Автобус, заряжающийся через колеса: швейцарский проект

Зарядка автобуса осуществляется непосредственно через колеса, тем самым сокращая время, необходимое для ночной зарядки на парковке, и позволяя использовать более маленькие аккумуляторы, что приводит к преимуществам с точки зрения пространства, веса и стоимости транспортного средства. Проект возник в Швейцарии благодаря компании Winduction, вышедшей из ETH Zurich, которая разработала систему беспроводной зарядки, работающую во время остановок на остановках.

Когда зарядка переходит с дороги на колеса

Постепенная зарядка, то есть зарядка небольшими дозами во время эксплуатации, не является чем-то совершенно новым: в Европе, а также в Италии уже используются пантографы, в Испании мы принимали участие в демонстрации системы индукционной зарядки от Alstom (видео здесь), и существуют ещё другие решения. Теперь появилась и швейцарская идея, которая перемещает катушку с нижней части шасси на колесо.

Швейцарские исследователи вышли из одной проблемы: большинство электробусов заряжаются ночью на парковках, перевозя днем тяжелые аккумуляторы. Это дорогостоящий способ. Не стоит забывать, что днем проще использовать возобновляемые источники энергии. Рассмотрим решение, описанное авторами: «Заднее колесо этого буса, довольно устаревшей модели, опирается на большую пластину примерно размером с тележку для покупок. Внезапно аккумулятор буса начинает заряжаться — 10 процентов, 20, 30 — показатель постоянно растет, причем нет никаких кабелей, соединяющих транспортное средство с пластиной». Это слова Сонам Бхука, Сильвена Фриккера и Лорина Швиттера, трех основателей Winduction.

За пределами Pnrr: новые тендеры на 70 миллионов и 98 электробусов

Помимо примеров, которые мы привели — от мобильных телефонов до электромобилей, — появляется все больше решений на основе индуктивной зарядки. Однако, по мнению швейцарской группы экспертов, существуют проблемы с эффективностью, которые на электробусах проявляются более заметно, чем на автомобилях. Они отмечают «огромную слабость», а именно «относительно большое расстояние между дорогой и нижней частью кузова, которое варьируется в зависимости от модели транспортного средства. Это расстояние является ключевым фактором в системах индуктивной зарядки, поскольку эффективность передачи энергии снижается по мере увеличения разделения».

Изначальная и (возможно) успешная идея: шины всегда контактируют с дорогой

«В любом транспортном средстве единственной частью, которая постоянно находится в контакте с землёй, являются колёса», — объясняет Сильвен Фриккер, выпускник ETH и руководитель отдела технологий в этой молодой компании. Из этого простого наблюдения возникла идея, которая дала название этой стартап-компании: Winduction означает wheel‑based induction, то есть индукция, основанная на колёсах.

Эта технология работает с помощью систем магнитно связанных катушек. Первые индуктивные катушки расположены в пластине, встроенной в дорожное покрытие, которая подключена к электросети и способна генерировать магнитное поле. Вторая группа катушек, встроенная в специально разработанное шины, захватывает энергию при остановке автобуса и передаёт её в аккумулятор транспортного средства.

«Мы сокращаем большое расстояние передачи энергии между дорогой и каркасом, размещая катушки внутри колеса», — объясняет Фриккер. По словам исследователей, система Winduction обеспечивает эффективность свыше 90% от уровня, характерного для соединения с землей, то есть менее 10% энергии, поступающей на пластину, теряется. «Поскольку наша технология эффективна даже во время коротких остановок для зарядки, автобусы могут использовать более маленькие аккумуляторы, что значительно снижает их стоимость как при покупке, так и при эксплуатации», — добавляет выпускник ETH.

Для достижения цели необходимо улучшить шины

Идея Winduction действительно фасцинирующая, но для её внедрения необходима дополнительная работа. Традиционные шины автобусов содержат стальные ремни, обеспечивающие устойчивость, но этот стальной материал будет взаимодействовать с магнитным полем, преобразуя большую часть энергии в тепло вместо того, чтобы передать её аккумулятору.

Рекордные продажи в Германии благодаря Tesla

«Чтобы сделать нашу систему работающей, мы сотрудничаем с различными партнерами над созданием совершенно новой шины без стали», — объясняет Швиттер, генеральный директор компании. Требуются инвестиции, но, по словам новых предпринимателей, «хотя такая модификация увеличивает стоимость отдельной шины, это увеличение практически незначительно по сравнению с общими затратами на покупку и эксплуатацию автобуса».

Экономия и меньшая нагрузка на сеть

По расчётам Winduction общие затраты могут существенно снизиться. Основатели провели расчёты на участке между аэропортом Цюриха и районом Оерликон. «Наш анализ показывает значительную экономию по сравнению с зарядкой на пунктах хранения. Размер экономии зависит от маршрута. В настоящее время ведётся исследование жизнеспособности с участием операторов общественного транспорта для его количественной оценки», — объясняет Швиттер.

Давайте рассмотрим преимущества: автобусы с меньшими аккумуляторами стоят дешевле и могут перевозить больше пассажиров. Кроме того, земные зарядные платформы Winduction относительно недороги по сравнению с традиционными зарядными инфраструктурами. Еще одно преимущество — автобусы могут заряжаться несколько раз в течение дня. На маршруте между аэропортом Цюриха и Оерликоном зарядные платформы потребуются только на 2 из 24 остановок, где автобусы смогут накопить примерно 3 часа заряда за смену продолжительностью 16 часов. Это также сократит количество необходимых резервных транспортных средств.

Электробусы, используемые сегодня на этой линии, одновременно заряжаются в течение пяти часов ночью на депо, и для этого требуется гораздо больше мощности, чем необходимо при использовании системы Winduction. Меньшее потребление энергии станет ещё более важным в будущем, поскольку электроэнергия становится всё более доступной в дневное время благодаря развитию фотовольтаики. В то же время снижаются пиковые нагрузки на сеть, поскольку больше не требуется заряжать все автобусы одновременно ночью, что приводит к дальнейшему снижению затрат. Однако в этом аспекте теория кажется неубедительной, поскольку ночное потребление, к тому же необходимо учитывать, что среди автобусов преобладают те, которые работают на электроэнергию, а в настоящее время они составляют меньшинство и более экономичны.

Первый пилотный проект в 2028 году

Дочерняя компания ETH Winduction в настоящее время создаёт реалистичную тестовую инфраструктуру при поддержке Федерального управления транспорта и Швейцарского фонда по вопросам климата. Проект включает как тестовую лабораторию, так и специальную экспериментальную остановку. Швиттер подчёркивает: «Наша цель — как можно скорее создать полностью переоборудованный электробус, который можно будет использовать и за пределами нашей частной тестовой зоны».

Продолжается рост популярности электробусов: +148%, спад у грузовиков. Необходимы стимулы

Основатели планируют запустить первый пилотный проект в 2028 году. Ведутся переговоры с различными операторами общественного транспорта Швейцарии. Примером может служить район аэропорта Цюриха, где бус будет тестироваться в реальных условиях эксплуатации и впервые будет перевозить пассажиров.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Бонусы за зарядные станции — ещё есть надежда, посмотрите видео – Руководство по льготам