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Bestimmung von Expositionen gegenüber elektromagnetischen Feldern der Elektromobilität

Bestimmung von Expositionen gegenüber elektromagnetischen Feldern der Elektromobilität Projektleitung: Dr.-Ing. Gernot Schmid, Seibersdorf Labor GmbH Beginn: 18.03.2021 Ende: 11.11.2025 Finanzierung: 449.025 Euro Hintergrund Elektromobilität gilt als Schlüssel für eine klimafreundliche Mobilität. Elektroantriebe arbeiten weitgehend schadstoffemissionsfrei. Betriebsbedingt entstehen allerdings Magnetfelder, die von dem elektrifizierten Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs ausgehen und auf Fahrer*in und Passagier*innen einwirken. Expositionen ( d.h. Situationen, in denen Personen solchen Feldern ausgesetzt sind) in relevanten Größenordnungen können dabei nicht von Vornherein ausgeschlossen werden. Gründe sind der geringe Abstand der Sitze zu den Komponenten, die Magnetfelder erzeugen, und die hohen Stromstärken in leistungsstarken Fahrzeugen. Darüber hinaus können bei rein batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) und bei Plug-In-Hybriden (PHEV) Expositionen bei Fahrzeugstillstand während des Ladevorgangs auftreten. Magnetfeldquellen sind dann zum Beispiel die Ladeeinrichtung selbst, das Ladekabel im Fall konduktiven Ladens, als Gleichrichter arbeitende Leistungselektronik sowie die Leitungen im Fahrzeug und die Fahrzeugbatterie. Magnetfeldquellen nur in Elektroautos und Hybriden Zielsetzung In dem Vorhaben wurde die Exposition von Personen gegenüber elektromagnetischen Feldern der Elektromobilität bestimmt. Einbezogen wurden Expositionsbeiträge durch den Fahrzeugfahrbetrieb und durch Batterieladevorgänge bei Fahrzeugstillstand. Die Studie ist aussagekräftig für Elektroautos und Elektro-Zweiräder ( d.h. ein- und zweispurige Personenkraftfahrzeuge). Als Fahrräder eingestufte Elektrofahrzeuge ( sog. E-Bikes) waren ausgenommen. Die Ergebnisse können mit Werten einer im Jahr 2009 abgeschlossenen Studie des BfS und mit in der Literatur veröffentlichten Werten verglichen werden. Zudem geben die Ergebnisse Hinweise für die Standardisierung. Durchführung Untersucht wurden gemessen an den Zulassungszahlen besonders beliebte E-Auto-Modelle und zusätzlich auch leistungsstarke E-Auto-Modelle von verschiedenen Herstellern. Dazu wurden Magnetfeldmessungen an mehreren Stellen im Fahrgastraum der Elektroautos und an den Sitzpositionen der Elektro-Zweiräder ( d.h. Elektroroller bzw. -motorräder) durchgeführt, während sich die Fahrzeuge auf einem Rollenprüfstand und in vorab festgelegten Betriebszuständen befanden. Die Betriebszustände umfassten das Beschleunigen, das Bremsen sowie das Fahren mit konstanten Geschwindigkeiten gegen verschiedene Lastmomente, um Luftwiderstände, Streckensteigungen und -gefälle zu simulieren. Anschließend wurden Magnetfeldmessdaten während eines Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Cycle (WLTC) aufgezeichnet. Dabei handelt es sich um einen ca. 30-minütigen genormten Fahrzyklus, der ursprünglich für vergleichbare Abgas- und Verbrauchsmessungen festgelegt wurde. Daten für Zweiräder wurden während eines World Motorcycle Test Cycle (WMTC) aufgezeichnet. Die auf dem Prüfstand ermittelten Daten wurden mit Messungen bei Fahrten auf einer abgesperrten, ebenen Teststrecke und bei einer etwa 90-minütigen Fahrt im öffentlichen Straßenverkehr validiert. Anschließend wurden die im Zeitbereich aufgezeichneten Messdaten entsprechend der spektralen Zusammensetzung analysiert und bewertet. Situationen, die basierend auf den Messungen die höchsten Expositionen erwarten ließen, wurden zusätzlich dosimetrisch analysiert. Die betreffenden Expositionssituationen wurden dazu in einer Simulationssoftware nachgebildet. Ziel war die