängig von der Geschwindigkeit konstant. Bei höheren Geschwindigkeiten steigt der Widerstand und damit die Energie, die ich aufwenden muss, um die Geschwindigkeit zu halten, nicht an.

Die Fahrbahnbeschaffenheit hat jedoch einen starken Einfluss auf die aufzuwendende Enerergie. Insbesondere wenn wir an Feldwege aus Schotter oder sehr unebene Radwege denken. Solch schlechte Fahrbahnmaterialien erhöhen die benötigte Energie und senken so die erzielbare Geschwindigkeit und die Reichweite des Fahrrads.

Hangabtriebskraft:


Die Hangabtriebskraft ist der Widerstand, den ein Radfahrer überwinden muss, um eine Steigung hinauf zu fahren. Diese Kraft ist abhängig von dem Winkel der Steigung. Der Widerstand wächst proportional zu der Geschwindigkeit, mit der ein Radfahrer einen Berg hinauffährt und mit dem Gewicht, dass er den Berg „hinaufschleppt“. Aus diesem Grund sind leichtere Radfahrer häufig auch schneller in den Bergen unterwegs.
Die Überwindung all dieser Widerstände fordert dem Radfahrer eine gewisse Leistung ab, mit der er in die Kurbeln treten muss. Sie bestimmen so den Energieverbrauch beim Radfahren. Ein paar Beispiele u.a. zum Energieverbrauch bei verschiedenen Radtypen finden Sie in diesen Tabellen.

Die CO2-Emissionen beim Radfahren sind von der Herstellung des Rades und von der Ernährungsweise des Radfahrers abhängig. Mit steigender Kilometerleistung steigen dabei natürlich die Emissionen. Jedoch werden bei der Erzeugung verschiedener Lebensmittel unterschiedlich hohe Emissionen an die Umwelt abgegeben. Je nachdem, wie sich ein Mensch in Deutschland ernährt, liegen seine umgerechneten CO2 Emissionen, die er ausatmet und die zur Produktion seiner Nahrung nötig waren, zwischen 0,65 und 1,82 Tonnen pro Jahr.