Freie Vereinigung der Meister öffentlicher Verkehrsbetriebe e.V.
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06. Fachtagung bei den Dresdner Verkehrsbetrieben mit dem Fraunhofer Institut

Datum: Di. 27.10.2015. – Mi. 28.10.2015.

Teilnehmer: 21

Fachtagung für KFZ.- und Infrastruktur Meister.

 

Die Landeshauptstadt des Freistaates Sachsen war das Ziel von 21 Meistern die überwiegend aus dem Kfz. Sektor kamen und sich einen Eindruck über das E-Bus Projekt der Dresdner Verkehrsbetriebe verschaffen wollten.

Nach der Begrüßung der Fachtagungsteilnehmer gab der Leiter Center Kraftfahrzeuge bei der DVB AG Herr Robert Roch einen Überblick über das Unternehmen. Mit ca. 153 Millionen Fahrgästen erreichte man erneut die Beförderungszahlen des Vorjahres. Knapp 1800 Mitarbeiter sorgen dafür, dass bei den 12 Straßenbahnlinien, 28 Buslinien, 4 Fährverbindungen, 1 Standseilbahn und 1 Schwebebahn kein Stillstand eintritt. Die Buslinien werden durch 146 eigene Niederflur Busse bedient. Davon sind 18 Hybridbusse und ein Elektrobus.

Elektromobilität gibt es in Dresden bereits seit 1893. Über 2/3 der Dresdner ÖPNV Leistungen werden „elektromobil“ erbracht.

Das Projekt „Elektrobus – Linie 79“ der DVB wird mit ca. 1,14 Mio. Euro vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur im Rahmen der Schaufensterinitiative der Bundesregierung gefördert. Die Buslinie 79 ist eine der kürzesten in Dresden. Ihr Umlauf beträgt 5,2 Kilometer bei einer Fahrzeit von 16 Minuten. Sie verkehrt im 20 Minuten Takt. Ein Fahrzeug reicht aus, um sie im 20 Minuten Takt zu bedienen. An der Endstelle in Mickten steht das Fahrzeug drei bis vier Minuten. Der Bus vom Typ Solaris Urbino 12 electric legt alle Wege emissionsfrei zurück. Dazu gehören auch die Ein- sowie Ausrückfahrten vom und zum Betriebshof Trachtenberge. An der Endstelle Dreyßigplatz, der in direkter Umgebung mehrerer Straßenbahnlinien liegt, wurde ein neuer Stahlmast in den Boden gebracht, welcher mehrere Funktionen auf einmal übernimmt. Er dient als Träger für die Straßenbeleuchtung, ebenso sind die Tragseile für die Fahrleitung der Straßenbahn und natürlich der Ausleger für die Ladehaube, welche den Elektrobus mit Strom versorgt, an ihm befestigt. Passend zum zeitgemäßen Antrieb des Fahrzeuges wurde die Endhaltestelle mit einem modernen Fahrgastunterstand ausgerüstet, und einer dynamische Fahrgastinformation. Der Einstieg in den E – Bus erfolgt barrierefrei an einem 23 cm hohen „Dresdner Kombibord“. Hinter dem Fahrgastunterstand befindet sich die Ladestation. Der unscheinbare Kasten verdeckt die Technik, welche zum Bereitstellen des Ladestromes notwendig ist. Die Ladestation hat eine direkte Anbindung an das bestehende DC Bahnstromnetz der Straßenbahn. Die Ladeleistung beträgt bis zu 200 kW. Das Fahrzeug selbst hat keine doppelte Isolation. Die konduktive Überdachladung findet per fünfpoligen Schunk Stromabnehmer statt.

 

Bild unten

 

Ein nächtliches Nachladen des Busses und insbesondere das Ausbalancieren der Batterie sowie die thermische Vorkonditionierung des Fahrgastraums vor dem Einsatz findet im Betriebshof Trachtenberge über einen Ladestecker mit maximal 32 kW statt. Die Traktionsbatterie ist eine 200 kWh LiFePO4 mit Nanospathe – Technologie. Sie besitzt 5 individuell abschaltbare parallele Stränge.

Im Anschluss an den sehr informativen Vortrag von Herrn Roch gab Herr Dr. Ing. Thoralf Knote eine Übersicht über Schnellladesysteme für Elektrobusse im ÖPNV. Steigende Preise für fossile Kraftstoffe, sowie die Notwendigkeiten des lokalen Umwelt- und des globalen Klimaschutzes sind Anlass für viele Verkehrsunternehmen, die Einführung rein elektrisch angetriebener Linienbusse in Betracht zu ziehen. Straßenbahnen sind etablierte und ausgereifte Technologien, jedoch sind sie nur bei hoher Fahrgastnachfrage wirtschaftlich zu betreiben bzw. wird ihre Einführung durch hohe Investitionskosten für die Infrastruktur behindert. Hinzu kommen häufig stadt- und straßengestalterische Vorbehalte gegenüber den notwendigen Fahrleitungen.