rechentechnische Bestimmung, der im Körper einer exponierten Person hervorgerufenen elektrischen Feldstärken. Hierfür musste vorab die lokale Verteilung der Magnetfeldstärken in der Fahrgastzelle bzw. im Bereich der Sitze der Elektro-Zweiräder bekannt sein. Stellvertretend für die exponierten Personen wurden hochaufgelöste, digitale Menschmodelle eingesetzt, die anatomisch möglichst korrekt waren und Gewebetypen mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften unterschieden. Die Untersuchungen zum Aufladen bei Fahrzeugstillstand berücksichtigten Positionen in und außerhalb der Fahrzeuge. Ebenso wurden die Untersuchungen an Normal- und Schnellladepunkten durchgeführt. Hartschaum-Dummy mit zehn Messsonden im Fond eines Elektroautos Ergebnisse Die Studie stellt nach Kenntnis des BfS die bislang detaillierteste Untersuchung zu Magnetfeldexpositionen in Elektrofahrzeugen dar. Die Messungen wurden in aktuellen, für den deutschen Straßenverkehr zugelassenen Fahrzeugen unter realen Bedingungen im öffentlichen Straßenverkehr sowie auf Teststrecken und Prüfständen durchgeführt. Erstmals wurden auch Zweiräder einbezogen. Die Fahrzeughersteller waren nicht an den Untersuchungen beteiligt. Die Magnetfeldexposition innerhalb der Fahrzeuge war räumlich sehr ungleichmäßig. Hohe Werte traten im Fahrberieb vorrangig im Bereich der Beine auf, während der Oberkörper und der Kopf deutlich weniger exponiert waren. Die Exposition variierte je nach Fahrmanöver: Beim Beschleunigen und Bremsen waren die Werte höher als bei konstantem Fahren. Die maximale Motorleistung der Fahrzeuge hing nicht systematisch mit der Magnetfeldexposition zusammen. Langzeit-Effektivwerte aus Messungen während Fahrten im realen Straßenverkehr zeigten höhere Werte als die Daten, die während genormter Fahrzyklen auf einem Fahrzeugprüfstand ermittelt wurden. Alle Magnetfeldexpositionen wurde mit den Referenzwerten der EU -Ratsempfehlung und den ICNIRP -2010-Leitlinien verglichen. Bei sanfter Fahrweise lagen die Ausschöpfungen der EU -Referenzwerte meist im niedrigen zweistelligen Prozentbereich. Eine sportliche Fahrweise führte in mehreren Elektrofahrzeugen sowie in einem zu Vergleichszwecken untersuchten Fahrzeug mit Verbrennungsmotor zu Überschreitungen der EU -Referenzwerte. Bei Anwendung der moderneren ICNIRP -2010-Leitlinien ergab sich nur in einem Fall eine Überschreitung. Trotz der kurzfristigen Überschreitungen der Referenzwerte wurden keine Überschreitungen der empfohlenen Höchstwerte für im Körper induzierte elektrische Felder festgestellt. Die während des Ladens innerhalb der Fahrzeuge gemessenen magnetischen Flussdichten waren überwiegend niedriger als die während des Fahrens gemessenen Werte. Gleichstrom-Laden ( DC -Laden) führte, trotz höherer Ladeleistungen, zu geringeren Expositionen als Wechselstrom-Laden ( AC -Laden). Magnetische Flussdichten oberhalb der ICNIRP -Referenzwerte traten nur in unmittelbarer Nähe des Ladekabelsteckers bzw. der Fahrzeugbuchse ( bzw. beim induktiven Laden nahe dem Straßenniveau) unmittelbar neben dem Fahrzeug auf. Neben dem Antriebssystem erzeugen weitere Fahrzeugkomponenten Magnetfelder, z.B. die Sitzheizungen, Fensterheber oder Fahrzeugeinschaltung. In einigen Fällen waren diese Expositionen höher als die durch das Antriebssystem verursachten Felder. In vielen Fahrzeugen traten die höchsten Werte beim Einschalten oder Starten auf. Die mittleren Langzeitwerte in Elektroautos (0,5 bis 2,5 Mikrotesla/ µT ) entsprachen weitgehend denen in etablierten elektrisch angetriebenen Verkehrsmitteln wie Straßenbahnen oder U-Bahnen (2 bis 3 µT ). In doppelstöckigen Zügen wurden auf der oberen Fahrgastebene Werte bis zu 13 µT gemessen, also potenziell höhere Expositionen als in Elektroautos. Stand: 24.11.2025

