Als Daumenregel kann ein Radfahrer einige Hundert Watt kurzzeitig liefern und 100 Watt über eine längere Zeit. Spitzensportler z. B. Radprofis bei der Tour de France können an einem Alpaufstieg ca. 450 Watt Leistung eine Stunde lang liefern.

Pedelecs, die laut Gesetz als Fahrräder eingestuft sind und damit in Deutschland versicherungsfrei sind, dürfen eine Nenndauerleistung (Dauerleistung) von 250 Watt nicht überschreiten. Sie können kurzzeitig noch etwas mehr Leistung liefern - also vielleicht 300 Watt.

Ein brauchbarer Antrieb sollte ebenso wie ein Radfahrer 100 Watt über eine längere Zeit liefern mit einer Spitzenleistung von 250 - 450 Watt.

Für Elektro-Fahrräder werden folgende Akku-Typen eingesetzt:

Blei-Säure-Akkus oder Blei-Gel-Akkus

sind kostengünstig, aber schwer und können einfach recycelt werden.  Sie sind aber empfindlich gegen Falschbehandlung und haben eine begrenzte Lebensdauer.

Nickel-Cadmium-Akkus 

haben mehr Kapazität bei gleichem Gewicht, aber sie sind teurer und Cadmium ist als Schwermetall nur schwer zu recyceln. Ihre Lebensdauer ist größer, was den Preisunterschied wieder etwas kompensiert, aber aufgrund der Umweltbelastungen und Recycling-Probleme werden sie in Zukunft nicht mehr eingesetzt werden.

Nickel-Metall-Hydrid-Akkus

sind theoretisch noch effizienter. Aber die Akkus können teuer werden, denn ihre Kapazität wird über eine großzügigere 5-Stunden-Rate gemessen. Das bedeutet, dass der Vorteil nicht so groß ist, wie er auf den ersten Blick aussieht. Nach unserer Meinung sind auch diese Akkus für die Elektro-Fahrräder nicht geeignet. Aber sie sind nach Ende ihrer Lebensdauer einfacher zu entsorgen.

Lithium-Ionen-Akkus

Die besten modernen Elektro-Fahrräder sind mit Lithium-Ionen-Akkus ausgestattet. Sie bieten im Vergleich zu allen anderen Typen die höchste Kapazität in Bezug auf das Gewicht. Sie haben eine längere Lebensdauer als alle anderen Typen. Das Laden und Entladen der Akkus muss jedoch sorgfältig kontrolliert werden, um zu verhindern, dass die Zellen überhitzen. Daher sind die Ladegeräte vollgepackt mit Elektronik und auch die Akkus enthalten eine  Elektronik, die verhindert, dass die Akkus tiefentladen werden. 

Lithium-Ionen-Akkus sind einfach zu recyceln und sind heute der modernste und zukunftsweisende Akkutyp. Aufgrund der Probleme der anderen Akkutypen haben wir nur - soweit möglich - nur Fahrräder mit Lithium-Ionen-Akkkus in unser Programm aufgenommen.

Die bei unseren Elektrofahrrädern bzw. nachrüstbaren Antrieben eingesetzten Lithium-Ionen-Akkus kommen von namhaften Herstellern: Panasonic, Sanyo und Sony.

Lithium-Polymer-Akkus

sind eventuell die Akkus der Zukunft. Sie haben zwar nicht mehr Kapazität als Lithium-Ionen-Akkus, aber werden vermutlich noch deutlich billiger, wenn sie zur Mainstream-Technologie werden. Heute bieten nur wenige Fahrräder diese Technologie, und niemand weiß, wie lange die Lebensdauer sein wird. 

