Электрическая дорога , eroad или электрическая система дорог (ERS) является дорогой , которая подает электроэнергию транспортных средств , двигающихся по нему. Обычными реализациями являются воздушные линии электропередачи над дорогой и подача электроэнергии на уровне земли через токопроводящие рельсы или индуктивные катушки, встроенные в дорогу. Воздушные линии электропередач ограничены коммерческими транспортными средствами, в то время как мощность наземного уровня может использоваться любым транспортным средством, что позволяет использовать общественную зарядку с помощью систем измерения мощности и выставления счетов. Из трех систем токопроводящие шины на уровне земли считаются наиболее рентабельными. [1] : 10–11Корея была первой, кто ввел в эксплуатацию электрическую дорогу общего пользования с коммерческой автобусной линией в 2013 году после тестирования экспериментального шаттла в 2009 году. [2] : 11–18 Швеция проводит оценки различных технологий электрических дорог с 2013 года и планирует приступить к разработке формулировок. строительство национальной системы электрических дорог в 2022 году и завершение планирования к 2033 году. [3] : 5
Технология [ править ]
TRL (ранее Транспортная исследовательская лаборатория) перечисляет три типа подачи энергии для динамической зарядки или зарядки во время движения транспортного средства: воздушные линии электропередач и мощность на уровне земли через рельсы или индукцию . Компания TRL называет накладную мощность наиболее технологически зрелым решением, обеспечивающим высочайший уровень мощности, но эта технология не подходит для некоммерческих транспортных средств. Электропитание с уровня земли подходит для всех транспортных средств, при этом рельс является зрелым решением с высокой передачей мощности и легкодоступными и проверяемыми элементами. Индуктивная зарядка обеспечивает наименьшую мощность и требует большего количества придорожного оборудования, чем альтернативы. [2] ( Приложение D )
Бизнес-модель [ править ]
Шведская транспортная администрация предполагает, что национальная сеть электрических дорог потребует интерфейсов между несколькими участниками: поставщиком электроэнергии, электросетевой компанией, производителем транспортных средств , владельцем дороги, оператором технологии электрических дорог, поставщиком счетчиков и выставлением счетов и пользователем. электрической дороги. Модель собственности может варьироваться: электросетевая компания может владеть второстепенными придорожными электрическими подстанциями, которые питают инфраструктуру электрических дорог, или они могут принадлежать другим игрокам, а система считывания электроэнергии и оплаты может принадлежать игроку, отдельному от оператора инфраструктуры. . [3] : 10–11
История [ править ]
19 и 20 века [ править ]
Воздушные линии электропередачи использовались для автомобильного транспорта по крайней мере с 1882 года в Берлине с троллейбусами Вернера фон Сименса . В 2018 году в эксплуатации находилось более 300 систем троллейбусов. Электроэнергия на троллейбусы обычно подается с помощью пары троллейбусных опор, установленных на верхней части транспортного средства, которые доходят до воздушных линий электропередачи . Реализации для дорожных транспортных средств были разработаны в конце 2000-х и 2010-х годах [4] : 15, но они не подходят для некоммерческих транспортных средств, таких как легковые автомобили. [2] ( Приложение D )
Наземный источник питания в виде электрифицированных рельсов по исполнению аналогичен воздушным линиям электропередачи. Вместо рычага или столба, идущего к воздушным линиям электропередач, из нижней части транспортного средства выходит механический рычаг, который совмещается с рельсом, встроенным в дорогу. Затем на рельс подается питание, и мощность передается через рычаг к транспортному средству. [4] : 16 Электропитание с уровня земли считается эстетически более предпочтительным по сравнению с воздушными проводами [4] : 20 и подходит для всех типов транспортных средств. [2] : 24
Концепция беспроводного наземного источника питания для транспортных средств была впервые запатентована в 1894 году. Система статической зарядки для маршрутных автобусов была продемонстрирована в Новой Зеландии в 1996 году. [4] : 13 Подобные системы были реализованы компаниями Conductix-Wampfler и Bombardier. PRIMOVE, которые позже были разработаны от статической зарядки на автобусных станциях до динамической зарядки во время вождения. [2] ( Приложение B )
21 век [ править ]
Развитие электронных дорожных систем значительно выросло с конца 1990-х по 2010-е годы. [2] : 12–22 В 2010-х годах несколько компаний разработали и внедрили системы электрических дорог. [2] ( Приложение B )
Корея [ править ]
Корейский институт науки и технологий начались в 2009 году услуга трансфера с беспроводными динамической зарядкой через индуктивные катушки , встроенные в дороге. В 2013 году OLEV запустила автобусную линию в городе Гуми . [2] : 16 Еще одна автобусная линия была запущена в Седжонге в 2015 году, а еще две автобусные линии были добавлены в Гуми в 2016 году. [5] : 4
Швеция [ править ]
Шведская транспортная администрация приступила к реализации проекта по строительству электрических дорог в июне 2013 года. Проект включал в себя предкоммерческие закупки для строительства электрифицированных дорог, которые предназначены для получения данных о решениях относительно платформ для электрических дорог в Швеции и инициирования создания ископаемого мусора. Бестопливная транспортная инфраструктура к 2030 году. [6] Транспортная администрация Швеции планирует завершить этап оценки проекта и приступить к разработке национальной сети электрических дорог к 2022 году. [3] : 5
Этап оценки [ править ]
В отчете, подготовленном TRL совместно со Шведской транспортной администрацией, перечислены доступные системы электрических дорог, из которых наиболее коммерчески готовыми оказались KAIST OLEV , Siemens eHighway, Elways, Elonroad, Bombardier PRIMOVE и Electreon, с OLEV и eHighway. обладание полной системой в 2018 году. [2] : 13–15 В рамках проекта были профинансированы электрические дороги с воздушными линиями электропередач, а также токопроводящие рельсы и индукционные катушки на уровне земли.
