Немецкие ученые предложили заряжать электромобили от трамвайной контактной сети

Полная зарядка аккумуляторов электромобиля от бытовой розетки занимает много часов. Процесс можно сократить до 20 минут, если питать зарядные станции от трамвайной контактной сети. 

О победном шествии электромобилей, о том, как они стремительно завоевывают рынок, говорить не приходится. Скорее наоборот, в СМИ то и дело появляются сообщения негативного характера: у одной модели загорелась аккумуляторная батарея, у другой максимальный пробег без подзарядки оказался вдвое меньше официально заявленного… Да и цены, надо сказать, являются серьезным аргументом против покупки электромобиля. Но главные факторы, тормозящие сегодня развитие этого сегмента автомобильного рынка, - все же технического характера. 

Профессор Адольф Мюллер-Хелльман (Adolf M?ller-Hellmann), консультант Объединения немецких транспортных предприятий, поясняет: «Три основных аргумента против электромобилей сводятся к следующему: слишком дорогие аккумуляторы, слишком мало зарядных станций и слишком долгий процесс подзарядки. Так вот, благодаря нашему проекту эти аргументы теряют силу». 

Бытовая сеть плохо подходит для зарядки электромобилей 

Проект, о котором говорит ученый и который он представил на прошедшем недавно в Эссене четвертом немецком съезде электромобилестроителей, должен быть реализован в Ахене. На стоимость аккумуляторных батарей он, правда, повлияет лишь косвенно, но проблему зарядки, видимо, действительно сможет решить - по крайней мере, отчасти. 

Дело в том, что наша обычная бытовая электросеть напряжением 230 вольт рассчитана на силу тока до 15 ампер, а это значит, что она может питать устройства мощностью не более 3,5 киловатт. Понятно, что полная зарядка электромобильного аккумулятора при таких условиях займет много часов. Но это время можно существенно сократить. «Для полной зарядки электромобиля вполне достаточно 20-30 минут, если в вашем распоряжении имеется источник постоянного тока мощностью в 40 киловатт», - говорит профессор Мюллер-Хелльман. Одна беда: все обычные, то есть общедоступные сети электроснабжения поставляют переменный ток. А значит, для городских станций заправки электромобилей понадобятся мощные выпрямители и повышающие трансформаторы. 

Вместо бытовой розетки - трамвайная контактная сеть 

Однако есть и другой выход - использовать для этой цели трамвайную контактную сеть. Именно в этом и состоит суть пилотного проекта в Ахене. Ведь электроприводы трамваев и поездов метро работают на постоянном токе - как правило, напряжением 750 вольт, - который из обычного трехфазного тока производится специальными подстанциями. 

Так вот, мощности этих так называемых тяговых подстанций вполне достаточно, чтобы питать высокоскоростные зарядные устройства для электромобилей, говорит профессор Мюллер-Хелльман: «Тяговые подстанции построены с таким расчетом, чтобы обеспечивать одновременный разгон двух полных поездов, причем с довольно высоким ускорением. То есть в какие-то моменты они производят очень сильный ток, а потом простаивают, дожидаясь следующего поезда. Так сказать, бездельничают». 

Этот потенциал можно использовать для зарядки электромобилей, благо она требует значительно меньшей мощности, чем разгон двух трамваев. Пилотный проект в Ахене призван доказать это на практике. 

Трамвай как основа электромобильности города 

Трамвайное сообщение здесь было в 1974 году отменено. Теперь - в связи с расширением кампуса весьма престижной Ахенской высшей технической школы - местные власти решили проложить новую трамвайную линию, пересекающую город в восточно-западном направлении. Подстанции, питающие контактную сеть новой трамвайной линии, должны при этом использоваться и для зарядки всех видов электротранспорта, будь то электрогрузовики, электровелосипеды, электротакси или частные электрокары. 

«Тяговые подстанции в Ахене предполагается разместить таким образом, чтобы трамвайная линия образовала своего рода костяк, основу электромобильности города», - поясняет профессор Мюллер-Хелльман. Проект - если он будет окончательно одобрен - должен быть завершен к 2019 году. 

Важно отметить, что такое использование «не по назначению» трамвайных тяговых подстанций сулит немалую выгоду и самой трамвайной компании. Но не в форме платежей за электроэнергию на зарядку электромобилей, а в форме дешевых аккумуляторных батарей. «Уже сегодня очевидно, что литий-ионные аккумуляторы в ближайшие годы значительно подешевеют», - говорит профессор Мюллер-Хелльман. Это понятно: чем более широкое распространение получит электротранспорт, тем выше будут объемы производства аккумуляторов, что неминуемо приведет к снижению цен. 

Хорошие аккумуляторы и трамваю не помешают 

Но ведь аккумуляторные батареи будут отнюдь не лишними и в трамвае: во-первых, они позволят преодолевать отдельные участки трассы без воздушного контактного провода, который иначе пришлось бы тянуть через историческую часть города. Едва ли такой провод способен украсить тот же Ахен. 

Во-вторых, аккумуляторы в трамваях смогут разгрузить саму контактную сеть. Проблема в том, что при торможении электродвигатель работает в режиме электрогенератора, и сила вырабатываемого при этом так называемого рекуперативного тока, идущего обратно в контактную сеть, может достигать весьма высоких значений. Эти мощные «удары тока» негативно отражаются на стабильности контактной сети. Так вот, аккумуляторы в трамвае могли бы смягчить эти удары и использовать «лишнюю» электроэнергию для подзарядки. 

Профессор Мюллер-Хелльман поясняет: «Так мы избегаем потерь в контактной сети. Трамвай, трогаясь с места, берет ток из аккумулятора. В результате аккумулятор частично разряжается и обретает способность принять излишки рекуперативной электроэнергии при очередном торможении, разгружая тем самым контактную сеть». По крайней мере, так это выглядит в теории. А подтверждается ли она практикой, станет ясно после реализации пилотного проекта в Ахене.