Wprowadzenie do ładowania autobusów elektrycznych – z wykorzystaniem opon

Firma Winduction, powstała z ETH Zurich, opracowała system ładowania indukcyjnego, który dostarcza energię autobusom elektrycznym przez ich koła na przystankach. Dzięki temu możliwe będzie użycie mniejszych baterii, co zmniejszy zarówno zapotrzebowanie na energię, jak i koszty eksploatacji. Planowany jest projekt pilotażowy na rok 2028.

Trzej założyciele Winduction przed swoim autobusem elektrycznym: Laurin Schwitter, Sylvain Fricker i Sonam Bhuka (z lewej na prawo)

Zdjęcie: Winduction

Podejście Winduction do ładowania indukcyjnego nie opiera się na cewce zamontowanej pod nadwoziem pojazdu. Zamiast tego wykorzystuje koło – płyta ładowania jest wmontowana w powierzchnię drogi, a druga cewka znajduje się w specjalnie opracowanej oponie autobusowej. Gdy autobus zatrzymuje się nad tą płytą, energia jest przenoszona za pomocą pola magnetycznego z ziemi, przez koło, do baterii pojazdu.

Ta technologia ma na celu umożliwienie autobusom elektrycznym ładowania baterii podczas krótkich zatrzymań na przystankach w ciągu dnia. Dzięki temu pojazdy mogłyby funkcjonować z mniejszymi bateriami, co według Winduction nie tylko obniżyłoby koszty zakupu i wagę pojazdu, ale także pozwoliło oszczędzić więcej miejsca lub zwiększyć ładowność.

Metoda ta eliminuje wadę tradycyjnych systemów indukcyjnych, w których energia musi być przenoszona przez odstęp pomiędzy drogą a podwoziem pojazdu – odległość ta może się różnić w zależności od typu pojazdu. Winduction zmniejsza ten odstęp poprzez zintegrowanie cewki po stronie pojazdu bezpośrednio w koło. Według firmy system osiąga sprawność przekraczającą 90 procent pomiędzy płytą gruntową a pojazdem.

Ładowanie indukcyjne zyskuje również na znaczeniu w innych zastosowaniach. Honda współpracuje z Taisei i Taisei Rotec nad systemem dynamicznego bezprzewodowego przenoszenia mocy, który zaopatruje pojazdy w energię za pomocą cewek zainstalowanych na drodze podczas ich ruchu. Pierwsze demonstracje planowane są na japoński rok budżetowy 2027, a partnerzy dążą do przetestowania mocy ładowania sięgającej 150 kW dla ciężkich pojazdów komercyjnych. Natomiast system Winduction ładowa autobusy, gdy te stoją na przystankach, przenosząc energię przez koła.

Winduction planuje wdrożenie pilotażowe od 2028 roku

Samymi oponami wiąże się wyzwanie techniczne. Tradycyjne opony autobusowe zawierają stalowe pasy, które reagują z polem magnetycznym, przekształcając część energii w ciepło. Dlatego Winduction współpracuje z partnerami nad stworzeniem opony bez stali przeznaczonej do systemu ładowania. Firma szacuje, że wyższe koszty opon będą odgrywać jedynie niewielką rolę w całkowitych kosztach ich żywotności u autobusu.

Aby określić rzeczywiste oszczędności, które są możliwe do osiągnięcia, Winduction obecnie współpracuje z kilkoma firmami transportowymi, podając jako przykład trasę pomiędzy lotniskiem w Zurychu a Oerlikon w Zurychu. Według obliczeń tej firmy start-upowej płyty do ładowania byłyby potrzebne tylko na dwóch z 24 przystanków. W ciągu 16-godzinnego dnia pracy autobusy łącznie ładowałyby się przez około trzy godziny.

Dla porównania Winduction zaznacza, że autobusy elektryczne obecnie jeżdżące tą trasą wymagają około pięciu godzin jednoczesnego ładowania w bazy nocą. Zdaniem firmy ładowanie w ciągu dnia mogłoby nie tylko umożliwić użycie mniejszych baterii, ale także zmniejszyć szczytowe obciążenia. Ponadto mogłoby to umożliwić lepsze wykorzystanie taniej energii słonecznej w ciągu dnia.

Z pomocą Federalnego Urzędu Transportu Szwajcarii oraz Szwajcarskiej Fundacji Klimatycznej spółka powstała z ETH obecnie buduje infrastrukturę do testów w Winterthur. Będzie ona obejmować laboratorium testowe oraz specjalny punkt testowy. Kolejnym krokiem dla Winduction jest zintegrowanie wszystkich komponentów w formie niemal przemysłowej oraz stworzenie w pełni elektrycznego autobusu.

Pierwsza operacja pilotażowa w warunkach rzeczywistych planowana jest na rok 2028. Według firmy trwają już rozmowy z kilkoma szwajcarskimi przewoźnikami, w tym w sprawie potencjalnego wprowadzenia tych autobusów do obszaru lotniska w Zurychu. Planowany projekt pilotażowy pokrywa się z rosnącą flotą autobusów elektrycznych w Zurychu. Przewoźnik VBZ niedawno zdecydował się zakupić 20 dodatkowych autobusów elektrycznych od Yutong i Daimler Buses, które będą potrzebne od połowy 2027 roku.