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Drahtlose Energieübertragungsstreifen für Elektrofahrzeuge und Busse

Drahtlose Energieübertragungsstreifen für Elektrofahrzeuge und Busse


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Der koreanische KAIST Online-Bus für Elektrofahrzeuge (OLEV) [Bildquelle:KAIST, über Wired Magazine]

Neben der innovativen Batterietechnologie könnten drahtlose Energieübertragungsstreifen, die auf Straßenoberflächen installiert sind, eine weitere potenzielle Methode zum Laden von Elektrofahrzeugen sein. Das Potenzial für neue Elektrofahrzeuge ist besonders bei Nahverkehrsfahrzeugen wie Bussen und Straßenbahnen sehr aufregend, aber die Technologie könnte eines Tages auch für Elektrofahrzeuge eingesetzt werden.

Die drahtlose Übertragung wurde erstmals 1891 von Nikolai Tesla demonstriert. Tesla hatte ein besessenes Interesse an dem Thema, das es ihm ermöglichte, seine Tesla-Spule zu entwickeln. Dieses Gerät, das Hochspannungs- und Hochfrequenzwechselströme erzeugt, ermöglichte es Tesla, Energie über kurze Entfernungen zu übertragen, ohne Drähte über eine resonante induktive Kopplung miteinander zu verbinden, die drahtlose Nahfeldübertragung elektrischer Energie zwischen zwei magnetisch gekoppelten Spulen.

Dieser Ansatz wird in verschiedenen Ländern zunehmend als potenzielles Mittel zum Aufladen von Elektrofahrzeugen in Bewegung getestet. Dabei wird Elektrizität zwischen zwei magnetisch geladenen Platten übertragen, von denen eine unter der Straße oder der Eisenbahn und die andere unter dem Fahrgestell eines Fahrzeugs vergraben ist. In Italien wird ein solches System seit über zehn Jahren in Genua und Turin eingesetzt und liefert 10 bis 15 Prozent des Stroms für 30 Elektrobusse, die an jeder Bushaltestelle aufgeladen werden. Das System wurde von einem deutschen Unternehmen, Conductix-Wampfler, entwickelt, das eine Energieübertragungseffizienz von 95 Prozent behauptet. Ein weiteres System wird derzeit an der Utah State University entwickelt, unterstützt durch die Finanzierung durch die Federal Transit Administration und ein Induktionssystem, das 2010 ebenfalls in den Niederlanden eingeführt wurde.

Im Jahr 2009 testete das Korea Advanced Institute für Wissenschaft und Technologie (KAIST) sein Online-Elektrofahrzeugprojekt (OLEV). Dies beinhaltete eine Technologie namens Shaped Magnetic Field in Resonance (SMFIR), bei der elektrische Steckdosenleisten in einer Tiefe von 30 cm (11,8 Zoll) unter der Straßenoberfläche vergraben und an das nationale Netz angeschlossen wurden. Als Demonstrationsfahrzeug wurde ein spurloser Zug verwendet, der aus einem Traktor mit magnetischen Induktionsaufnehmern und drei Personenwagen bestand. Anschließend setzte KAIST im Vergnügungspark Seoul Grand Park Straßenbahnen mit dem System ein und folgte im Juli 2013 mit dem weltweit ersten Elektrobus, der eine Strecke von 24 km zwischen dem Bahnhof in der Stadt Gumi und dem Bezirk In-dong zurücklegte . Zu diesem Zeitpunkt hatte das erste Projekt bereits zur Gründung von zwei Spin-off-Unternehmen geführt, OLEV Korea und OLEV Boston, die 2011 gegründet wurden und deren System für den Einsatz in den USA kommerzialisiert werden soll.

Der KAIST OLEV Bus in Betrieb in der koreanischen Stadt Gumi [Bildquelle:KAIST]

Durch das drahtlose Transfersystem können Batterien in Elektrofahrzeugen auf etwa ein Drittel der Größe reduziert werden, die Sie normalerweise in einem Elektroauto erwarten würden. Ein Abstand von 6,7 Zoll zwischen der Straßenoberfläche und dem Boden jedes Fahrzeugs liefert eine Ladeeffizienz von 85 Prozent bei 100 Kilowatt. Die unter der Fahrbahn vergrabenen Schilder machen zwischen 5 und 10 Prozent der gesamten Strecke aus und bleiben ausgeschaltet, bis sich ein Fahrzeug nähert. Es dauert ungefähr 30 Minuten, bis OLEV vollständig aufgeladen ist, und sie können 40 Kilometer zwischen den Ladevorgängen (ungefähr 24 Meilen) zurücklegen. Dies bedeutet, dass sie bei Bedarf möglicherweise gelegentlich von der festgelegten Laderoute abweichen können. Die Busse können mit einer Höchstgeschwindigkeit von 85 Stundenkilometern (km / h) fahren, im normalen Betrieb jedoch normalerweise mit 60 km / h.

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Dies wird tatsächlich ziemlich aufregend, da andere Unternehmen auf der ganzen Welt beginnen, dies zu erfassen. Qualcomm, Momentum Dynamics, WiTricity, Evatran und WAVE haben derzeit Systeme in der Entwicklung. Einige Leute fragen sich, ob das System jemals so verfeinert werden könnte, dass es in Autos verwendet werden kann, einfach weil die Ausrüstung der Fahrzeuge mit 400 Pfund zu sperrig ist. Es ist jedoch perfekt für Busse geeignet, um erhebliche Gewichtseinsparungen bei den Batterien zu erzielen. Elektrobusse, die das drahtlose Transfersystem verwenden, sind derzeit in Bezug auf die Kapitalkosten nicht mit Dieselbussen konkurrenzfähig, aber in Bezug auf die Gesamtbetriebskosten aufgrund der Einsparungen bei den Batterien, die mit diesem System möglich sind, sowie des geringen Wartungsaufwands.

