Critical Power & W' - Fortgeschrittenes Radsport-Leistungsmodell

Meistern Sie Critical Power (CP) und W Prime (W') für überlegenes Pacing, Ermüdungsvorhersage und Rennstrategie. Das wissenschaftlich robusteste Modell für Radsportleistung.

🎯 Wichtige Erkenntnisse

Kritische Leistung (CP)ist die maximale nachhaltige Leistung für längere Dauer – Wissenschaftlich robuster als FTP
W' (W Prime)ist Ihre anaerobe Arbeitskapazität über CP, gemessen in Kilojoule
W' Balanceverfolgt die Echtzeit-Entleerung und -Erholung der anaeroben Kapazität während Fahrten
CP ≈ FTP + 5-10Win der Praxis, aber CP wird mathematisch aus mehreren Anstrengungen abgeleitet
Kritisch für MTB und variable Anstrengungen, wo Pacing und Antrittsmanagement im Wesentlichen sind

Was war seine kritische Kraft?

Critical Power (CP) ist die höchste Stoffwechselrate, die ohne Ermüdungfür längere Zeit Zeiträume können eingehalten werden. Sie repräsentiert die Grenze zwischen nachhaltigem Aeroben Stoffwechsel und nicht nachhaltiger Belastung, die anaerobe Beiträge erfordern. Im Gegensatz zu FTP (eine einzelne 1-Stunden-Schätzung) wird CP mathematisch aus mehreren maximalen Anstrengungen bei unterschiedlichen Dauern abgeleitet, was sie robuster und wissenschaftlich validierter macht.

Die Wissenschaft hinter Critical Power

Die Theorie der Critical Power entstand in den 1960er Jahren aus der Sportphysiologie Forschung und wurde in den 1990er Jahren für den Radsport verfeinert. Das Modell basiert auf derhyperbolische Leistungs-Dauer-Beziehung:

Leistungs-Dauer-Beziehung

t = W' / (P - CP)

Wobei:

t= Zeit bis zur Erschöpfung
P= Leistungsabgabe
CP= Kritische Leistung (Watt)
W'= Anaerobe Arbeitskapazität (Kilojoule)

Was das bedeutet:Bei jeder Leistung über CP haben Sie eine begrenzte Menge an Arbeit (W') vor der Erschöpfung. Bei CP selbst können Sie theoretisch unbegrenzt weitermachen. Unter CP Zapfen Sie W' nie an und können die Anstrengung für sehr lange Dauern aufrechterhalten.

📚 Forschungsgrundlage

Critical Power wird durch Jahrzehnte von Peer-Review-Forschung gestützt:

Jones et al. (2019):„Critical Power: Theorie und Anwendungen“ – umfassend Übersicht im Journal of Applied Physiology
Poole et al. (2016):„Critical Power: An Important Fatigue Threshold“ – validiert CP als physiologische Schwelle
Vanhatalo et al. (2011):Zeigt, dass CP mit dem maximalen Laktat-Steady-State übereinstimmt

Critical Power vs. FTP: Hauptunterschiede

Funktionelle Schwellenleistung (FTP)

Definition:Maximale Leistung, die für ca. 1 Stunde nachhaltig ist.

Testen:Einzelne 20-Minuten- oder 60-Minuten-Anstrengung.

Berechnung:FTP = 95 % der 20-Min-Leistung (oder 100 % der 60-Min-Leistung).

Vorteile:

Einfach zu testen und zu verstehen
Einzelne Anstrengung erforderlich
Weiter verbreiteter Industriestandard
Integriert in TrainingPeaks, Zwift, etc.

Nachteile:

Ein-Punkt-Schätzung (weniger robust)
Geistig anspruchsvolle 20-60 Min. Anstrengung
Pacing-Fehler beeinflussen die Genauigkeit
Kein Maß für anaerobe Kapazität

Kritische Leistung (CP)

Definition:Maximale nachhaltige Leistung für theoretisch unendliche Dauer.

Testen:Mehrere maximale Anstrengungen (3-7 Min., 12 Min., 20 Min. typisch).

Berechnung:Mathematische Kurvenanpassung aus mehreren Datenpunkten.

