Kabelloses Laden von Elektrofahrzeugen aktiviert

Das kabellose Laden von Elektrofahrzeugen auf der Straße ist eine Möglichkeit, Elektrofahrzeuge erschwinglicher zu machen und die drohende Apokalypse beim Laden von Elektrofahrzeugen abzuwenden.

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Das kabellose Laden von Elektrofahrzeugen hält endlich Einzug auf den Autobahnen des Landes, und das könnte dazu beitragen, den Ladeengpass zu lösen, wenn Millionen von Elektrofahrzeugen auf den Massenmarkt drängen. Dazu gehören auch Elektro-Lkw und -Busse. Der Pennsylvania Turnpike zum Beispiel hat nicht das Ziel, beim Nickerchen erwischt zu werden. Sie planen bereits das kabellose Laden von Elektrofahrzeugen unterwegs, mit einem Solarstrom-Bonus obendrein.

CleanTechnica hat im Laufe der Jahre hier und da etwas Tinte zum Thema kabelloses Laden von Elektrofahrzeugen verschüttet, und es sieht so aus, als würde sich all diese harte Arbeit endlich auszahlen.

Es war ein langer Streit. Das US-Energieministerium hat vor zehn Jahren, im Jahr 2012, mit einem 4-Millionen-Dollar-Förderprogramm für das kabellose Laden von Elektrofahrzeugen auf der Straße die Weichen gestellt.

Ziel des Förderprogramms war es, auf der Forschungs- und Entwicklungsarbeit eines Teams am 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 Strom mit geringem Energieverlust und geringerer Belastung des Primärkreises auf die Batterie übertragen. Die Technologie kann zum kabellosen Laden stationärer Elektrofahrzeuge in Garagen und Parkplätzen oder während der Fahrt eingesetzt werden.“ Fahrzeuge auf der Fahrbahn“, erklärte das Team.

ORNL-Forscher entwickelten außerdem eine Reihe ergänzender Technologien für ihr drahtloses Ladegerät für Elektrofahrzeuge, darunter Kommunikations- und Feedbacksysteme sowie Hardware.

Die Dinge begannen im August 2021 Gestalt anzunehmen, als das Labor seine elektromagnetische Spulentechnologie an die Brooklyner Firma HEVO lizenzierte.

„Das System bietet die weltweit höchste Leistung im kleinsten Paket und könnte eines Tages das Laden von Elektrofahrzeugen ermöglichen, während sie mit Autobahngeschwindigkeit fahren“, erklärte ORNL und wies darauf hin, dass sich das System noch in der Entwicklung befindet.

Der relativ kleine Platzbedarf wird durch den „Oak Ridge Converter“ des ORNL ermöglicht, der die Anzahl der für die Übertragung erforderlichen Leistungsstufen reduziert. Das Ergebnis ist ein kabelloses Ladesystem für Elektrofahrzeuge, das eine Oberflächenleistungsdichte von 1,5 Megawatt pro Quadratmeter liefert, die laut ORNL „acht bis zehnmal höher ist als die derzeit verfügbare Technologie“.

Wie von HEVO vorgesehen, würde das kabellose Laden von Elektrofahrzeugen unterwegs zu einem Szenario führen, in dem Elektrofahrzeugfahrer mit einer voll aufgeladenen Batterie zu Hause oder an einem anderen Zielort ankommen, die sie zur Stromversorgung ihrer Geräte und anderer Gebäudesysteme einsetzen könnten.

„All diese Funktionen sind in ein fahrzeugseitiges Paket von der Größe einer mittelgroßen Pizzaschachtel integriert und bieten die Möglichkeit, Elektrofahrzeuge ohne einen Menschen am Lenkrad aufzuladen“, schwärmt HEVO-Gründer und CEO Jeremy McCool.

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 über 359 Meilen zwischen Ohio und New Jersey. Mit der gesamten Länge von Pennsylvania in der Mitte befördert der Turnpike jedes Jahr mehr als 210 Millionen Fahrzeuge.

Die nächste Generation von Elektroautobatterien mit großer Reichweite wird es Elektroautos ermöglichen, die gesamte Fahrt mit einer einzigen Ladung zurückzulegen, aber das ist noch weit vom Massenmarkt entfernt. Der Pennsylvania Turnpike ist auch eine wichtige Durchgangsstraße für Lkw, und alle diese Lkw benötigen unterwegs Ladestationen.

