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Fahrdrahtlose Energieversorgung von Schienenfahrzeugen

Redundanz, Kommunikation, Effizienz

Die Energieversorgung von Zügen mittels eines Fahrdrahtes und Stromabnehmern ist zwar in Europa die bislang überwiegende Technologie, aber mit einigen Nachteilen verbunden.

Im Gegensatz dazu ergeben sich für Schienenfahrzeuge durch induktive Energieübertragung folgende Vorteile:

  • Oberleitungen, Schleifkontakte und Stromabnehmer, die zu Verschleiß, Lärmemission und aerodynamischem Widerstand beitragen, können entfallen.
  • Induktive Energieübertragungssysteme sind für große Leistungen segmentiert und somit redundant aufgebaut, sodass ausfallende Teilsysteme nur die maximale Übertragungsleistung reduzieren, aber nicht zu einem Ausfall des Gesamtsystems führen. Dadurch ergeben sich neue Möglichkeiten der zustandsorientierten Instandhaltung.
  • In Kombination mit einem verteilten Antrieb können Wagen, z.B. im Rangierbereich, autonom bewegt werden.
  • Mit induktiven Energieübertragungssystemen können auch Daten übertragen werden. Dadurch ergeben sich völlig neue Möglichkeiten für Zugsicherungssysteme.

Das IEW befasst sich daher bereits in mehreren, teils internationalen Kooperationen mit der induktiven Energieübertragung von Zügen. So wird unter anderem in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt an einem Konzept für den Zug der Zukunft geforscht. Der „Next Generation Train“ soll für eine Reisegeschwindigkeit von bis zu 400 km/h erzielen und die dazu erforderliche Leistung im Megawatt-Bereich soll induktiv bereitgestellt werden. Forschungsschwerpunkte am IEW sind die Entwicklung von kontaktlosen Energieübertragungssystemen mit hohem Wirkungsgrad durch Optimierung der Spulenanordnungen und Blindleistungskompensation sowie die Auslegung der dafür erforderlichen Leistungselektronik.

 

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Institut für Elektrische Energiewandlung