Vorteile:

Wissenschaftlich robust (mehrere Anstrengungen)
Beinhaltet W' (anaerobe Kapazität)
Bessere Genauigkeit als einzelner FTP-Test
Ermöglicht W' Balance Tracking

Nachteile:

Erfordert 3-5 separate maximale Anstrengungen
Komplexer zu berechnen
Weniger weit verstanden
Testprotokoll anspruchsvoller

🔍 In der Praxis: CP ≈ FTP + 5-10W

Für gut trainierte Radfahrer ist die Critical Power normalerweise5-10 Watt höher als die FTP. Beispiel:

FTP:250W (aus 20-Min-Test)
CP:257W (aus 3-Min, 12-Min, 20-Min Tests)

CP repräsentiert die theoretische Schwelle für unendliche Dauer, während FTP eine Praktische 1-Stunden-Leistungsschätzung ist. Beide sind nützlich – FTP für Einfachheit, CP für Präzision und W'-Tracking.

Was ist W' (W Prime)?

W' (ausgesprochen "W Prime") ist die begrenzte Menge an Arbeit, die Sie über der Critical Power leisten können.Stellen Sie es sich als Ihre „anaerobe Batterie“ vor – ein Begrenzter Energiespeicher, der sich entleert, wenn Sie über CP fahren, und sich langsam erholt, wenn Sie unter CP fahren.

W' Definition

W' = (P - CP) × t

Wobei:

W'= Anaerobe Arbeitskapazität (Kilojoule)
P= Leistungsabgabe (Watt)
CP= Critical Power (Watt)
t= Zeit bis zur Erschöpfung (Sekunden)

Beispiel:Wenn Sie können 350 W für 5 Minuten halten und Ihr CP 250 W beträgt:
W' = (350 - 250) × 300 = 30.000 Joule =30 kJ

Typische W'-Werte

Fahrerniveau	W'-Bereich (kJ)	Was das bedeutet
Freizeitfahrer	10-15 kJ	Begrenzte Antrittskapazität, kleinere Angriffe
Wettkampf-Amateur	15-20 kJ	Moderate anaerobe Kapazität, typischer Bereich
Elite-Straße	20-25 kJ	Hohe Antrittskapazität für Angriffe und Sprints
Elite-MTB/CX	18-23 kJ	Optimiert für wiederholte Antritte

💡 Verständnis von W' beim echten Fahren

W' = 20 kJ Beispiel:

1 Minute bei 350W (100W über CP = 250W) = 6 kJ entleert → 14 kJ verbleibend
2 Minuten bei 300W (50W über CP) = 6 kJ entleert → 8 kJ verbleibend
30 Sekunden bei 450W (200W über CP) = 6 kJ entleert → 2 kJ verbleibend
Wenn W' auf Null sinkt → sind Sie erledigt, müssen unter CP gehen, um sich zu erholen

Wie Sie Ihre CP und W' berechnen

Um Ihre Critical Power und W' zu bestimmen, benötigen Sie mehrere maximale Anstrengungen bei unterschiedlichen Dauern. Das Standardprotokoll verwendet3-5 Zeitfahren:

Standard CP-Testprotokoll

Test 1

3-Minuten Maximale Anstrengung

Nach gründlichem Aufwärmen eine 3-minütige All-out-Anstrengung durchführen. Durchschnittsleistung aufzeichnen (z.B.330W). 30-60 Minuten Pause vor dem nächsten Test (oder Test ein separates Tag).

Test 2

12-Minuten Maximale Anstrengung

Ein 12-minütiges Zeitfahren bei maximaler nachhaltiger Leistung durchführen. Durchschnittsleistung aufzeichnen (z.B.275W). Vor dem letzten Test vollständig ausruhen.

Test 3

20-Minuten Maximale Anstrengung

Eine 20-minütige Anstrengung im FTP-Stil absolvieren. Durchschnittsleistung aufzeichnen (z.B.260W). Dies ist Ihr längster Test.

Berechnen

Mathematische Kurvenanpassung

Leistung vs. Zeit Daten plotten und eine hyperbolische Kurve anpassen. Bike Analytics macht stirbt automatisch:

CP:Asymptote der Leistungs-Dauer-Kurve (z.B. 250W)
W':Krümmungskonstante (z.B.18 kJ)

⚠️ Test-Best-Practices

Konsistente Bedingungen:Alle Tests gleicher Ort, Übersetzung, Ausrüstung
Vollständig ausgeruht:Kein hartes Training 24-48h vor jedem Test
Richtiges Pacing:Jede Anstrengung muss für diese Dauer wirklich maximal sein
Angemessener Abstand:24-48 Stunden zwischen Tests, wenn nicht am selben Tag
Kalibrierter Leistungsmesser:Nullstellenabgleich vor jedem Test

💡 Alternative: Nutzung vorhandener Fahrdaten

Wenn Sie Leistungsdaten von aktuellen Rennen oder harten Fahrten haben, kann Bike Analytics CP und W' aus IhrerLeistungs-Dauer-Kurveschätzen:

Beste 3-Minuten-Leistung der letzten 90 Tage
Beste 5-Minuten-Leistung
Beste 12-Minuten-Leistung
Beste 20-Minuten-Leistung

Diese "historische Bestwert"-Methode ist weniger präzise als dedizierte Tests, bietet aber eine vernünftige Startschätzung.