Im folgenden Video zeigt Karl-Heinz Lange, der Technische Direktor der Derby-Cycle AG (Fahrradmarken Kalkhoff, Focus, Raleigh, Rixe, Univega) die Unterschiede eines E-Bikes aus seiner Produktion und einem Billig-E-Bike:

Da ist die Frage, ob Sie viel Freude mit einem Billig-Elektrorad haben werden. Die billigen Elektro-Fahrräder stammen meist aus aus chinesischer Produktion. In China fahren bereits ca. 10 Mio. Elektro-Fahrräder, die jedoch völlig anders als hier z. B. mit Blei-Akkus ausgerüstet sind. Diese Fahrräder dort verursachen oft Reparaturkosten pro Jahr in Höhe der Anschaffungskosten. Aufgrund der niedrigen Löhne ist das dort aber oft kein so großes Problem. Werden solche Produkte hier verkauft, so ist aufgrund unserer viel höheren Lohnkosten der wirtschaftliche Totalschaden oft beim ersten Problem erreicht. 

Hochwertige Elektro-Fahrräder verfügen über einen bürstenlosen Gleichstrommotor aus japanischer oder europäischer Produktion - z. B. von Panasonic, Sanyo, Heinzmann oder Schachner. Die Low-Cost-Produkte enthalten meist keinen bürstenlosen Gleichstrommotor mit entsprechend langer Lebensdauer, sondern einen herkömmlichen Gleichstrommotor mit Kohlebürsten. Diese Motoren sind schwerer und unterliegen einem Verschleiß durch die Abnutzung der Kohlebürsten. Oder es ist ein Motor aus chinesischer Produktion eingebaut. Bei diesen Motoren ist der Wirkungsgrad oft entsprechend geringer - damit sinkt die Reichweite.

Hochwertige Elektrofahrräder verwenden meist einen Kraft- oder Drehmomentsensor, um die Tretkraft zu messen. Die gewählte Leistungsstufe legt dann fest, um wieviel die vom Fahrer eingesetzte Kraft durch den Elektromotor verstärkt wird. Da der Radfahrer am Berg mit mehr Kraft tritt als auf ebener Strecke, erhält er am Berg eine höhere Unterstützung als auf ebener Strecke Damit schaffen diese hochwertigen Elektrofahrräder den Spagat: Sie erreichen trotz hohem Unterstützungsfaktor noch große Reichweiten. Durch den Kraftsensor gehen sie sehr effizient mit der im Akku enthaltenen Energie um.

Geringerwertige Elektrofahrräder verfügen nur über einen weit kostengünstigeren Drehsensor, der nur feststellt, ob die Pedale bewegt werden. Werden die Pedale bewegt, so schaltet sich der Motor mit der eingestellten Unterstützungsstufe ein.  Die Steuerung merkt bei diesem Konzept nicht, ob Sie mehr oder weniger Unterstützung benötigen. Der Hersteller legt fest, wie stark die Antriebskraft in den vorhandenen zwei oder drei Fahrmodi ist. Diese Antriebskraft wird dann immer bereitgestellt - egal ob Sie fest oder nur leicht treten. Die Reichweite ist dadurch wesentlich geringer. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie hier.

Im Flachland mag das kein großes Problem darstellen, denn dort ist die Fahrsituation fast immer gleich. Für Fahrten in unserer Mittelgebirgslandschaft sind die Low-Cost-Elektrofahrräder jedoch nicht geeignet, denn hier gibt es unterschiedlichste Fahrsituationen, auf die sich die Steuerung einstellen muss. Billige Elektro-Fahrräder sind entweder zu schwach für unsere Steigungen ausgelegt oder die Reichweite ist zu gering. Die Reichweitenangabe des Herstellers gilt unter optimalen Bedingungen im Flachland ohne Wind und bei geringem Fahrergewicht. Erfahrungsgemäß liegt die Reichweite unter hiesigen Fahrbedingungen bei einem Drittel bis zur Hälfte dieser Angaben. Nur durch ausführliche Probefahrten kann man feststellen, ob ein solches Rad den eigenen Anforderungen genügt.