Grundwassermessstelle APP_GWMN_59

Dieser Datensatz beschreibt die Grundwassermessstelle APP_GWMN_59 in Schleswig-Holstein. Die Messstelle liegt im Grundwasserkörper ST06 : Stadt Kiel - östl. Hügelland. Es liegen insgesamt 30294 Messwerte vor. Es liegen außerdem 18 Probenentnahmen vor (siehe Resourcen).

Ertragspotenzial Saarland

Die Karte stellt das natürliche Ertragspotenzial landwirtschaftlich genutzter Böden dar. Die Ableitung erfolgte indirekt auf Grundlage der Karte des tolerierbaren Bodenabtrags (T-Wert) im Maßstab 1:100.000, die wiederum auf einer indirekten Ableitung des T-Wertes aus Übersichtskarten mit aggregierten Daten der Bodenschätzung (Acker-/Grünlandzahl) im Maßstab 1:25.000 basiert. Einstufung des Ertragspotenzials nach folgender Klassifizierung: Acker-/Grünlandzahl 30 = sehr gering, 30 - 39 = gering, 40 - 49 = mittel, 50 - 59 = hoch, 59 = sehr hoch. Die Bewertungsklassen sind an das Spektrum der saarländischen Böden angepasst. Nutzungseinschränkende Faktoren (z. B. Lage in Überschwemmungsgebieten) wurden nicht berücksichtigt. Die Geometrie der Siedlungsgrenzen und landwirtschaftlichen Nutzfläche ist veraltet. Attributfelder: WERT = NUTZUNGSFU" = Klassifizierung des Ertragspotenzials auf Basis der T-Wert-Karte (Siedlungsbereiche aus Geometrie BÜK 100 erhielten den Eintrag 999), WERTADD1 = Klassifizierung des Ertragspotenzials bzw. Wald und Siedlungsflächen in Kartendarstellung. Daten wurden ins GDZ importiert und dort als Werte einer Multifeatureklasse modelliert, die sich zusammen setzt aus der flaechenhaften Featureklasse GDZ2010.A_gybzst und der Businesstabelle mit den Werten (GDZ2010.gybzst); anschließend wurde die Werte für den Paarmeter ertragspotenzial exportiert in die Filegeodatabase GDZ_GDB. Attributbeschreibung s. Zugriff URL

Grundwassermessstelle APP_GWMN_361

Dieser Datensatz beschreibt die Grundwassermessstelle APP_GWMN_361 in Schleswig-Holstein. Die Messstelle liegt im Grundwasserkörper EL08 : Stör - Geest und östl. Hügelland. Es liegen insgesamt 30793 Messwerte vor. Es liegen außerdem 19 Probenentnahmen vor (siehe Resourcen).

Grundwassermessstelle APP_GWMN_130

Dieser Datensatz beschreibt die Grundwassermessstelle APP_GWMN_130 in Schleswig-Holstein. Die Messstelle liegt im Grundwasserkörper O6 : Nordholstein. Es liegen insgesamt 34007 Messwerte vor. Es liegen außerdem 10 Probenentnahmen vor (siehe Resourcen).

Grundwassermessstelle APP_GWMN_5

Dieser Datensatz beschreibt die Grundwassermessstelle APP_GWMN_5 in Schleswig-Holstein. Die Messstelle liegt im Grundwasserkörper ST04 : Angeln - östl. Hügelland West. Es liegen insgesamt 45885 Messwerte vor. Es liegen außerdem 31 Probenentnahmen vor (siehe Resourcen).

Grundwassermessstelle APP_GWMN_335

Dieser Datensatz beschreibt die Grundwassermessstelle APP_GWMN_335 in Schleswig-Holstein. Die Messstelle liegt im Grundwasserkörper EI14 : Eider/Treene - Geest. Es liegen insgesamt 60129 Messwerte vor. Es liegen außerdem 118 Probenentnahmen vor (siehe Resourcen).

Fließgewässermessstelle Kaltmühle, Kalterbach

Die Messstelle Kaltmühle (Messstellen-Nr: 11180) befindet sich im Gewässer Kalterbach in Bayern. Die Messstelle dient der Überwachung des biologischen Zustands, des chemischen Zustands, des Grundwasserstands im oberen Grundwasserstockwerk.

Grundwassermessstelle APP_GWMN_464

Dieser Datensatz beschreibt die Grundwassermessstelle APP_GWMN_464 in Schleswig-Holstein. Die Messstelle liegt im Grundwasserkörper EL08 : Stör - Geest und östl. Hügelland. Es liegen insgesamt 24143 Messwerte vor. Es liegen außerdem 55 Probenentnahmen vor (siehe Resourcen).

Grundwassermessstelle APP_GWMN_598

Dieser Datensatz beschreibt die Grundwassermessstelle APP_GWMN_598 in Schleswig-Holstein. Die Messstelle liegt im Grundwasserkörper EL13 : Krückau - Altmoränengeest Nord. Es liegen insgesamt 30814 Messwerte vor. Es liegen außerdem 10 Probenentnahmen vor (siehe Resourcen).

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