Die schwedische Chalmers Universität hat eine neue Technologie für induktives Laden vorgestellt. Das neue System sei stark genug, um vor allem große Fahrzeuge wie Fähren und LKW zu laden. Durch den Verzicht auf Diesel könnte die Fahrzeuge so nachhaltiger werden.
Forschende der Chalmers University in Schweden haben kürzlich eine neue Technologie für induktives Laden vorgestellt. Das System kann Batterien mit einer Kapazität bis zu 500 Kilowatt Leistung laden – und das, ohne sie über ein Kabel mit dem Ladegerät zu verbinden.
Induktives Laden: Neues System für Fähren und LKW
Mit einer derartigen Leistung ist die neue Ladetechnologie besonders für Elektrofähren, Lastwagen, Busse und autonome Fahrzeuge im Bergbau und in der Landwirtschaft interessant. Denn Roboterarme oder Steckdosen kämen nicht mehr zum Einsatz und auch menschliche Hilfe wäre nicht mehr nötig.
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Eigentlich funktionieren elektrische Zahnbürsten schon seit Jahrzehnten auf diese Weise. In den vergangenen Jahren haben außerdem Mobiltelefone und andere tragbare elektronische Geräte diese Technologie aufgegriffen.
Für die hohe Leistung, die zum Aufladen der Batterien in einem Elektrofahrzeug erforderlich ist, erschien die kabellose Option allerdings bisher zu kompliziert und ineffizient.
Induktives Laden: Neue Produkte ermöglichen höheren Wirkungsgrad
Vor allem zwei Faktoren machen die Übertragung hoher Leistungen durch die Luft realistisch: Zum einen eine neue Art von Halbleiter auf der Basis von Siliziumkarbid. Zum anderen ein neu entwickelter Kupferdraht, der so dünn wie ein menschliches Haar ist.
Beide ermöglichen wiederum höhere Spannungen, höhere Temperaturen und eine viel höhere Schaltfrequenz im Vergleich zu klassischen, auf Silizium basierenden Bauteilen. Das ist vor allem insofern wichtig, da die Frequenz des Magnetfelds die Grenze dafür ist, wie viel Leistung zwischen zwei Spulen einer bestimmten Größe übertragen werden kann.
Mithilfe der neuen Komponenten hat die Forschungsgruppe einen Weg gefunden, einen Wirkungsgrad von 98 Prozent zu erreichen. Das bedeutet, dass die Verluste beim induktiven Laden genauso gering sind wie beim konduktiven Laden durch ein Kabel.
Ladevorgang funktioniert automatisch
Yujing Liu, Professor für elektrische Energie an der Fakultät für Elektrotechnik in Chalmers war maßgeblich an der Entwicklung der neuen Technologie beteiligt. In seiner Arbeit beschäftigt er sich vor allem mit der Umwandlung erneuerbarer Energien und der Elektrifizierung des Verkehrssystems.
„Man kann ein System in die Anlegestelle einbauen, das die Fähre an einigen Haltestellen auflädt, während die Passagiere ein- und aussteigen“, so Yuying. „Der Ladevorgang erfolgt automatisch und völlig unabhängig von Wetter und Wind und kann 30 bis 40 Mal pro Tag stattfinden.“ Das sei wahrscheinlich die naheliegendste Anwendung, so der Professor.
Gerät für induktives Laden soll für die Masse produziert werden
Nach Angaben der Forschenden sei das neue Ladegerät bereits fertiggestellt und bereit, in die kommerzielle Produktion zu gehen. Man stehe bereits in engem Kontakt mit Hersteller:innen von SiC-Modulen aus den USA und Deutschland. Mit ihrer Hilfe soll eine schnelle Produktentwicklung in Richtung noch höherer Ströme, Spannungen und Effekte stattfinden.
Yujing glaubt nicht, dass die Induktionsladung das Laden per Kabel irgendwann ersetzen werde. Außerdem sei die neue Technologie auch nicht nachhaltiger als herkömmliche Ladesysteme. Allerdings könne sie die Elektrifizierung großer Fahrzeuge erleichtern und damit die Abschaffung von beispielsweise dieselbetriebenen Fähren beschleunigen.
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