W' Balance: Echtzeit-Ermüdungstracking

W' Balance (W'bal) verfolgt Ihre Entleerung und Erholung der Anaeroben Kapazität in Echtzeit während Fahrten.Dies ist die mächtigste Anwendung des CP-Modells für Pacing und Rennstrategie.

Wie W'bal funktioniert

Entleerungsphase (Über CP):

Beim Fahren über CP entleert sich W' linear
Rate = (Aktuelle Leistung - CP)
Beispiel: 50W über CP = 50 Joule/Sekunde Entleerung

Erholungsphase (Unter CP):

Beim Fahren unter CP erholt sich W' exponentiell
Erholungsrate hängt davon ab, wie weit unter CP
Niedrige Leistung = schnellere Erholungsrate
Zeitkonstante τ ≈ 377 Sekunden (Skiba-Modell)

W'bal Interpretation

W'bal = 100%:Vollständig erholt, bereit für Antritte

W'bal = 75%:Noch stark, kann attackieren

W'bal = 50%:Moderat Ermüdung, vorsichtig sein

W'bal = 25%:Hohe Ermüdung, begrenzte Antrittskapazität

W'bal = 0%:Komplett erschöpft, muss unter CP fahren

Wichtige Erkenntnis:Selbst kurze Erholungen unter CP stellen W' wieder her. Eine 30-sekündige Erholung bei 150 W (100 W unter CP) kann 2-3 kJ W' wiederherstellen.

🚴 Beispiel: MTB-Rennen W'bal Management

Szenario:90-Minuten Cross-Country-Rennen, CP = 250W, W' = 20 kJ

Runde 1 (0-15 Min):Konservatives Tempo, W'bal bleibt 80-100%
Runde 2 (15-30 Min):Härterer Anstieg (350W für 90s) → W'bal fällt auf 55%
Erholung (30-35 Min):Leichte Abfahrt (150W) → W'bal erholt sich auf 70%
Runde 3 (35-50 Min):Technischer Abschnitt mit Bursts → W'bal schwankt 60-75%
Runde 4 (50-65 Min):Attacke am Anstieg (380W für 60s) → W'bal fällt auf 40%
Letzte Runde (65-90 Min):W'bal sorgfältig managen, für Zielsprint aufsparen

Ergebnis:Durch Überwachung von W'bal weiß der Fahrer genau, wann Antritte möglich sind und wann Erholung nötig ist. Keine Raten basierend auf „Gefühl“.

Praktische Anwendungen von CP und W'

1. Pacing langer Anstiege

Nutzen Sie CP, um nachhaltige Kletterleistung zu bestimmen. Wenn die Anstiegsdauer 30+ Minuten beträgt beträgt, sollte die Zielleistung ≤ CP sein. Leicht über CP zu gehen ist okay, aber verfolgen Sie W'bal, ähm Stellen Sie sicher, dass Sie nicht vor dem Gipfel „platzen“.

Beispiel: 40-Minuten Anstieg

CP = 250W:Nachhaltige Zielleistung
260W (10W über CP):Leichter Einbruch in W', aber für 40 Min nachhaltig
280W (30W über CP):Zu hoch, W' entleert sich komplett in ~11 Minuten

2. MTB und Cyclocross Rennstrategie

Offroad-Rennen beinhalten ständige Leistungsspitzen über CP. Nutzen Sie W'bal, um "verbrannte". Streichhölzer" zu managen – jeder Antritt entleert W', und Erholungsphasen müssen ausreichen, um Kapazität wiewiederherstellen.

MTB Antritts-Management:

Vor Attacke:Prüfen W'bal ≥ 60% (genug Reserven)
Während Antritt:W'-Entleerung akzeptieren, aber Kosten kennen
Nach Antritt:Unter CP fallen lassen, um W' vor nächster Anstrengung zu erholen
Spätes Rennen:Wenn W'bal < 30%, große Antritte vermeiden – Sie werden platziert

3. Kriterium und Straßenrennen Taktik

Faktoren erfordern wiederholte Beschleunigungen und Angriffe. W'bal hilft Ihnen zu wissen, Wann Sie auf Angriffe reagieren können und wann Sie die Gruppe ziehen lassen müssen.