Zur Energieversorgung wurden bei den Low-Cost-E-Bikes bis 2007 fast ausschließlich NiMH- oder Blei-Akkus eingesetzt. Nachdem die Rohstoff-Preise auf dem Weltmarkt massiv gestiegen sind, werden nun schon öfters Lithium-Ionen-Akkus aus chinesischer Produktion eingesetzt. Über die Lebensdauer und die Sicherheit dieser Low-Cost-Produkte gibt es noch keine Erfahrungswerte. Außerdem handelt es sich bei diesen Akkus meist um Lithium-Ionen-Kobalt-Akkus und nicht um die höherwertigen Lithium-Ionen-Mangan-Akkus. Lithium-Kobalt-Akkus sind nicht ganz ungefährlich.

Ein weiteres Problem dieser Low-Cost-Produkte ist die Ersatzteilversorgung. Während die herkömmlichen Fahrrad-Komponenten wie Schaltung, Bremsen, Kette, Beleuchtung international standardisiert sind und entsprechende Ersatzteile leicht beschafft werden können, gibt es für die elektrischen Komponenten wie Motor, Akkus, Steuerung usw. noch keine Standards. Jeder Hersteller hat seine eigenen Komponenten. Läuft das Geschäft für einen Hersteller nicht zufriedenstellend, so sind oft nach kurzer Zeit keine Ersatzteile mehr zu bekommen - auch dann ist das Elektro-Fahrrad nicht mehr zu gebrauchen. 

Wenn Du dennoch ein billiges Elektrofahrrad kaufen möchten, ohne es ausführlich zur Probe gefahren zu haben, so solltest Du vorher sicherstellen, dass Du ein 14-tägiges Rückgaberecht hast und dass die Ersatzteilversorgung und Reparatur auch nach dem Ablauf von 3 Jahren sichergestellt ist. Die meisten in Deutschland verkauften Billig-Elektrofahrräder werden von Prophete importiert. Diese werden oft unter den Namen "Alu-Rex", "Rex", "Alu-City-E-Bike" usw. bei Obi, Metro, Real, usw. verkauft. Viele Käufer haben bei uns nach dem Ablauf der Garantiezeit um eine Reparatur nachgefragt. Da Prophete aber nach Ablauf der Garantiezeit nach unserer Erfahrung keine Ersatzteile mehr liefert, ist ein Elektrofahrrad bei einem Problem dann ein Totalschaden.

Die Reichweite von Elektrofahrrädern hängt von vielen Faktoren ab. Folgende konstruktive Faktoren haben wesentlichen Einfluss auf die Reichweite des Elektrofahrrades:

- Art der Sensorik: Kraft- oder Drehmomentsensoren ermöglichen höhere Reichweiten als einfache Drehsensoren
- Unterstützungsgrad-Einstellungen der Steuerung
- Art und Wirkungsgrad des Antriebes
- Art und Kapazität des Akkus

Wesentlichen Einfluss haben aber auch die individuellen Nutzungsfaktoren:

- Gewicht von Fahrer und Gepäck
- eingestellte  Fahrmodi
- eingestellte Gänge und Tretkraft
- das Gelände - Ebene oder bergiges Gelände, Steigung und Länge von Bergstrecken
- Stärke und Richtung des Windes
- die Außentemperatur: bei niedrigen Außentemperaturen kann die Reichweite deutlich reduziert sein 

Zur Einschätzung der Reichweiten in unserer bergigen Gegend hier Berichte von unseren Radtouren:

Mittlere Fahrweise: Simmersbach - Herborn 

Wir sind am 30. März 2008 mit Pedelecs von Giant von Eschenburg-Simmersbach (Höhe 387 m über NN) nach Herborn (Höhe 202 m über NN) und nach einem leckeren Mittagessen im Restaurant Tassili zurück gefahren. Die gefahrene Strecke (mit einem kleinen Abstecher in Dillenburg) betrug 48 km bei einer Außentemperatur von 12 - 20 Grad Celsius. Die Fahrzeit betrug etwa 2 Stunden 45 Minuten. Die Summe der Steigungen auf der Hinfahrt: 94 Meter, auf der Rückfahrt: 275 Meter (laut Radroutenplaner Hessen , dort kann man sich auch das Höhenprofil der Strecke anzeigen lassen, leider ist es verboten, dies hierher zu kopieren).

