Innovatives Ladesystem: Induktives Laden von Elektrobussen über die Räder
Die Grenzen herkömmlicher induktiver Ladesysteme
Elektrobusse gelten als Schlüssel zur nachhaltigen Mobilität im öffentlichen Nahverkehr. Doch ein zentrales Problem bleibt das Laden der Batterien. Herkömmliche induktive Ladesysteme, die Energie über ein Magnetfeld übertragen, sind bei Elektrobussen oft ineffizient. Der Grund liegt im großen Abstand zwischen den Spulen im Boden und den Empfangsspulen im Fahrzeugboden. Dieser Abstand führt zu erheblichen Energieverlusten, sodass die Ladeleistung stark reduziert wird.
Das Konzept der „Wheel-based Induction“
Das Spin-off Winduction der ETH Zürich hat mit „Wheel-based Induction“ eine innovative Lösung entwickelt. Statt die Empfangsspulen im Fahrzeugboden zu platzieren, integriert das System sie direkt in die Räder der Busse. Im Straßenbelag eingelassene Platten mit Sendespulen erzeugen ein Magnetfeld. Die Räder, die stets Kontakt zum Boden haben, nehmen den induzierten Strom auf und laden so die Batterien. Diese Methode reduziert den Abstand zwischen den Spulen auf ein Minimum und erhöht die Effizienz auf über 90 Prozent.
Wirtschaftliche und betriebliche Vorteile
Ein entscheidender Vorteil des Systems liegt in der Möglichkeit, die Batterien der Busse bei kurzen Stopps nachzuladen. Dadurch müssen die Batterien nicht den gesamten Tagesbetrieb abdecken und können kleiner dimensioniert werden. Dies senkt die Anschaffungskosten erheblich. Zudem ist das Laden während des Betriebs effizienter als das nächtliche Laden im Depot, das oft mehrere Stunden in Anspruch nimmt. Berechnungen zeigen, dass das mehrmalige Nachladen auf einer Beispielroute zwischen Zürich Flughafen und Zürich Oerlikon weniger Strom verbraucht und die Ladezeit auf drei Stunden bei 16 Stunden Betriebszeit reduziert.
Technische Herausforderungen und Lösungsansätze
Trotz der vielversprechenden Vorteile gibt es technische Hürden. Reifen von Bussen enthalten Stahlgürtel, die für die nötige Stabilität sorgen. Stahl stört jedoch das Magnetfeld und wandelt einen Teil des Stroms in Wärme um, was die Effizienz verringert. Winduction arbeitet daher mit Partnern an der Entwicklung stahlfreier Reifen. Obwohl diese teurer sind, fallen die Mehrkosten im Vergleich zu den Einsparungen bei Anschaffung und Betrieb kaum ins Gewicht.
Aktueller Stand und Zukunftsperspektiven
Das System befindet sich derzeit in der Evaluierungsphase. In Winterthur wird eine Testinfrastruktur mit einer Testhaltestelle aufgebaut, unterstützt vom Bundesamt für Verkehr und der Schweizer Klimastiftung. Ziel ist es, alle Komponenten zeitnah praktisch zu erproben und einen Pilotbetrieb ab 2028 in der Region des Zürich Flughafens zu starten. Sollte sich das System bewähren, könnte es einen bedeutenden Beitrag zur Verbreitung der Elektromobilität im öffentlichen Verkehr leisten.