Сименс [ править ]
В рамках проекта впервые были испытаны воздушные линии электропередач с использованием технологии Siemens eHighway. Дорога была открыта в июне 2016 года в муниципалитете Сандвикен недалеко от Евле в центральной Швеции. На 2-километровом участке автомагистрали E16 на высоте 5,4 метра над его поверхностью были проложены троллейбусы, по которым подается питание 750 вольт постоянного тока. Троллейбусы могут подключать силовые датчики, установленные на механических рычагах или опорах тележки , при движении под проводами. Стойки тележки допускают некоторое поперечное движение, но если грузовик выходит на внешнюю полосу движения, опоры тележки автоматически опускаются, и грузовик переключается на аккумуляторную или дизельную энергию. [7] Система способна выдавать мощность 500 кВт и имеет период обслуживания 20 лет. [2]: 140–144
Elways [ править ]
Токопроводящие рельсы на уровне земли тестировались с 2017 по 2019 год по технологии компании Elways. 2-километровый участок дороги 893 между грузовым терминалом аэропорта Арланда и логистической зоной Росерсберг был оборудован встроенными направляющими рельсами в рамках проекта eRoadArlanda . На короткие участки рельсов подается напряжение по мере приближения совместимого транспортного средства, и они отключаются, когда транспортное средство проезжает мимо. Система измеряет потребляемую энергию, чтобы владелец транспортного средства мог выставить счет. [2] : 146–149 Автобусы и грузовики были испытаны на дороге, [8] и система подходит для электромобилей, и к ней можно прикасаться, даже когда дорога залита соленой водой. [9]Система способна выдавать мощность 200 кВт и имеет период обслуживания 20 лет. [2] : 146–149
Элонроад [ править ]
Тестирование проводящих рельсов на уровне земли планируется начать в 2020 году с использованием технологии шведского стартапа Elonroad, расположенного в Лунде . Проект EVolutionRoad - это трехлетний тестовый и демонстрационный проект, который продлится с 2019 по 2022 год. [10] Первый участок дороги был открыт в июне 2020 года [11] и является первой системой электрических дорог, проложенной в городской среде. Токопроводящий датчик под автомобилем соединяется с рельсом через скользящие контакты, и рельс активен только один метр за раз, когда покрыт автомобилем, что делает его безопасным в городских условиях. Система измеряет потребляемую энергию, чтобы владелец транспортного средства мог выставить счет. Система способна выдавать до 300 кВт с КПД 97% во время движения. [12]
Electreon [ править ]
Испытания индуктивных катушек на уровне земли планируется начать в 2020 году с использованием технологии израильского стартапа Electreon . [13] Система похожа на проект eRoadArlanda , с короткими секциями, сделанными из медных катушек, которые возбуждаются, когда автомобиль проезжает по ним, и отключаются при проезде, что позволяет использовать измерение мощности и систему выставления счетов за потребленную энергию. Система способна выдавать мощность 50 кВт и имеет период технического обслуживания 5 лет. [2] : 171–172
Стоимость [ править ]
В отчете Шведского центра электромобильности за 2019 год оцениваются социальные затраты в годовом исчислении.всего шведского автомобильного парка по каждой из трех систем. Воздушные линии электропередачи, несмотря на наличие наиболее совершенных технологий и наименее дорогостоящей инфраструктуры, являются в целом наиболее дорогими, поскольку они позволяют заряжать во время движения только высокие коммерческие автомобили, такие как грузовики и автобусы, в то время как некоммерческие автомобили не могут использовать провода для зарядки во время вождения. , поэтому им придется использовать статическую зарядку, для которой требуются более крупные батареи с большей емкостью, чем батареи, требуемые с использованием динамической зарядки. Источники питания на уровне земли обеспечивают динамическую зарядку для всех транспортных средств, что значительно снижает требуемую емкость и размер аккумулятора, поскольку аккумулятор заряжается во время использования. Уменьшение размера и емкости аккумулятора снижает стоимость примерно на пять миллиардов евро.в годовом исчислении для всего шведского автомобильного парка. По оценкам, два типа наземных энергосистем имеют одинаковую стоимость для всех компонентов в совокупности, кроме инфраструктуры; инфраструктура проводящих железных дорог оценивается примерно в 1 миллиард евро в годовом исчислении, в то время как беспроводная индуктивная инфраструктура оценивается примерно в 2,8 миллиарда евро в годовом исчислении. [1] : 10–11