Beim Bergabfahren wurde der Antrieb zeitweise abgeschaltet, auf gerader Strecke im Eco-Mode, bergauf im Normal-Mode, gemütliche Fahrweise, nicht zu schnell. Meist kräftiger Wind - ohne Motorunterstützung wären wir nach den ersten Metern umgekehrt! Vor der Fahrt waren die Akkus komplett aufgeladen.

Fahrrad 1: Giant Twist Comfort CS Größe M mit 2 Akkus 26V 9 Ah: Fahrer untrainiert, Gewicht 85 kg + Kleinkind 2,5 Jahre ca. 15 kg im Kindersitz. Ein Akku hatte eine Restladung von ca. 60% (3 von 5 LEDs leuchteten), ein Akku von ca. 40% (2 von 5 LEDs leuchteten). Gesamtverbrauch ca. eine Akkuladung. Dieses Fahrrad dürfte unter diesen Bedingungen mit zwei Akkus etwa eine Reichweite von etwa 100 km haben.

Fahrrad 2: Giant Twist Elegance CS Lite Größe S mit 1 Akku 26V 9 Ah: Fahrerin untrainiert, Gewicht 70 kg incl. Gepäck. Der Akku hatte eine Restladung von ca. 20 - 30 % (2 von 5 LEDs leuchteten). Dieses Fahrrad dürfte unter diesen Bedingungen eine Reichweite von ca. 60  km haben.

Nach unserer Erfahrung sinkt die Reichweite jedoch deutlich, sobald grössere Steigungen mit großer Motorunterstützung oder hoher Tretkraft gefahren werden. Daher empfehlen wir, mit Fahrrädern mit Nabenmotoren an Steigungen eher in niedrigeren Gängen mit höherer Tretfrequenz zu fahren. Dann wird der Akku nicht so stark belastet.

Da wir untrainiert sind und es die erste Fahrt im Jahr war, tut der H... weh und unsere Beine merken wir auch. Aufgrund der zu dicken Winterjacken haben wir auch geschwitzt, aber wir sind auch auf den Steigungen nie außer Atem gekommen. Es war ein wunderschöner Ausflug bei herrlichem Frühlingswetter!

Schnelle Fahrweise: Simmersbach - Herborn

Am 17. April 2008 bin ich mit einem Pedelec von Kalkhoff die gleiche Strecke gefahren. 

Fahrstil diesmal: Beim Bergabfahren wurde der Antrieb zeitweise abgeschaltet, auf gerader Strecke im Eco-Mode, bergauf im Normal-Mode, schnellere Fahrweise. Leichter Wind und etwa 10 °C kalt und Sonnenschein. Vor der Fahrt war der Akku komplett aufgeladen.

Fahrrad: Kalkhoff Agattu Pedelec 7G Größe 49 mit 1 Akkus 26V 10 Ah: Fahrer untrainiert, Gewicht 85 kg, diesmal ohne Kleinkind im Kindersitz. Die Fahrt nach Herborn ging zügig, nach 37 Minuten in Dillenburg beim Gymnasium (15 km), nach 57 Minuten in Herborn am Toom-Baumarkt (23,5 km). Dort leuchteten noch alle drei LED der Akku-Anzeige am Bedienteil. Auf dem Rückweg ging in Burg die erste LED aus, in Wissenbach ging die zweite LED aus und kurz vor Eibelshausen begann die dritte und letzte LED zu Blinken. Nach 42 Kilometern war der Akku leer. Die letzten 6 Kilometer, der Weg durch Eibelshausen und die Steigung nach Simmersbach mussten ohne Tretkraftunterstützung bewältigt werden. Ich hatte den Eindruck, dass wenn die ersten beiden LEDs erloschen sind, es zum Schluss dann nicht mehr sehr lange dauert, bis die dritte LED blinkt.

