Das kabellose Aufladen von Elektrofahrzeugen kommt endlich auf die Autobahnen des Landes, und das könnte dazu beitragen, den Ladeengpass zu lösen, wenn Millionen von Elektrofahrzeugen auf den Massenmarkt drängen. Dazu gehören auch elektrische Lkw und Busse. Der Pennsylvania Turnpike zum Beispiel zielt nicht darauf ab, beim Nickerchen erwischt zu werden. Sie planen bereits das kabellose Aufladen von Elektrofahrzeugen unterwegs mit einem Solarstrombonus.
Kabelloses Aufladen von Elektrofahrzeugen unterwegs, vom Traum…
CleanTechnica hat im Laufe der Jahre hier und da etwas Tinte über das drahtlose Aufladen von Elektrofahrzeugen verschüttet, und es sieht so aus, als würde sich all diese harte Arbeit endlich auszahlen.
Es war eine lange Reihe zu hacken. Das US-Energieministerium hat die Räder vor 10 Jahren, im Jahr 2012, mit einem 4-Millionen-Dollar-Zuschussprogramm für das kabellose Aufladen von Elektrofahrzeugen auf der Straße geschmiert.
Das Förderprogramm zielte darauf ab, auf der F&E-Arbeit eines Teams des Oak Ridge National Laboratory aufzubauen. Im September 2011 berichtete das Team über ein System, das auf einem Luftkerntransformator basiert, einem Gerät, das Hochfrequenzströme überträgt.
„Durch die Neukonfiguration des Transformators und die Änderung der Resonanzfrequenz wird die Leistung mit geringem Energieverlust und weniger Anforderungen an den Primärkreis an die Batterie übertragen. Die Technologie kann zum drahtlosen Laden von stationären Elektrofahrzeugen in Garagen und Parkplätzen eingesetzt werden oder fahrende Fahrzeuge auf der Fahrbahn“, erklärte das Team.
Die ORNL-Forscher entwickelten auch eine Reihe ergänzender Technologien für ihr drahtloses EV-Ladegerät, darunter Kommunikations- und Feedbacksysteme sowie Hardware.
…Zur Realität
Die Dinge nahmen im August 2021 Gestalt an, als das Labor seine elektromagnetische Spulentechnologie an die Firma Brooklyn lizenzierte HEVO.
„Das System bietet die weltweit höchsten Leistungsstufen im kleinsten Paket und könnte eines Tages ermöglichen das Aufladen von Elektrofahrzeugen da sie mit Autobahngeschwindigkeit gefahren werden“, erklärte ORNL und stellte fest, dass sich das System noch in der Entwicklung befindet.
Der relativ geringe Platzbedarf wird durch den „Oak Ridge Converter“ von ORNL ermöglicht, der die Anzahl der für die Übertragung erforderlichen Leistungsstufen reduziert. Das Ergebnis ist ein drahtloses Ladesystem für Elektrofahrzeuge, das eine Oberflächenleistungsdichte von 1,5 Megawatt pro Quadratmeter liefert, die ORNL als „acht- bis zehnmal höher als die derzeit verfügbare Technologie“ bezeichnet.
Wie von HEVO vorgesehen, würde das drahtlose Aufladen von Elektrofahrzeugen unterwegs zu einem Szenario führen, in dem Elektrofahrzeugfahrer mit einer vollständig aufgeladenen Batterie zu Hause oder an einem anderen Zielort ankommen, die sie zur Stromversorgung ihrer Geräte und anderer Gebäudesysteme einsetzen könnten.
„All diese Funktionalität ist in einem fahrzeugseitigen Paket von der Größe einer mittelgroßen Pizzaschachtel und der vorgefertigten Fähigkeit, Elektrofahrzeuge ohne einen Menschen hinter dem Lenkrad aufzuladen, integriert“, freute sich Jeremy McCool, Gründer und CEO von HEVO.
Mehr Solarenergie für mehr EV-Aufladung
Während all dies geschah, planten die Planer am Pennsylvania Turnpike einen raschen Anstieg der Nachfrage nach Ladestationen für Elektrofahrzeuge entlang des Pennsylvania Turnpike. Insgesamt verläuft die Hauptstrecke 359 Meilen zwischen Ohio und New Jersey. Mit der gesamten Länge von Pennsylvania in der Mitte werden auf dem Turnpike jedes Jahr mehr als 210 Millionen Fahrzeuge eingesetzt.
Die nächste Generation von Batterien für Elektroautos mit großer Reichweite wird es Elektroautos ermöglichen, die gesamte Fahrt mit einer einzigen Ladung zurückzulegen, aber das ist noch weit entfernt vom Massenmarkt. Der Pennsylvania Turnpike ist auch eine Hauptverkehrsstraße für Lastwagen, und all diese Lastwagen benötigen unterwegs Ladestationen.