Ein Vorteil, der sich während der Planungsphase abzeichnete, ist das Potenzial für das Aufladen solarbetriebener Elektrofahrzeuge entlang des Pennsylvania Turnpike. Der Reporter Ed Blazina von der Pittsburgh Post-Gazette erfuhr letzte Woche davon.

Unter Berufung auf eine Studie der Autobahn-Solarberatungsorganisation The Ray berichtete Blazina, dass Turnpike mehr als 5.400 Hektar Grundstück mit Potenzial für die Solarentwicklung mit einer Gesamtkapazität von mehr als 1,5 Gigawatt besitzt.

Das hört sich nach viel an, und das ist es auch, außer dass nicht auf jedem solarfreundlichen Hektar am Ende Solarpaneele 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 drahtloser Ladesysteme für Elektrofahrzeuge auf der Straße.

Um seine Pläne für das kabellose Laden von Elektrofahrzeugen auf die Beine zu stellen, schloss sich Pennsylvania Turnpike letztes Jahr dem ASPIRE-Programm (Advancing Sustainability through Powered Infrastructure for Roadway Electrification) der University of Utah an. Das Programm ist ein ausgewiesenes technisches Forschungszentrum, das von der National Science Foundation finanziert wird.

The Turnpike ist außerdem eine Partnerschaft mit der kalifornischen Niederlassung des schnelllebigen israelischen Startups Electreon eingegangen. Das Unternehmen arbeitet unter anderem mit Stellantis und Volkswagen am kabellosen Laden von Elektrofahrzeugen und hat kürzlich ein Pilotprojekt in Schweden verlängert.

Wenn Sie die für Detroit geplante elektrische Straße verfolgt haben, ist Electreon auch das Unternehmen, das hinter diesem Projekt steht.

Der Ansatz des kabellosen Ladens von Elektrofahrzeugen auf der Straße ist nur eine Lösung für die Herausforderung, genügend Ladekapazitäten für Elektroautos bereitzustellen, um Millionen von Elektroautos sowie Lastkraftwagen, Busse und andere schwere Nutzfahrzeuge unterzubringen.

Werfen wir vor diesem Hintergrund einen Blick zurück auf das Hybrid-Elektro-Konzept eHighway, das derzeit von Siemens entwickelt wird. Das System basiert auf der Elektro-Trolley-Technologie, die Oberleitungen nutzt, die mit dem Fahrzeug verbunden sind. Das Gerät, das Strom aus den Drähten sammelt, wird Stromabnehmer genannt.

Eine herkömmliche Straßenbahn wird durch die Oberleitungen auf ihrem Weg eingeschränkt. Die Idee von Siemens besteht darin, den Stromabnehmer in die Lage zu versetzen, sich nach Belieben von der Oberleitung ab- und wieder einzuschalten.

Als Hybridsystem würde der eHighway es gasbetriebenen Fahrzeugen ermöglichen, von ihrem Standort auf die elektrifizierte Strecke zu gelangen und ihre Verbrennungsmotoren nach dem Anschließen abzuschalten.

Das System würde entlang stark frequentierter Lkw-Strecken installiert und hauptsächlich von Schwerlastfahrzeugen genutzt. Wir gehen davon aus, dass der eHighway auch für Elektro-Lkw geeignet ist, aber die Entscheidung liegt bei Siemens.

Das eHighway-Konzept stieß erstmals 2014 als Pilotprojekt in Kalifornien auf CleanTechnica-Radar. Im Jahr 2016 wurde das elektrifizierte Autobahnsystem auch in Schweden mit der Erprobung begonnen.

Seitdem war bei Siemens einiges los. Letztes Jahr startete das Unternehmen einen weiteren eHighway-Feldversuch in Deutschland, und unsere Freunde von Urban Transport News berichten, dass auch Indien auf dem Weg zu einer elektrischen Autobahn ist.

Wenn das alles eher Zukunftsmusik klingt, werfen Sie einen Blick auf das, was im Weltraum-Solarfeld passiert. Wer vor einer Lade-Apokalypse für Elektrofahrzeuge warnt, muss seine Meinung möglicherweise revidieren.

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Foto: Kabelloses Ladegerät für Elektrofahrzeuge mit freundlicher Genehmigung des Oak Ridge National Laboratory.

Tina ist spezialisiert auf militärische und unternehmerische Nachhaltigkeit, Spitzentechnologie, neue Materialien, Biokraftstoffe sowie Wasser- und Abwasserfragen. Die geäußerten Ansichten sind ihre eigenen. Folgen Sie ihr auf Twitter @TinaMCasey und Spoutible.

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