Ga naar hoofdinhoud

Elektrische railvoertuigen zonder bovenleiding

Is dit het beeld van de toekomst: een elektrische tram zonder bovenleiding? Dit is overigens een hybride exemplaar (diesel-elektrisch) van Alstom (foto: Wikipedia/Eastpath)

De meeste treinen en trams in Europa worden elektrisch aangedreven en hebben dus een bovenleiding nodig. Helaas hebben die af en toe te maken met elektrische storingen, blikseminslag en omvallende bomen, wat tot vertragingen en uitval van treinen leidt. Een alternatief voor de bovenleiding is contactloze energieoverdracht. Wetenschappers van twee instituten van de Universität Stuttgart en het Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) onderzoeken in het kader van de alliantie DLR@Uni-Stuttgart inductieve, contactloze systemen die bovenleidingen in de toekomst moeten vervangen.

De deelstaat Baden-Württemberg heeft subsidie verleend aan de onderzoekers om de mogelijkheden van draadloze energieoverdracht, minder geluidsoverlast, minder kosten voor slijtage en onderhoud en een lager energieverbruik te realiseren. De onderzoekers willen als volgende stap een demonstratiemodel ontwikkelen, dat ook voor de industrie interessant kan zijn.

Zonder bovenleiding

Bovenleidingen voor elektrische railvoertuigen staan bloot aan weersomstandigheden en milieu-invloeden, wat zorgt voor hogere slijtage en voor gevaar voor de omgeving bij beschadigingen. Ook zijn de leidingen en stroomafnemers een bron voor lawaai, terwijl de aerodynamische luchtweerstand een belangrijke invloed heeft op het energieverbruik. Door inductie in plaats van bovenleiding toe te passen, kunnen veel bestaande nadelen van elektrische stroomvoorziening vervallen.

De onderzoekers zijn uitgegaan van een principe, waarbij met een beperkt vermogen voor overdracht al elektrische auto’s en trams contactloos kunnen worden opgeladen. Het principe komt overeen met een gedeelde transformator, waarbij de primaire spoel is geïntegreerd in het wegdek en de secundaire spoel zich in het voertuig bevindt.

De energieoverdracht gebeurt met behulp van een opgewekt magnetisch veld en is mogelijk over een groot oppervlak (over de lengte van het complete voertuig). Op deze manier kan bij lange trams met een gedistribueerd aandrijfsysteem elk deelsegment separaat van energie worden voorzien, zonder dat dure voedingsleidingen voor de hele tram nodig zijn. Hierdoor kan bovendien elke wagon die over een eigen aandrijfsysteem beschikt, autonoom rangeren.

Onderzoekselementen

Het Institut für Maschinenelemente (IMA) aan de Universität Stuttgart houdt zich vooral bezig met het mechanisch ontwerp en de integratie van nieuwe componenten in het voertuig in combinatie met betrouwbaarheid en beschikbaarheid van de energieoverdracht. Bij het Institut für Elektrische Energiewandlung (IEW) wordt vooral het ontwerp van de systemen voor energieoverdracht en de noodzakelijke elektronica met de elektrische componenten uitgevoerd.

Belangrijke speerpunten zijn geringe slijtage, storingsongevoeligheid en een zo hoog mogelijk rendement (meer dan 90%) bij aanzienlijk betere prestaties. Ook werd aandacht geschonken aan de compatibiliteit om al bestaande railsystemen te kunnen behouden en de veiligheidssystemen op de rails verder te verbeteren.

De in het project ontwikkelde inductieve energieoverdracht maakt een efficiënt en robuust overdrachtssysteem van elektrische energie voor railvoertuigen mogelijk. Belangrijk is, dat railvoertuigen door een hybride energievoorziening op zowel nieuwe als bestaande routes kunnen rijden.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven