In einer Simulationsstudie konnten die Forscher zeigen, dass eine effiziente Steuerung des Energiespeichersystems in der drahtlosen Ladestraße sowohl die Energiekosten als auch die Belastung des bestehenden Stromnetzes reduziert.
"In dieser Arbeit entwickeln wir einen Rahmen für ein gekoppeltes Transport- und Energiesystem, um ein drahtloses Ladesystem in den Echtzeit-Strommarkt einzubinden", so Gao, der Leiter des Systems Engineering Program von Cornell. Der von den Cornell-Forschern verwendete Regelungsansatz minimiert die Energiekosten von kabellosen Ladestraßen, indem er die Leistung des Energiespeichersystems effizient steuert. "Wir haben eine auf Ljapunow-Optimierung basierende Steuerungsstrategie entwickelt, um den Energiefluss zwischen den drahtlosen Ladestraßen und dem Energiespeichersystem auf kosteneffiziente Weise zu steuern", erklärte Gao.
Technisch gesehen besteht der vorgeschlagene Rahmen aus drei Hauptmodulen: der hybriden Verkehrszuweisung, dem erweiterten DCOPF und dem Controller. Die hybride Verkehrszuweisung berechnet den Verkehrsfluss mit bestimmten Fahrten über ein Straßennetz, das aus drahtlosen Ladespuren und normalen Verkehrsspuren besteht. Die optimalen elektrischen Energieflüsse zwischen den Erzeugungsressourcen, Lastzentren und kabellosen Ladestraßen im gegebenen Stromnetz werden durch den erweiterten optimalen Gleichstromfluss (DCOPF) bestimmt.
In den letzten drei oder vier Jahren hat das kabellose Laden in Straßen einige Aufmerksamkeit erregt. Link Transit aus Wenatchee, Washington, hat bereits jahrelange Erfahrungen mit dem kabellosen Laden von Elektrobussen mit induktiven Ladesystemen von Momentum Dynamics gesammelt. Erst letzten Monat, nach drei Jahren im täglichen Einsatz, hat Link Transit eine zufriedenstellende Bilanz gezogen. Laut Richard DeRock, dem Geschäftsführer von Link Transit, liegen die Betriebskosten der Elektrobusse bei etwa 51 % der Kosten eines dieselbetriebenen Busses. Das Unternehmen verfügt derzeit über zwölf Elektrobusse, die vier induktive 300-kW-Ladestationen nutzen. Link Transit hat 2018 mit dem kabellosen Laden begonnen und behauptet, das erste Unternehmen zu sein, das ein solches System in den USA einsetzt. Hier ist anzumerken, dass dieses kabellose Ladesystem Elektrobusse an regulären Bushaltestellen auflädt, während die Fahrgäste ein- und aussteigen - im Gegensatz zum kabellosen Laden im fließenden Verkehr wie in der obigen Studie.
Im Bereich des induktiven oder kabellosen Ladens ist das israelische Unternehmen ElectReon ebenfalls ganz vorne mit dabei. Im vergangenen Monat unterzeichnete der Spezialist für kabelloses Laden eine Absichtserklärung über den Verkauf seiner kabellosen EV-Ladedienste an CTG, den größten Betreiber von Limousinenflotten und einzigartigen Shuttle-Diensten im Raum New York und Las Vegas. ElectReon hat mit seiner induktiven Ladetechnologie nicht nur bei Flottenbetreibern Anklang gefunden: Zuletzt hat Stellantis & Iveco die kabellose Ladetechnologie in Tests eingesetzt, während das Smartroad-Projekt in Gotland weiter ausgebaut wird. Den ersten Auftrag erhielt ElectReon für ein Busladesystem in seiner Heimatstadt Tel Aviv.
In der soeben veröffentlichten Cornell-Studie lag der Schwerpunkt auf Simulationen mehrspuriger Straßen, bei denen einige Fahrspuren mit drahtlosen Lade- und Energiespeichersystemen ausgestattet wurden. Die Studie fasst zusammen: "Kabellose Ladestraßen mit Energiespeichersystemen sind vielversprechende Lösungen für das Aufladen von Elektrofahrzeugen, da sie erhebliche Zeitersparnisse und eine geringere Belastung der bestehenden Strominfrastruktur mit sich bringen."
Mit dieser Studie ist das kabellose Aufladen von Fahrzeugen auf mehrspurigen Straßen nun einen Schritt näher an die Realität gerückt. Jie Shi, Hauptautor der Cornell-Studie, sagte: "Unsere Steuerungsstrategie ist rechnerisch effizient und erfordert keine Vorhersage der Systemzustände, was sie für praktische Anwendungen interessant macht."
greencarcongress.com, cornell.edu
