TREND: Elektromobilität: Bleiben Sie geladen!

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Die ersten Smartphones lassen sich bereits via magnetische Induktion kabellos laden. Jetzt sollen die Elektroautos folgen und dabei gleichzeitig das Stromnetz stabilisieren.

Elektrische Zahnbürsten tun es schon lange und vereinzelte Elektrobusse seit einiger Zeit – ihre Akkus ohne lästige Kabel laden. Elektromobile sollen nun die nächsten sein. Industrie und Wissenschaft arbeiten seit Jahren daran.

So wurde bereits 2009 an der Universität von Auckland die Technik des Induction Power Transfers (IPT) vorgestellt. Beim Prinzip der magnetischen Induktion lädt sich der Akku über Ladeplatten an der Unterseite des Fahrzeugs und einer Induktionsmatte am Boden auf. Das später von Qualcomm übernommene Spin-Out HaloIPT der neuseeländischen Universität hatte vor zwei Jahren in London eine Versuchsreihe gestartet, bei der 30 Elektrotaxis ihre Akkus beim Heranfahren an den Taxistand nachladen können. Allerdings dauert eine Volladung noch mehrere Stunden.

Dauerstrom für Elektromobilität

a GB Electric LaneLange Ladezeiten könnten in Zukunft der Vergangenheit angehören, geht es nach Englands Transportminister Andrew Jones. In Großbritannien sollen noch dieses Jahr für 18 Monate auf einer Teststrecke Elektroautos während des Fahrens Strom „fassen“. Die Spulen dafür werden direkt in die Straße eingelassen. Die Technologie dahinter soll SMFIR (shaped magnetic field in resonance) sein, eine Entwicklung vom Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST). Damit verkehren bereits zwei Elektrobusse auf einer 12 Kilometer langen Pilotstrecke in Südkorea.

In Grossbritannien will man nach einer erfolgreichen Testphase die meist befahrenen Straßen entsprechend aufrüsten. Der Ansatz würde beinahe alle Probleme lösen, die eine Ausbreitung der Elektromobilität noch verhindern: fehlende Ladeinfrastruktur, zu lange Wartezeiten, zu große und zu teure Batterien und zu geringe Reichweite. Fragt sich nur, wer für die hohen Infrastrukturkosten aufkommt?

Kabellos laden und entladen

Noch weiter in die Zukunft weist die Lösung vom Fraunhofer IWES. Über ein kabelloses Ladesystem würden E-Autos künftig nicht nur tanken, sondern auch die Energie ins Stromnetz zurückspeisen und so das Stromnetz stabilisieren. Die Fahrzeugbatterien könnten als Zwischenspeicher überschüssigen „grünen“ Strom aus dem Netz nehmen und ihn bei Bedarf wieder ins Netz einspeisen. Die Folge: Mehr erneuerbare Energie im Strom-Mix.

Die Forscher setzen dabei auf den Einsatz von Standardkomponenten und die Spulensysteme kommen mit weniger Ferritplatten aus. Dadurch werden die Spulen leichter und preiswerter. Spezielle Leistungselektronik und Spulen gewährleisten auch dann noch einen Wirkungsgrad von 93 bis 95 Prozent, wenn die Spule im Auto etwa 20 cm von der Spule in der Straße entfernt ist. Und das über den gesamten Leistungsbereich von 400 W bis 3,6 kW.

Noch mehr Einsparungen verspricht der Ansatz des Fraunhofer IISB. Ladestationen im Erdboden erfordern wegen des großen Abstands von bis zu 15 Zentimetern zwischen Fahrzeug und Boden große Spulen. Dazu können Gegenstände oder Tiere die Stromübertragung stören. Der neue Ansatz sieht eine Art kabellose Miniladesäule vor, die das Elektrofahrzeug von der Vorderseite aus lädt. Das Auto könnte so näher an die Induktionsquelle fahren. Damit verringerten sich die Durchmesser der Spulen ganz erheblich und das System wäre effizienter und kostengünstiger.

Der Prototyp überträgt aktuell drei Kilowatt (KW) mit einem Wirkungsgrad von 95 Prozent. Aktuelle Elektroauto-Modelle sind innerhalb einer Nacht aufgeladen. Also eher eine kabellose Lademöglichkeit für zuhause, die zusammen mit dem Elektrofahrzeug gekauft wird.

Die Autohersteller sind an den Entwicklungen natürlich nicht unbeteiligt. Und es gibt eine Reihe konkreter Ansätze, kabellose Ladesysteme einzubauen. Noch fehlen allerdings internationale Standards für die Übertragung zwischen zwei Spulen.

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Kabellos laden ist für Elektroautos zwar noch Zukunftsmusik. Aber eine, die stetig lauter wird. (Bild: Fraunhofer IISB).