Energietechnik | 18. September 2017

Laden ganz nach Bedarf

Emissionsfreier ÖPNV mit Elektrobussen

Schädliche Emissionen reduzieren und den ÖPNV effizienter gestalten – die Elektrifizierung von Bussen hat großes Potenzial. ABB liefert die passende Technik dafür und erstellt auf den individuellen Bedarf der Städte und Verkehrsbetreiber ausgerichtete Lade- und Antriebskonzepte für Elektrobusse.

Um die persönliche CO2-Bilanz zu verbessern, ist der Umstieg auf öffentliche Verkehrsmittel eine gute Wahl. Zumal dann, wenn Verkehrsbetreiber die Elektromobilität im Öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) ausbauen. ABB liefert dafür die Infrastruktur, die Netzanbindung und die Onboard-Ausstattung wie Motoren, Batterien und Traktionsumrichter. Mithilfe eines Analysetools simuliert und wertet ABB zudem die verschiedenen Ladekonzepte aus – unter Berücksichtigung individueller Kundenbedürfnisse und Schlüsselparameter wie Busgeschwindigkeit oder Topologie der Strecke. So erhält der Kunde ein auf seinen Bedarf zugeschnittenes Konzept.

Depot-Laden: Strom für einen Tag

Besonders weit verbreitet ist das Depot-Laden: Die Bordbatterie des Elektrobusses verfügt über eine Leistung von 200 bis 500 kWh, was je nach Auslegung der Batterie einem Gewicht von etwa vier Tonnen entspricht.

Die hohe Speicherkapazität ermöglicht Reichweiten von über 180 km, sodass der E-Bus seine Strecke einen Tag lang ohne Stopps zum Nachladen durchfahren kann. Erst am Abend werden die Batterien im Depot schonend mit bis zu 150 kW geladen – daher auch der Name „Overnight Charging“.

OppCharge: flexibler Industriestandard

Beim Opportunity-Charging, kurz OppCharge genannt, werden E-Busse an ausgewählten Haltestellen, etwa Endhaltestellen, geladen. Dort sind bereits Puffer für unvorhergesehene Verspätungen oder Pausen für die Busfahrer eingeplant, die sich effizient nutzen lassen: Der E-Bus verbindet sich automatisch mit einem sogenannten Pantographen, der sich von der Ladestation zum Busdach herabsenkt. Über die konduktive Verbindung werden die kleineren und dadurch kostengünstigeren, dachmontierten Batterien innerhalb von drei bis sechs Minuten mit 150 bis 600 kW aufgeladen. OppCharge ist der Standard einer Initiative mehrerer Bushersteller und Industrieunternehmen, darunter auch ABB, die damit eine Basis für Interoperabilität geschaffen haben. Je nach Kundenanforderung lässt sich die Technologie auch mit dem Depot-Laden kombinieren.

„OppCharge ist sinnvoll, wenn sich der Energiebedarf allein durch Depot-Laden nicht decken lässt, etwa aufgrund von Nebenverbrauchern wie einer Klimaanlage“, erklärt Nils Janko, Sales Manager E-Bus Charging bei ABB in Deutschland. Auch sind kleinere Batterien günstiger in der Anschaffung und minimieren Fahrzeuggewicht sowie Stromverbrauch. „Wir unterstützen unsere Kunden damit im Kern ihres Geschäfts, der effizienten Beförderung einer hohen Anzahl an Fahrgästen. OppCharge-Systeme hat ABB zum Beispiel in Luxemburg Stadt am Bahnhof, im belgischen Namur und in den schwedischen Städten Göteborg und Värnamo realisiert. Entscheidend für die erfolgreiche Umsetzung war nicht zuletzt die enge Zusammenarbeit mit verschiedenen Busherstellern“, sagt Nils Janko.

„Wir unterstützen unsere Kunden damit im Kern ihres Geschäfts, der effizienten Beförderung einer hohen Anzahl an Fahrgästen.“

Flash-Laden: Sekunden genügen

Besonders schnell geht das „Flash-Laden“ – so schnell, dass der E-Bus ohne zusätzliche Wartezeit an einer Haltestelle geladen werden kann, während Fahrgäste ein- und aussteigen. Ähnlich wie bei OppCharge verbindet sich der E-Bus mit dem Hochleistungs-Ladekontakt der speziellen Flash-Ladestationen und nach 15 bis 20 Sekunden sind die dachmontierten Batterien bei 600 kW geladen. Dafür sind Ladepunkte an mehreren Haltestellen entlang der Strecke nötig. „Die Ladeinfrastruktur ist aufwendiger, doch durch das mehrfache Laden reichen kleine und leichte Batterien von 70 bis 80 kWh aus. Mit ihnen sind Steigungen auf der Strecke kein Problem mehr“, erläutert Valentin Holz, Business Development E-Mobility in der Division Power Grids bei ABB in Deutschland. „Die Technologie lohnt sich insbesondere für hochfrequentierte Strecken, auf denen viele Personen befördert werden müssen.“ Eingesetzt wird das System ab nächstem Jahr in Genf, wo zwölf Gelenkbusse mit Platz für 133 Fahrgäste zwischen Flughafen, Krankenhaus und einigen Wohnorten verkehren. Es wird mit dem Depot-Laden kombiniert, um die Batterien über Nacht wieder vollständig aufzuladen.