Автобус, який підзаряджається через колеса, швейцарський проект

Зарядка автобуса відбувається безпосередньо з коліс, що скорочує час, необхідний для нічної зарядки на депо, та дозволяє використовувати менші акумулятори, що приносить переваги з точки зору простору, ваги та вартості транспортного засобу. Цей проект виник у Швейцарії завдяки компанії Winduction, що вийшла з ETH Zurich, яка розробила систему бездротової зарядки, яка працює під час зупинок на зупинках.

Коли зарядка через індукцію переходить з дороги на колеса

Зарядка через індукцію, тобто невеликими дозами під час експлуатації, не є абсолютною новинкою: у Європі, включаючи Італію, вже використовуються пантографи, у Іспанії ми брали участь у демонстрації зарядки через індукцію від Alstom (тут відео), і існують ще й інші рішення. Тепер з’явилась також швейцарська ідея, яка переміщує котушку з нижньої частини шасі на колесо.

Швейцарські дослідники вирушили з однієї проблеми: більшість електробусів заряджаються вночі на складі, транспортуючи протягом дня важкі акумулятори. Це дорогий спосіб. Не варто також забувати, що протягом дня простіше використовувати відновлювані джерела енергії. Розгляньмо рішення, як його описують автори: «Заднє колесо цього буса, досить застарілої моделі, спирається на велику пластину, приблизно розміром з кошик для покупок. Раптово акумулятор буса починає заряджатися – 10 відсотків, 20, 30 – індикатор постійно підвищується, без жодних кабелів, які б з’єднували транспортний засіб із пластиною». Це слова Сонам Бхуки, Сільвена Фріккера та Лоріна Швіттера, трьох засновників Winduction.

Поза Pnrr: нові конкурси на 70 мільйонів та 98 електробусів

Окрім прикладів, які ми навели — від мобільних телефонів до електромобілів, з’являється все більше рішень на основі індукції. Однак, за словами швейцарської трійки, існують проблеми з ефективністю, які у електробусах є більш помітними, ніж у автомобілях. Вказується на «велику слабкість», а саме «відстань між дорогою та нижньою частиною кузова є відносно великою та варіюється залежно від моделі транспортного засобу. Ця відстань є ключовим фактором у системах індуктивного заряджання, оскільки ефективність передачі енергії знижується зі збільшенням відстані».

Оригінальна та (можливо) успішна ідея: шина завжди контактує з дорогою

«У будь-якому транспортному засобі єдиною частиною, яка постійно контактує з землею, є колеса», — пояснює Сільвен Фріккер, випускник ETH та керівник відділу технологій у цій молодій компанії. Саме з цього простого спостереження виникла ідея, яка дала назву цьому стартапу: Winduction означає wheel‑based induction, тобто індукція, заснована на колесах.

Ця технологія працює за допомогою систем з магнітно з’єднаних котушок. Перші індуктивні котушки розміщені у пластині в дорожньому покритті, яка підключена до електромережі та здатна створювати магнітне поле. Друга група котушок, вбудована у спеціально розроблену шину, захоплює енергію, коли автобус зупиняється, та передає її до акумулятора транспортного засобу.

«Ми скорочуємо велику відстань передачі енергії між дорогою та каркасом, розміщуючи котушки всередині колеса», — пояснює Фріккер. Згідно з дослідниками, система Winduction досягає ефективності понад 90% від поверхні землі до транспортного засобу: іншими словами, менше 10% енергії, що подається на пластину, втрачається. «Оскільки наша технологія ефективна навіть під час коротких зупинок для заряджання, автобуси можуть використовувати менші акумулятори, що робить їх значно дешевшими як у плані придбання, так і експлуатації», — додає випускник ETH.

Для досягнення цілі потрібно працювати над шинами

Ідея Winduction справді захоплююча, але щоб її впровадити на практиці, потрібна ще робота. Звичайні шини автобусів містять сталеві стрічки, які забезпечують стабільність, але ця сталь буде реагувати з магнітним полем, перетворюючи більшу частину енергії на тепло замість того, щоб передати її акумулятору.

Рекордні продажі в Німеччині завдяки Tesla

«Щоб зробити нашу систему функціональною, ми співпрацюємо з різними партнерами над створенням абсолютно нової шини без сталі», — пояснює Швіттер, генеральний директор компанії. Потрібні інвестиції, але, на думку нових підприємців, «хоча ця заміна призводить до вищої вартості окремої шини, це збільшення є майже незначним у порівнянні з загальними витратами на придбання та обслуговування автобуса».

Економія та менший тиск на мережу

Згідно з розрахунками Winduction, загальні витрати можуть значно знизитися. Засновники провели розрахунки для маршруту від аеропорту Цюриха до району Оерлікон. «Наші аналізи показують суттєву економію порівняно з поповненням балансу на станції. Розмір економії залежить від маршруту. Наразі триває дослідження щодо доцільності співпраці з перевізниками громадського транспорту для його кількісної оцінки», — пояснює Швіттер.

Розглянемо економію: автобуси з меншими акумуляторами коштують дешевше та можуть перевозити більше пасажирів. Крім того, зарядні платформи Winduction є відносно недорогими порівняно з традиційними інфраструктурами для зарядки. Ще одна перевага — автобуси можуть заряджатися кілька разів протягом дня. На маршруті між аеропортом Цюриха та Оерліконом зарядні платформи знадобляться лише на 2 з 24 зупинок, де автобуси накопичують близько 3 годин зарядки протягом 16-годинного робочого дня. Це також зменшить кількість автомобілів резерву, які потрібні.

Електробуси, які сьогодні використовуються на цій лінії, одночасно заряджаються протягом п’яти годин у депо вночі, і для цього потрібна значно більша потужність, ніж у системі Winduction. Менше споживання енергії стане ще важливішим у майбутньому, оскільки електроенергія стає все більш доступною вдень завдяки розширенню фотовольтаїчних систем. Водночас зменшуються піки навантаження на мережу, адже більше не потрібно заряджати всі автобуси одночасно вночі, що призводить до подальшого зниження витрат. Однак у цьому плані теорія не є переконливою, адже нічне споживання, крім того, потрібно бачити компанію з переважно електричними транспортними засобами, на сьогодні воно є меншим та дешевшим.

Перший пілотний проєкт у 2028 році

Підрозділ ETH Winduction наразі створює реалістичну інфраструктуру для тестування за підтримки Федерального управління транспорту та Швейцарського фонду клімату. Проєкт включає як лабораторію для тестування, так і спеціальну експериментальну зупинку. Швіттер підкреслює: «Наша мета — якомога швидше створити повністю переобладнаний електробус, який можна буде використовувати також поза межами нашої приватної зони тестування».

У електробусах продовжується бум: +148%, а у вантажівках — спад. Потрібні стимули

Засновники планують розпочати перший пілотний проєкт у 2028 році. Ведуться переговори з кількома операторами громадського транспорту у Швейцарії. Прикладом є зона аеропорту Цюріха, де бус буде тестуватися в реальних умовах експлуатації та вперше буде перевозити пасажирів.

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Бонуси за зарядні станції – ще є надія, дивіться відео – Посібник з інсентивами