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Energie aus der Fahrbahn

Die Elektromobilität findet in Deutschland derzeit in zwei Geschwindigkeiten statt. Wie die Nationale Plattform Elektromobilität (NPE) in ihrem jüngsten Statusbericht zur Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in Deutschland zeigt, ist das für 2017 geplante Etappenziel einer Schnellladeinfrastruktur mit 7100 Einheiten noch längst nicht in Sicht. Im ÖPNV dagegen marschiert der Fortschritt mit Siebenmeilenstiefeln. Derzeit sind es die so genannten induktiven Systeme, die in Städten wie Braunschweig, Berlin und Mannheim kräftig Tempo machen. Ihre Eleganz besteht darin, dass sie weder Ladesäulen, Kabel noch Leitungen benötigen. Stattdessen stellen sie ihre Leistung über magnetische Wechselfelder zwischen Ladestation und Verbraucher bereit. Das Grundprinzip: Ein Strom in der Primärspule bringt ein Magnetfeld hervor, das die unter einem Fahrzeug installierte Sekundärspule durchsetzt. Dort entsteht eine Induktionsspannung und letztlich ein Strom. Das durch diesen Strom erzeugte magnetische Feld überlagert sich mit dem Feld der Primärspule. Auf diese Weise wird der Strom übertragen.

Wie das in der Praxis funktioniert, lässt sich in der Niedersachsen-Metropole Braunschweig begutachten. Dort ist seit zweieinhalb Jahren ein System von Bombardier am Start, das der unter dem Label Primove firmierende Geschäftsbereich Elektromobilität entwickelt hat. Konkret handelt es sich dabei um ein halbes Dutzend elektrischer Zwölfmeterbusse und Gelenkbusse von Hersteller Solaris. Die Schnellladung erfolgt an drei Haltestellen auf dem Linienweg, an denen sich unter der Fahrbahn die Spulen für das elektromagnetische Feld befinden. Das System tritt in Aktion, sobald der Bus die vorgesehene Position an der Haltestelle erreicht. Der Ladevorgang endet, wenn der Fahrer die Haltestelle wieder verlässt. Das System selbst arbeitet mit einer veritablen Ladeleistung von bis zu 200 Kilowatt. Im Vergleich zu dieser Hochleistung stellt eine Haushaltssteckdose gerade mal eine Ladeleistung bis zu 3,7 Kilowatt bereit.

Ein induktives System könnte sich auch für elektrische Taxis und Carsharing-Fahrzeuge anbieten. Diese Autos sind in erster Linie im Stadtbereich unterwegs und warten bis zur Buchung an definierten Haltepunkten. Die Wartezeit ließe sich also für das Laden der Akkus nutzen. Das Niedersächsische Forschungszentrum für Fahrzeugtechnik (NFF) der Technischen Universität Braunschweig untersucht derzeit in einem Feldversuch, ob sich die Ladestationen der Elektrobusse auch durch im Taxibetrieb eingesetzte Elektrofahrzeuge nutzen lassen.

Die induktive Technik zur Ladung von Elektrofahrzeugen ist allerdings nicht auf stationäre Systeme beschränkt. Bombardier Primove hat vor kurzem in Mannheim ein dynamisches Ladesystem erfolgreich gestestet. Der Protagonist des Versuchs war ein zehn Tonnen schweren Scania Verteiler, der mit rund 70 Stundenkilometern auf der Versuchsstrecke unterwegs war. In die Fahrbahn der Strecke eingelassen waren vier hintereinander angeordnete 20 Meter lange Ladesegmente, die sich bei der Überfahrt automatisch zu- und abschalteten. Dabei betrug die Ladeleistung bis zu 200 Kilowatt. Wie es heißt, ging es den Primove-Ingenieuren um die technische Konfiguration eines solchen Systems im Hinblick auf den Abstand zwischen den Ladeschleifen, die Länge der im Boden verbauten Antennen und die Spurtoleranz.

Mit einer entsprechenden Ausstattung der Betriebshöfe von Busunternehmen, Speditionen und Großkunden könnte ein dynamisches Induktionssystem dazu beitragen, die Reichweite von Bussen und Verteilerfahrzeugen im städtischen Bereich zu optimieren. Auf Autobahnen und Landesstraßen dürfte die Technologie aber kaum zum Einsatz kommen. Es sind in erster Linie die Kosten, die dem entgegenstehen. Andererseits ließe sich ein elektrischer Güterfernverkehr auch ohne hohe Investitionen in die Infrastruktur realisieren. Den Ansatz dazu liefert der Amerikaner Roger Bedell, Geschäftsführer des auf Ladestationen für Omnibusse spezialisierten Herstellers Opbrid in Spanien. Seine Idee geht auf das System des Pony Express in den 1860er Jahren des Wilden Westens zurück. Herzstück des Systems waren die entlang der Route aufgestellten Pony-Express-Stationen. Der Reiter konnte an jeder Station sein erschöpftes Pferd tauschen und sich anschließend sofort mit einem frischen Reittier wieder auf den Weg machen. Das Prinzip ließe sich auf elektrischen Güterfernverkehr übertragen. Geht der Akku des Elektro-Lkw zur Neige, würde der Fahrer die nächste Station auf der Autobahn anfahren, ein Fahrzeug mit voller Batterie übernehmen und alsbald die Fahrt fortsetzen.

Text: Joachim Geiger
Foto: Bombardier Inc. or its subsidiaries

Autor
Kathleen Kiefer

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