Dennoch hat die Tour viel Spaß gemacht, es war erstaunlich wie schnell man mit dem Elektrorad voran kommt. Das Kalkhoff Agattu fährt sich sehr angenehm, leicht und leise. Selbst bei schneller Fahrt auf dem Kopfsteinpflaster in Dillenburg - dort geht der Radweg mitten durch die Fußgängerzone - klappert da nichts - hervorragende Verarbeitung! 

Fazit: Durch die schnellere Fahrweise ist diese Tour nicht direkt vergleichbar mit der Tour mit den Giant Fahrrädern. Da bei Fahrrädern mit Zentralantrieb wie dem Agattu, die maximale Geschwindigkeit, bis zu der der Akku unterstützt, von dem eingestellten Gang abhängt, wurde immer in möglichst hohen Gängen gefahren. Da in höheren Gängen eine höhere Tretkraft notwendig ist und durch den Kraftsensor die Tretkraft verstärkt wird, wurde wohl der Akku doch etwas mehr belastet. Bei einer etwas sparsameren Fahrweise, geringerem Fahrergewicht oder höheren Außentemperaturen wäre die Strecke von 48 km sicherlich mit einer Akkuladung zu bewältigen gewesen.

Leicht sparsame Fahrweise: Simmersbach - Haiger - Dillquelle - Haincher Höhe - Simmersbach

Wir sind am 11. Mai 2008 mit den beiden Pedelecs von Giant von Eschenburg-Simmersbach (Höhe 387 m über NN) über Dillenburg nach  Haiger und von dort über Rodenbach, Fellerdilln, Dillbrecht, Offdilln, die Dillquelle und von dort zur Straße zwischen Rittershausen und der Haincher Höhe (Höhe 540 m über NN), dann über Rittershausen, Ewersbach, Steinbrücken und Eibelshausen zurück nach Simmersbach. Die gefahrene Strecke  betrug 50 km bei einer Außentemperatur von 20 - 22 Grad Celsius. Die Fahrzeit betrug etwa 2 Stunden 45 Minuten. Die Summe der Steigungen insgesamt 635 Meter (laut Radroutenplaner Hessen).

Beim Bergabfahren wurde der Antrieb zeitweise abgeschaltet, auf gerader Strecke und bergauf wurde weitgehend im Eco-Mode gefahren - nur auf der starken Steigung zwischen Dillquelle und Haincher Höhe wurde auf Normal-Mode geschaltet. Mittelstarker Wind - man sah wenige Radfahrer - den meisten war der Wind wohl zu stark. Vor der Fahrt waren die Akkus komplett aufgeladen.

Fahrrrad 1: Giant Twist Comfort CS Größe M mit 2 Akkus 26V 9 Ah: Fahrer untrainiert, Gewicht 85 kg + Gepäck 5 kg. Der erste Akku war 100 m vor dem Ende der Radtour leer. Also 50 km mit einem Akku.

Fahrrad 2: Kalkhoff Agattu Pedelec 7G Größe 49 mit 1 Akku 26V 10 Ah: Fahrerin untrainiert, Gewicht 85 kg incl. Kleinkind im Kindersitz. Der Akku hatte eine Restladung von ca. 20 - 30 % (2 von 5 LEDs leuchteten). Dieses Fahrrad dürfte unter diesen Bedingungen eine Reichweite von über 60  km haben.

Fazit: Die Tour hat gezeigt, dass mit dem Kalkhoff Agattu Pedelec auch in unserer Mittelgebirgslage Touren von über 50 Kilometer möglich sind. 

Sparsame Fahrweise: Simmersbach - Herborn 

Wir sind am 01. Juni 2008 mit Pedelecs von Giant von Eschenburg-Simmersbach (Höhe 387 m über NN) nach Herborn (Höhe 202 m über NN) zum zum Herborner Erdbeer-Sonntag und zurück gefahren. Die gefahrene Strecke betrug 45 km bei einer Außentemperatur von ca. 22 - 25 Grad Celsius. Die Fahrzeit betrug etwa 2 Stunden 30 Minuten. Die Summe der Steigungen auf der Hinfahrt: 94 Meter, auf der Rückfahrt: 275 Meter (laut Radroutenplaner Hessen , dort kann man sich auch das Höhenprofil der Strecke anzeigen lassen, leider ist es verboten, dies hierher zu kopieren).