Ein Vorteil, der sich während der Planungsphase herausstellte, ist das Potenzial für solarbetriebene EV-Ladevorgänge entlang des Pennsylvania Turnpike. Reporter Ed Blazina von der Pittsburgh Post-Gazette habe letzte woche den scoop darüber bekommen.
Unter Berufung auf eine Studie der Autobahn-Solarberatungsorganisation The Ray, Blazina, berichtete, dass Turnpike mehr als 5.400 Morgen Land besitzt Potenzial für die Solarentwicklungfür eine Gesamtleistung von mehr als 1,5 Gigawatt.
Das hört sich nach viel an, und das ist es auch, außer dass nicht auf jedem sonnenfreundlichen Hektar Sonnenkollektoren installiert werden. Das Endergebnis könnte deutlich unter 1,5 Gigawatt liegen, aber das bleibt abzuwarten. Wie von Blazina beschrieben, arbeitet Turnpike bereits an einer Reihe von Solarprojekten, einschließlich der eventuellen Installation von drahtlosen Ladesystemen für Elektrofahrzeuge im Straßenverkehr.
Der lange Weg zum solarbetriebenen kabellosen Laden von Elektrofahrzeugen im Straßenverkehr
Um seine Pläne für das drahtlose Aufladen von Elektrofahrzeugen vom Reißbrett zu hüten, trat der Pennsylvania Turnpike letztes Jahr dem ASPIRE bei (Nachhaltigkeit vorantreiben durch das Programm Powered Infrastructure for Roadway Electrification) der University of Utah. Das Programm ist ein ausgewiesenes Engineering Research Center, das von der National Science Foundation finanziert wird.
The Turnpike ist auch eine Partnerschaft mit der kalifornischen Niederlassung des schnelllebigen israelischen Startups eingegangen Elektron. Das Unternehmen hat unter anderem mit Stellantis und Volkswagen am kabellosen Aufladen von Elektrofahrzeugen gearbeitet und kürzlich erweitert ein Pilotprojekt in Schweden.
Wenn Sie die für Detroit geplante elektrische Straße verfolgt haben, ist Electreon auch das Unternehmen hinter diesem Projekt.
Was ist aus dem eHighway der Zukunft geworden?
Der Ansatz zum drahtlosen Aufladen von Elektrofahrzeugen im Straßenverkehr ist nur eine Lösung für die Herausforderung, genügend Laderessourcen für Elektrofahrzeuge bereitzustellen, um Millionen von Elektroautos sowie Lastwagen, Busse und andere schwere Nutzfahrzeuge aufzunehmen.
In diesem Sinne werfen wir einen Blick zurück auf das hybrid-elektrische eHighway-Konzept, das von entwickelt wird Siemens. Das System basiert auf der Elektro-Trolley-Technologie, die mit dem Fahrzeug verbundene Oberleitungen einsetzt. Das Gerät, das Strom aus den Drähten sammelt, wird Stromabnehmer genannt.
Ein herkömmlicher Trolley ist durch die Oberleitungen auf seine Strecke beschränkt. Die Idee von Siemens ist es, den Stromabnehmer in die Lage zu versetzen, sich nach Belieben von der Oberleitung zu lösen und wieder einzukuppeln.
Als Hybridsystem würde der eHighway ermöglichen, dass gasbetriebene Fahrzeuge von ihrem Standort auf die elektrifizierte Strecke gelangen und ihre Verbrennungsmotoren abschalten, sobald sie angeschlossen sind.
Das System würde entlang stark frequentierter Lkw-Strecken installiert und hauptsächlich von Schwerlastfahrzeugen genutzt. Wir denken, dass der eHighway auch Elektro-Lkw aufnehmen könnte, aber das muss Siemens entscheiden.
Das eHighway-Konzept segelte zuerst über die CleanTechnica Radar im Jahr 2014 als Pilotprojekt in Kalifornien. 2016 wurde das elektrifizierte Autobahnsystem auch in Schweden erprobt.
Seitdem ist Siemens ziemlich beschäftigt. Im vergangenen Jahr hat das Unternehmen einen weiteren eHighway-Feldversuch in Deutschland gestartet, und unsere Freunde drüben Nachrichten zum Stadtverkehr berichten, dass Indien ist auch auf dem Weg zu einer elektrischen Autobahn.
Wenn das alles nach Zukunftsmusik klingt, werfen Sie einen Blick auf das, was im Weltraum-Solarfeld passiert. Diejenigen, die vor einer Ladeapokalypse für Elektrofahrzeuge warnen, müssen ihre Meinung möglicherweise revidieren.
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Foto: Kabelloses EV-Ladegerät mit freundlicher Genehmigung von Oak Ridge Nationallabor.
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