Krit Attacken-Entscheidung:

W'bal = 85%:Mit der Gruppe gehen – Sie haben Reserven
W'bal = 40%:Riskant – könnte beim Verfolgen platzieren
W'bal = 15%:Im Feld bleiben, W' für finalen Sprint erholen

4. Intervalltraining-Design

Nutzen Sie CP und W', um Intervalle präzise zu strukturieren. Für VO₂max-Intervalle sollte sterben Leistung CP + (W' / Intervalldauer) sein.

Beispiel: 5-Minuten VO₂max Intervalle

CP = 250W, W' = 20 kJ
Zielleistung:250W + (20.000J / 300s) = 250W + 67W =317W
Dies entleert W' komplett in 5 Minuten
Erholung:5-10 Min unter CP, um W' wiewiederherstellen

5. Zeitfahren Pacing

Für Zeitfahren länger als 30 Minuten, fahren Sie leicht unter CP, um W'-Entleerung zu Vermeiden. Sparen Sie W' für den Schlussspurt.

40K ZF Pacing:

Erste 35K:95-98% von CP (W' schonen)
Letzte 5K:Allmählich auf CP + 10-20W steigern (W' nutzen)
Letzter 1K:W' komplett leeren (Zielsprint)

Critical Power & W': Häufig gestellte Fragen

Ist CP besser als FTP?

CP ist wissenschaftlich robuster, weil es aus mehreren Anstrengungen abgeleitet wird, nicht aus einem einzelnen Test. FTP ist jedoch einfacher und weit verbreitet. Für die meisten Radfahrer ist FTP ausreichend. Nutzen Sie CP, wenn Sie Präzision, W'-Tracking oder Rennpacing-Modelle wünschen. In der Praxis: CP ≈ FTP + 5-10W.

Wie lange dauert es, bis sich W' vollständig erholt?

Erholung ist exponentiell, nicht linear.Bei 100W unter CP erholt sich W' ~50% in 6 Minuten, 75 % in 12 Minuten, 90 % in 20 Minuten. Volle Erholung (99 %+) dauert 30-40 Minuten bei sehr niedrigere Leistung. Je weiter Sie unter CP fahren, desto schneller erholt sich W'. Komplette Ruhe (0W) ist NICHT optimal – leichtes Spinnen (~100-150W) beschleunigt die Erholung.

Kann ich trainieren, um W' zu erhöhen?

Ja – W' ist durch anaerobe Intervalle trainierbar.VO₂max-Intervall (3-8 Min bei 110-120% CP) und wiederholte Antritte (30-90s bei 150%+ CP) erweitern W'. Straßensprinter und MTB-Rennfahrer haben ein höheres W' als Ausdauerfahrer. Trainingsschwerpunkt: 1-2 Einheiten/Woche mit hochintensiven Intervallen, die W' komplett entleeren, gefolgt von angemessener Erholung.

Sinkt W' im Verlauf einer Fahrt?

Ja – W'-Kapazität sinkt mit akkumulierter Ermüdung.Früh in einer Fahrt haben Sie vielleicht 20 kJ verfügbar. Nach 2-3 Stunden harter Fahrt kann das effektive W' auf 12-15 kJ fallen. Deshalb fühlen sich späte Rennantritte härter an – Ihre anaerobe Reserve ist beeinträchtigt. Bike Analytics kann diese W'-Entleerung mittels Ermüdungsfaktoren modellieren.

Wie oft sollte ich CP und W' nachtesten?

Alle 8-12 Wochenwährend der Trainingsprogression. CP steigt langsamer als FTP (es ist Stabilisator). W'kann sich mit gezieltem anaeroben Training signifikant verändern. Testen Sie sie nach großen Trainingsblöcke, Krankheit oder Verletzung. CP/W' sind resistenter gegen kurzfristige Formschwankungen als FTP.

Kann ich CP für Indoor-Training nutzen?

Absolut – CP ist ideal für Indoor-Training.Smart-Trainer bieten stabile Leistung, war CP-Tests hochgenau macht. Zwift, TrainerRoad und andere Plattformen unterstützen CP-basierte Workouts. W'bal-Tracking funktioniert im Innenbereich perfekt, die Leistung ist konstant.Viele Trainer bevorzugen CP für Strukturiertes Indoor-Training.

Was ist das Skiba W' Balance Modell?

Dr. Philip Skibas Modell von 2012 verfolgt mathematisch W'-Entleerung und -Erholung.Es nutzt Differentialgleichungen mit Zeitkonstante τ ≈ 377 Sekunden für Erholungskinetik. Dieses Modell ist in WKO5, Golden Cheetah und Bike Analytics implementiert. Es ist der Goldstandard für Echtzeit-W'bal-Berechnung während Fahrten. Forschung: Skiba et al. (2012, 2014, 2021) in Medizin & Wissenschaft in Sport und Bewegung.

Können Sie CP und W' Rennleistung vorhersagen?

Ja – mit hoher Genauigkeit für Anstrengungen von 3-60 Minuten.Das CP-Modell kann sterben Zeit bis zur Erschöpfung bei jeder gegebenen Leistung vorherzusagen. Beispiel: Wenn CP = 250W und W' = 20 kJ, können Sie 300W für exakt 6,67 Minuten halten (20.000J / 50W = 400s). Für längere Anstrengungen (>60 Min) überschätzt CP die nachhaltige Leistung leicht aufgrund zusätzlicher Ermüdungsfaktoren.

Wie beeinflusst Höhe CP und W'?

CP sank um ca. 1 % pro 300 m über 1500 m Höhe.W' ist weniger betroffen, da anaerobe Kapazität nicht von Sauerstoff abhängig. Bei 2500m erwarten Sie, dass CP um 3-4% fällt, aber W'ähnlich bleibt. Das bedeutet, in der Höhe sinkt Ihre nachhaltige Leistung, aber Ihre Antrittskapazität (relativ zur neuen CP) bleibt erhalten. Testen Sie CP in der Höhe für genaue Trainingszonen.

Sollte ich CP für Zone 4 Schwellentraining nutzen?

Ja – CP definiert Zone 4 Schwelle präzise.Schwellenintervalle sollten bei 95-105% liegen CP liegen. Im Gegensatz zu FTP (geschätzt aus einem einzelnen Test) bietet CP eine mathematische abgeleitete Schwelle. Für anhaltende Tempo-Anstrengungen (2×20 Min), fahren Sie bei CP. Für kürzere Intervalle (5×5 Min), fahren Sie bei CP + 3-5%. Bike Analytics berechnetTrainingszonen automatisch aus CP.

Forschungsreferenzen

Jones, A.M., Burnley, M., Black, M.I., Poole, D.C., & Vanhatalo, A. (2019)

Critical Power: Theory and Applications

Journal of Applied Physiology, 126(6), 1905-1915.

Umfassende Übersicht über Critical Power Theorie, physiologische Grundlagen und praktische Anwendungen für Sportler und Trainer.

Skiba, P.F., Chidnok, W., Vanhatalo, A. & Jones, A.M. (2012)

Modellierung der Ausgaben und Wiederherstellung der Arbeitskapazität oberhalb der kritischen Leistung

Medicine and Science in Sports and Exercise, 44(8), 1526-1532.

Führt das W' Balance Modell mit exponentieller Erholungskinetik ein. Grundlage für Echtzeit-W'bal-Tracking.

Skiba, P.F., & Clarke, D.C. (2021)

The W′ Balance: Mathematische und methodische Überlegungen

International Journal of Sports Physiology and Performance, 16(11), 1561-1572.

Aktualisierte Übersicht über W' Balance Berechnungsmethoden, Validierungsstudien und praktische Implementierungsüberlegungen.

Poole, D.C., Burnley, M., Vanhatalo, A., Rossiter, H.B. & Jones, A.M. (2016)

Kritische Leistung: Eine wichtige Ermüdungsschwelle in der Trainingsphysiologie

Medizin und Wissenschaft in Sport und Bewegung, 48(11), 2320-2334.

Validiert Critical Power als physiologische Schwelle, die schwere von sehr schwerer Belastungsbereiche trennt.

Clark, I.E., Vanhatalo, A., Thompson, C., et al. (2021)

Eine vergleichende Analyse kritischer Leistungsmodelle bei Elite-Straßenradfahrern

European Journal of Applied Physiology, 121, 3027-3037.

Vergleicht verschiedene CP-Berechnungsmethoden bei Elite-Radfahrern. Zeigt, dass CP mit dem respiratorischen Kompensationspunkt übereinstimmt.

📚 Weiterführende Literatur

Training and Racing with a Power Meter (3. Aufl.)von Hunter Allen & Andrew Coggan - Kapitel über Critical Power und W'
WKO5 Software Dokumentation- Detaillierte CP und W'bal Implementierungsleitfäden
Golden Cheetah CP Analyze- Open-Source-Tools für CP-Kurvenanpassung