Das Vereinigte Königreich gab im August letzten Jahres seine Absicht bekannt, Autobahnen zu testen, nachdem eine von Highways England in Auftrag gegebene Machbarkeitsstudie abgeschlossen worden war. Die Tests, die irgendwann in diesem oder im nächsten Jahr im Gelände stattfinden sollen, werden das Potenzial des Systems bewerten, zur Reduzierung der Kraftstoffkosten, zur Minimierung der Straßenoberflächen und zur Verringerung der Umweltbelastung durch den Straßenverkehr einschließlich der Verbesserung der Luftqualität beizutragen , weniger Lärm und weniger CO2-Emissionen. Der britische Verkehrsminister Andrew Jones sagte zu der Zeit, dass der drahtlose Transfer dem Land aufregende Möglichkeiten bieten könnte, da die Regierung in den nächsten fünf Jahren 500 Millionen Pfund bereitstellt, um Großbritannien an der Spitze dieser Technologie und des Potenzials zur Förderung von Arbeitsplätzen und Arbeitsplätzen zu halten Wachstum.

Ein drahtloses Parkladesystem, das auf einer Automobilausstellung ausgestellt wird [Bildquelle:Wikimedia Commons]

Wenn die Versuche erfolgreich sind, könnte dies zu einer Revolution im Bereich des nachhaltigen Straßenverkehrs in Großbritannien führen. Diese Tests werden eine Gesamtdauer von ungefähr 18 Monaten haben, wonach wahrscheinlich weitere Versuche auf der Straße durchgeführt werden müssten. In der Zwischenzeit hat mindestens eine Stadt in Großbritannien, Milton Keynes, bereits ein eigenes drahtloses Transfersystem eingeführt. Dies ist jedoch recht begrenzt und erfordert, dass die Busse während des Ladevorgangs jeweils mehrere Minuten anhalten.

Das kabellose Laden in Großbritannien ist nicht ohne Kritiker. Zum Beispiel ist Dr. Paul Nieuwenhuis, der Direktor des Kompetenzzentrums für Elektrofahrzeuge der Cardiff Business School, angesichts der Kosten und der Tatsache, dass sich die Batterietechnologie ständig verbessert, ziemlich skeptisch, insbesondere im Hinblick auf das, was Tesla in letzter Zeit erreicht hat Jahre. Selbst wenn das kabellose Laden auf die britischen Straßen gelangt, beabsichtigt Highways England, Plug-in-Ladepunkte für Elektrofahrzeuge in Abständen von 32 km im Autobahnnetz zu installieren. Dies sollte wiederum dazu beitragen, die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen für Verbraucher zu verbessern.

Ein Institut, das sich mit dem Potenzial der drahtlosen Übertragung von Elektrofahrzeugen befasst, ist das deutsche Fraunhofer-Institut. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Kassel haben im August letzten Jahres ein kostengünstiges Design unter Verwendung von Standardkomponenten entwickelt, die auf dem Massenmarkt erhältlich sind. Den Wissenschaftlern ist es gelungen, die Anzahl sperriger Ferritbleche durch den Einsatz von Spulensystemen zu reduzieren, was auch die Kosten senkt. IWES stellte fest, dass selbst wenn ein Auto 20 Zentimeter von einer in die Straße eingebetteten Spule entfernt ist, ein Wirkungsgrad zwischen 93 und 95 Prozent über den gesamten Leistungsbereich von 400 Watt bis 3,6 Kilowatt erreichbar ist. Ein weiterer Vorteil dieses Systems besteht darin, dass es auch Strom in das allgemeine Stromnetz einspeisen kann. Dies bedeutet, dass überschüssige Energie aus dem Netz in diese Autos eingespeist und als Energiespeicher genutzt werden kann, bis der Strom benötigt wird, der in das Netz zurückgespeist werden kann.

Fraunhofers induktive Ladespule für Elektroautos [Bildquelle:Fraunhofer-Institut]

Zwei weitere Fraunhofer-Institute, die Fraunhofer-Institute für Fertigungstechnologie und fortschrittliche Materialien IFAM sowie für Transport- und Infrastruktursysteme IVI, haben drahtlose Transfersysteme für den Einsatz in Autos auf einer 25 Meter langen Teststrecke mit in die Straße eingebetteten Spulen erfolgreich getestet. Das Testfahrzeug, ein in ein Elektrofahrzeug umgebauter Sportwagen, schaffte es, die gesamte Strecke mit mäßiger Geschwindigkeit zu fahren und gleichzeitig die Batterie aufzuladen.


Schau das Video: Induktion und Dynamo (Juli 2022).


Bemerkungen:

  1. Fejas

    Brechen Sie das nicht aus!

  2. Voodookinos

    Bravo, dieser bewundernswerte Satz muss genau absichtlich sein

  3. Kajikus

    Außergewöhnliche Täuschung

  4. Shabab

    Ich denke du hast nicht Recht. Ich kann es beweisen. Schreiben Sie mir in PM, wir werden reden.



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