Beim Bergabfahren wurde der Antrieb zeitweise abgeschaltet, auf gerader Strecke und bergauf im Eco-Mode, nur selten bergauf im Normal-Model. Mittlerer  Wind - ohne Motorunterstützung wären wir nach den ersten Metern umgekehrt! Vor der Fahrt waren die Akkus komplett aufgeladen.

Fahrrad 1: Giant Twist Comfort CS Größe M mit 2 Akkus 26V 9 Ah: Fahrer untrainiert, Gewicht 85 kg. Bei Beginn hatte ein Akku eine Restladung von ca. 80% (4 von 5 LEDs leuchteten), nach der Fahrt hatte dieser Akku eine Restladung von ca. 10 - 20% (1 von 5 LEDs leuchteten), der andere Akku war noch voll. Gesamtverbrauch ca. 60 % einer Akkuladung. Dieses Fahrrad dürfte unter diesen Bedingungen mit zwei Akkus etwa eine Reichweite von etwa 140 km haben.

Fahrrad 2: Kalkhoff Agattu Pedelec 7G Größe 49 mit 1 Akku 26V 10 Ah: Fahrerin untrainiert, Gewicht 85 kg incl. Kleinkind im Kindersitz. Der Akku hatte eine Restladung von ca. 40 - 50 % (3 von 5 LEDs leuchteten). Dieses Fahrrad dürfte unter diesen Bedingungen eine Reichweite von über 70  km haben.

Sehr sparsame Fahrweise: Simmersbach - Angelburg - Aartalsee - Burg - Dillenburg - Simmersbach

Ich bin am 12. Mai 2008 mit dem Kalkhoff Agattu Pedelec von Eschenburg-Simmersbach (Höhe 387 m über NN) über Hirzenhain, Hirzenhain-Bahnhof und dann auf dem Radweg "Aartalsee - Perfstausee" weiter über die Angelburg, Wallenfels, Eisemroth und Bischoffen zum Aartalsee gefahren. Dann eine Runde um den Aartalsee und nach dem Mittagessen über Bischoffen, Bicken, Burg und Dillenburg zurück nach Simmersbach.  Die gefahrene Strecke  betrug 65 km bei einer Außentemperatur von 20 - 22 Grad Celsius und strahlendem Sonnenschein. Die Fahrzeit betrug etwa 3 Stunden 30 Minuten. Die Summe der Steigungen betrug insgesamt 651 Meter (laut Radroutenplaner Hessen).

Beim Bergabfahren und auf gerader Strecke wurde der Antrieb abgeschaltet, bergauf wurde weitgehend im Eco-Mode gefahren - nur auf starken Steigungen wurde auf Normal-Mode geschaltet. Wenig bis mittlerer Wind - viele Radfahrer waren unterwegs. Vor der Fahrt war der Akku komplett aufgeladen. Es wurde bewußt sehr energiesparend gefahren.

Fahrrad: Kalkhoff Agattu Pedelec 7G Größe 49 mit 1 Akku 26V 10 Ah: Fahrer untrainiert, Gewicht 85 kg + 15 kg Kleinkind im Kindersitz = Gesamtgewicht 100 kg. Der Akku war am Ende der Radtour fast leer. 

Fazit: Ein Elektrorad ist auch sportlichere Mitmenschen etwas, denn man kann damit weitere Touren unternehmen als mit einem herkömmlichen Fahrrad. Man kann dabei immer im aeroben Bereich fahren und schaltet den Antrieb nur ein, wenn der Puls zu hoch steigt. Je nach Strecke, Kondition und Außentemperatur sind bei bewußt sparsamer Fahrweise mit dem Kalkhoff Agattu Pedelec auch in unserer Mittelgebirgslage Strecken von 60 - 80 km möglich.