Другие страны [ править ]
Франция построила испытательный трек для динамической беспроводной зарядки автомобилей Qualcomm и завершила испытания в 2018 году. Япония вместе с компанией Honda провела испытания системы электрических дорог на дорогах общего пользования. В 2018 году испытания различных компаний проводились в Китае и США. . [14] : 9–10
Индия [ править ]
Скоростная автомагистраль Дели-Мумбаи - первая в Индии электрическая магистраль, охватывающая 5 штатов на своем маршруте Харьяна, Раджастхан, Мадхья-Прадеш, Гуджарат и Махараштра. Эта автомагистраль сокращает время в пути из Дели в Мумбаи с 24 до 13 часов. Электрическая магистраль на этом маршруте помогает уменьшить загрязнение, а также импорт сырой нефти. Цель состоит в том, чтобы расширить производственную базу и услуги в Индии и превратить DMIC в «глобальный производственный и торговый центр». ... Правительство Индии планирует опробовать электрическую магистраль (e-Highway) на предлагаемой скоростной автомагистрали Дели-Мумбаи в течение следующих трех лет, чтобы повысить электрическую мобильность в стране.
Германия [ править ]
Bombardier провела испытания динамической беспроводной передачи энергии в Мангейме , Германия, в 2013 году. [14] : 9 Германия запустила воздушную линию электропередачи в мае 2019 года на автомагистрали № 5. Проект управляется консорциумом ELISA, в который входят Siemens и Scania. [15]
Соединенное Королевство [ править ]
Highways England начала проект динамической беспроводной передачи энергии в 2015 году [16], но проект был отменен в начале 2016 года по бюджетным причинам. [17]
Ссылки [ править ]
- ^ a b Франсиско Х. Маркес-Фернандес (20 мая 2019 г.), Проблемы преобразования энергии с полностью электрической наземной транспортной системой (PDF) , Шведский центр электромобильности
- ^ Б с д е е г ч я J к л м Д Бэтемэн; и другие. (8 октября 2018 г.), Электродорожные системы: решение будущего (PDF) , TRL
- ^ a b c Бьорн Хассельгрен (9 октября 2019 г.), Шведская ERS - история программы, текущий этап анализа и планы на будущее (PDF) , Транспортная администрация Швеции
- ^ a b c d Системы электрических дорог: решение на будущее? (PDF) , Всемирная дорожная ассоциация , 2018, ISBN 978-2-84060-496-9
- ^ Технология Smart Wireless Power Transfer (PDF) , Корейский передовой институт науки и технологий
- ^ О проекте - eRoadArlanda , архив с оригинала на 17 июля 2019
- ↑ Открытие первой в Швеции электрической дороги , Транспортная администрация Швеции, 22 июня 2016 г.
- ^ Микаэл Хеллгрен; Николас Хонет, Эффективность проводящей системы зарядки eRoad переменного тока - Анализ экспериментальных данных (PDF)
- ^ Даниэль Боффи (12 апреля 2018 г.), первая в мире электрифицированная дорога для зарядки автомобилей открывается в Швеции , The Guardian
- ^ "Дорога эволюции | Инновации Сконе" . www.innovationskane.com . Проверено 17 июня 2020 .
- ^ "Nästa generations elväg invigd i Lund av sydsvenskt konsortium - med energi- och digitaliseringsminister Андерс Игеман" . Mynewsdesk (на шведском языке) . Проверено 17 июня 2020 .
- ^ «Elonroad объединяется с Hydro, чтобы построить дорогу, которая динамически заряжает электромобили» . www.hydro.com . Проверено 17 июня 2020 .
- ^ Eva Janzon (2 мая 2019), Israeler bygger elväg på Готланд , Världen Idag
- ^ a b Мартин Г. Х. Густавссон (2 апреля 2019 г.), Обзор концепций ERS и дополнительных технологий (PDF) , шведско-германское исследовательское сотрудничество по системам электрических дорог
- ^ Тим Винн-Джонс (октябрь 2019 г.), Третья железная дорога (PDF) , Институт инженеров автомобильного транспорта
- ^ Технико - экономическое обоснование - питание электрических транспортных средств на главных дорогах Англии , шоссейные дороги Англии , август 2015
- ^ Ed Таргетт (20 сентября 2016), Кто убил электромобиль шоссе?
