Najmocniejszym hamulcem dla elektrycznych ciężarówek wciąż jest ich zasięg. Tym bardziej że zwiększenie pojemności akumulatorów rozwiązuje ten problem jedynie połowicznie. Właśnie dlatego przyszłości e-trucków wypatruje się w technologii ich bezprzewodowego ładowania.

Spis treści:

• Czym jest technologia bezprzewodowego ładowania pojazdów?
• Dwa rodzaje bezprzewodowego ładowania e-samochodów
• Jakie korzyści daje praktyczne zastosowanie tej technologii?
• Drogi, które ładują e-pojazdy na całym świecie

Większe akumulatory w e-ciężarówkach wydłużają dystanse pomiędzy ładowaniami, ale wymagają dłuższych postojów przy ładowarce. Do czasu opracowania nowych technologii szybkiego uzupełniania energii w bateriach lepszym rozwiązaniem wydaje się możliwość ich stałego ładowania w trakcie jazdy.

Czym jest technologia bezprzewodowego ładowania pojazdów?

Od kilku lat na krótkich odcinkach niemieckich dróg testowane są ciągniki siodłowe z pantografami, za pomocą których pojazdy na podobieństwo tramwajów podłączają się do napowietrznej sieci trakcyjnej. Rozwiązanie to jest skomplikowane i niesie ze sobą konieczność serwisowania infrastruktury, której uszkodzenia mogą mieć fatalne skutki. Między innymi z tego powodu znacznie lepszym pomysłem wydaje się ładowanie bezprzewodowe.

Nie wymaga ono wtyczek, kabli, styczników ani żadnego innego fizycznego konektora pomiędzy e-cieżarowką a ładowarką. Oczywiście potrzebna jest do tego specjalna droga, w której zatopiono elementy systemu, zamieniając ją w gigantyczną ładowarkę e-pojazdów, oraz urządzenia w samochodach, które mogą pobierać z niej energię. Ta technologia wydaje się największą szansą na elektryfikację przede wszystkim transportu ciężkiego. Dlatego sprawdzamy jej szczegóły.

Dwa rodzaje bezprzewodowego ładowania e-samochodów

Podstawowymi elementami bezprzewodowego systemu ładowania e-pojazdów są urządzenia znajdujące się w nawierzchni drogi oraz w pojazdach. Uzupełnianie energii w akumulatorach można wykonać za pomocą ładowania pojemnościowego lub indukcyjnego.

Sprzężenie pojemnościowe pomiędzy płytą nadajnika w jezdni podłączoną do linii zasilającej i płytą odbiornika w podłodze pojazdu umożliwia przesył mocy o wysokiej częstotliwości. Zapewnia to dużą wydajność, jednak komplikuje budowę (konieczność zastosowania falownika i prostownika wysokiej częstotliwości, wzmacniaczy i kompensatorów oraz urządzeń półprzewodnikowych).

Bezprzewodowo pojazdy można ładować także za pomocą indukcji. W tym przypadku korzysta się z cewek zatopionych w jezdni oraz umieszczonych w pojeździe. Ładowanie odbywa się więc za pomocą niematerialnego sprzęgła magnetycznego. Budowa tego systemu jest mniej skomplikowana i prawdopodobnie właśnie z tego powodu indukcyjne ładowanie bezprzewodowe będzie stosowane w praktyce, o czym piszemy w dalszej części artykułu.

Jakie korzyści daje praktyczne zastosowanie tej technologii?

Warto wiedzieć, że bezprzewodowe ładowanie pojazdów może być stacjonarne lub dynamiczne. W pierwszym przypadku e-samochód musi zatrzymać się nad polem ładującym. To świetne rozwiązanie dla stacji ładowania na parkingach i zatoczkach autobusowych. Brak konieczności fizycznego podłączania pojazdu zwiększa komfort użytkownika i ogranicza straty spowodowane ewentualnym zniszczeniem infrastruktury.

Prawda jest jednak taka, że najwięcej korzyści oferuje dynamiczne ładowanie pojazdów, czyli uzupełnianie energii w ich akumulatorach podczas jazdy. Dzięki temu nawet e-cieżarówki, których zapotrzebowanie na energię jest wielokrotnie wyższe, niż osobowych elektryków, mogłyby posiadać tylko niewielkie akumulatory. Korzystano by z nich tylko na krótkich dystansach (np. drogach dojazdowych do autostrad, placach manewrowych), ponieważ główna część trasy przebiegałaby po „drogach ładujących”.

Według badań wdrożenie technologii dynamicznego, bezprzewodowego ładowania e-cieżarówek mogłoby zmniejszyć emisję CO2 w tym sektorze nawet o 86%. Z tego powodu zaproponowano, aby do 2030 r. powstało prawie 5000 km autostrad, które ładowałyby poruszające się po nich e-pojazdy. Autorzy opracowania wskazują, że w 2035 r. łączna długość takich odcinków powinna wynosić już 9000 km.

Drogi, które ładują e-pojazdy na całym świecie

Pionierem w praktycznym zastosowaniu technologii bezprzewodowego, dynamicznego ładowania e-samochodów jest izraelski start-up Electreon. Na terenie Francji firma ma wybudować i udostępnić do publicznego użytku dwukilometrowy odcinek dynamicznego ładowania oraz stacjonarną ładowarkę wszystkich typów pojazdów. Dodatkowo dostarczyć ma e-ciężarowkę o DMC ok. 40 t oraz autobus, korzystające z tych rozwiązań.

Technologię, dostarczaną przez Electreon, planuje się wykorzystać także w Izraelu, Niemczech, Włoszech, Szwecji, Norwegii i Stanach Zjednoczonych. Dlatego jest całkiem prawdopodobne, że dynamiczne, bezprzewodowe ładowanie upowszechni się i wkrótce rozwiąże problem niewielkich zasięgów e-ciężarówek.