Home | english | Impressum | Sitemap | Intranet | KIT
Portrait Monika Landgraf
Kontakt:
Monika Landgraf
Pressesprecherin, Leitung Presse

Tel: +49 721 608-47414
Fax: +49 721 608-43658
E-Mail

Presseinformation 112/2011

Bahnfahren mit induktiver Energieübertragung

Wissenschaftler am KIT erforschen, wie Straßenbahnen und Busse künftig kabellos elektrische Energie beziehen können.
Spulen erzeugen ein elektromagnetisches Feld zur induktiven Energieübertragung. (Foto: KIT)
Spulen erzeugen ein elektromagnetisches Feld zur induktiven Energieübertragung. (Foto: Institut für Fahrzeugsystemtechnik, KIT)

Die induktive Energieübertragung ist Bestandteil unseres Alltags: Elektrische Zahnbürsten beispielsweise beziehen mittels elektromagnetischer Übertragung Strom aus einer Ladestation, ohne dass sie mit dieser über ein Kabel verbunden sind. Wissenschaftler vom Institut für Fahrzeugsystemtechnik am KIT erforschen nun, wie dieses Verfahren auch im Schienen- und Straßenverkehr genutzt werden kann. Die neue Technik kann langfristig Oberleitungen ersetzen – das ermöglicht unter anderem eine höhere Flexibilität der Fahrzeuge im Stadtverkehr.

Straßenbahnen beziehen ihre elektrische Energie bisher über den Stromabnehmer, also über eine Vorrichtung an Fahrzeugen, die elektrische Energie von der Oberleitung zu den elektrischen Einrichtungen des Fahrzeugs führt. Wind, Regen oder Schnee können die Funktion der Oberleitungsanlagen beeinträchtigen. „Der Nachteil dieser Methode ist, dass die Verbindungen durch die Reibung hohen mechanischen Belastungen und hohem Verschleiß ausgesetzt sind“, erklärt Professor Peter Gratzfeld, einer der Leiter des Instituts für Fahrzeugsystemtechnik. „Außerdem stören Oberleitungen oftmals das Stadtbild, wenn durch sie beispielsweise der Blick auf ein historisches Bauwerk beeinträchtigt wird.“

Deshalb sucht die Forschergruppe um Gratzfeld nun neue Wege, um die Straßenbahnen mit der notwendigen elektrischen Energie zu versorgen. In Versuchen konnte bereits nachgewiesen werden, dass die induktive Übertragung von mehr als 100 Kilowatt Leistung technisch funktioniert. Diese Leistung kann sowohl während eines Halts des Fahrzeugs als auch während der Fahrt übertragen werden. Die induktive Energieübertragung erfolgt dabei nach den Gesetzen der elektromagnetischen Induktion über zwei Spulen: Eine Spule (Primärspule) wird zwischen den Schienen verlegt, die zweite Spule (Sekundärspule) an der Fahrzeugunterseite angebracht. An den Spulen entsteht durch die Änderung des magnetischen Flusses eine elektrische Spannung. Die Energieübertragung zwischen beiden Spulen funktioniert daher kontaktlos – somit kann es an der Schnittstelle nicht zu einem Verschleiß durch Reibung kommen.

Ziel der Forschungsgruppe ist es, die Technik der induktiven Energieübertragung von Straßenbahnen auch auf andere Fahrzeuge zu übertragen. „Busse stellen die einfachste Möglichkeit dar, da sie sich im Stadtgebiet auf festen Routen bewegen, das heißt, die Fahrzeuge könnten an den Haltestellen während des Passagierwechsels oder während der Fahrt wieder aufgeladen werden“, erklärt Peter Gratzfeld. Doch sogar auf Elektroautos sei die Technik künftig übertragbar: Da Autofahrer ihren PKW durchschnittlich nur eine Stunde am Tag bewegten, böten sich beispielsweise Parkplätze als Ladestation an.

Die Wissenschaftler berücksichtigen dabei auch den Schutz von Menschen und Tieren vor elektromagnetischen Feldern. Ziel ist es, trotz hoher Übertragungsleistungen in den für Personen zugänglichen Bereichen in Fahrzeugnähe die Grenzwerte einzuhalten. Dies wird durch speziell entwickelte Spulengeometrien erreicht. Außerdem stellt die Hard- und Software sicher, dass sich die Primärspule nur einschaltet, wenn sich ein Fahrzeug über ihr befindet.

Ihre Expertise bringen die Wissenschaftler vom Institut für Fahrzeugsystemtechnik in verschiedene Projekte ein: Ansätze, die den Themenbereich öffentlicher Personennahverkehr betreffen, bearbeiten sie zusammen mit der Firma Bombardier Transportation. Fragen zum Einsatz der induktiven Energieübertragung bei PKWs sind Teil des durch das Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg geförderten Projekts BIPoL (Berührungsloses, induktives und positionstolerantes Ladekonzept für elektrisch angetriebene Fahrzeuge).

Weitere Informationen gibt es unter www.bahnsystemtechnik.de.

 

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist eine Körperschaft des öffentlichen Rechts nach den Gesetzen des Landes Baden-Württemberg. Es nimmt sowohl die Mission einer Universität als auch die Mission eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Thematische Schwerpunkte der Forschung sind Energie, natürliche und gebaute Umwelt sowie Gesellschaft und Technik, von fundamentalen Fragen bis zur Anwendung. Mit rund 9400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, darunter mehr als 6000 in Wissenschaft und Lehre, sowie 24 500 Studierenden ist das KIT eine der größten Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas. Das KIT verfolgt seine Aufgaben im Wissensdreieck Forschung – Lehre – Innovation.

sk, 01.07.2011

Weiterer Kontakt:

Saskia Kutscheidt
Presse, Kommunikation und Marketing
Tel.: +49 721 608-48120
Fax: +49 721 608-43658
saskia kutscheidtQng6∂kit edu
Das Foto kann in druckfähiger Qualität angefordert werden unter: presseWxv8∂kit edu oder +49 721 608-47414. Die Presseinformation steht auch als PDF-Datei zur Verfügung.