Linienbusse im Stadtverkehr legen pro Tag bis zu 350 - 400 Kilometer zurück. Sie kehren zumeist nicht zwischendurch in den Betriebshof zurück und haben in der Regel nur sehr kurze Haltestellenaufenthalts- und Wendezeiten. Setzt man z.B. für einen 12 Meter Bus einen Verbrauch von 1,2 kWh/km an, benötigt man pro Einsatztag bis zu 455 – 480 kWh, die sich baulich nicht integrieren lassen und die bezüglich der Speicherkosten finanziell (noch?) nicht darstellbar sind.

Mit Batterien ausgerüstete Elektrobusse stellen in vielen Fällen eine Alternative zu Oberleitungsbussen dar. Allerdings sind Batteriebusse aufgrund der nach wie vor nicht ausreichenden speicherfähigen Batterietechnologien in ihrer Reichweite zwischen zwei Nachladevorgängen beschränkt. Stimmt auf einer Linie jedoch bei einem ausgewogenen Verhältnis zwischen Fahrzeit und –weite auf der einen Seite und den zu Ladezwecken nutzbaren Wende- und Haltestellenaufenthaltszeiten auf der anderen Seite lassen sich fahrzeugseitige Energiespeicher so wieder aufladen, dass ein Betrieb über den Tag hinweg auch bei einer größeren Gesamtfahrweite möglich ist. Grundvoraussetzung hierfür sind schnellladefähige Batteriebusse, die in den zur Verfügung stehenden Zeiten ausreichend elektrische Energie aufnehmen können. Eine regelmäßige Nachladung im laufenden Betrieb könnte im Haltestellenbereich oder an der Wendestelle stattfinden. Die Nachladung sollte ohne Beeinträchtigung der zeitlichen Abläufe und ohne zusätzlichen Personalaufwand erfolgen. So ist eine Verkleinerung der Elektroenergiespeicher möglich. Gelegenheitsladungen sind notwendig, wenn Batteriebusse auf absehbare Zeit keine Nischenanwendung bleiben sollen.

EDDA Bus (Elektromobilitäts - Demonstration Docking Anwendung.

  • 700 kW Ladeleistung (700 VDC).
  • 20 Sekunden Ladezeiten an Unterwegs Haltestellen.
  • 5 – 6 Minuten Ladezeiten an Endhaltestellen.
  • Speicherbasierte Ladestation.
  • Der Test findet bei den Dresdner Verkehrsbetrieben statt mit einem
  • 12 Meter Bus des Fraunhofer IVI.
  • Ladesystem ist vor dem Bus-Betriebshof in Gruna aufgebaut

Das Kontaktsystem der Schunk Group ermöglicht eine hohe Leistungsübertragung bei kurzer Ladezeit. Der auf dem Bus montierte Dachladestromabnehmer (On Board – Pantograf) verfügt in diesem Projekt über einen eigens entwickelten 4 – poligen Kontaktkopf (Plus, Minus, PE, CP). An der Ladestation dockt dieser vollautomatisch an die an einem Haltemast befestigte Kontakthaube an. Die Kontaktherstellung erfolgt nach dem Stillstand des Busses in weniger als einer Sekunde. Beim seitlichen Neigen des Busses (Kneeling) kompensiert die Wippenkonstruktion des Dachladestromabnehmers Winkeltoleranzen und Abweichungen. Durch diese spezielle Konstruktion bleibt die Kontaktkraft gegen die Ladehaube, unabhängig von der Position, an allen Phasen erhalten und konstant. Bei der Buspositionierung gibt es eine Toleranz in Fahrtrichtung von 100 cm und in Querrichtung von ca. 50 cm. Mit diesem System ist eine Pulsladung an den Haltestellen mit einer sehr hohen Stromübertragung von 1.000 A bei maximal 15 Sekunden möglich. Der Dresdener Bus wird jedoch mit dem „Opportunity Charging“ nachgeladen. Dabei werden konstant 500 A bei 750 VDC über mehrere Minuten hinweg, über das Stromabnehmersystem übertragen.

Durch die Anwendung der Technologie im Linieneinsatz ergeben sich spezielle Anforderungen an das System. Ziel der Entwicklung war dabei, dass sich keine besonderen Anforderungen an den Busfahrer und keine Einschränkungen hinsichtlich der Fahrgastnutzung ergeben sollten. Dem entsprechend muss der automatisierte Ladeprozess alle relevanten Systemzustände erkennen und bei Abweichungen im Ablauf entsprechend reagieren. Der automatisierte Prozess muss sich in die Handlungsabläufe des Fahrers eingliedern. Dem Busfahrer werden lediglich Statusinformationen zum Ladeprozess mitgeteilt, wobei ein Abbruch des Ladevorgangs durch den Fahrer jedoch weiterhin jederzeit möglich ist. Die straßenseitige Kontakthaube ist so angebracht, dass sich deren Unterkante mindestens 4,50 Meter oberhalb der Fahrbahn befindet. Die Energieübertragung erfolgt nur dann, wenn die elektrische Sicherheit gewährleistet ist. Wie in DIN EN 61851 gefordert, ist das Ladesystem als elektrisch isoliertes System mit einer galvanischen Trennung zum Netzanschluss aufgebaut. Hierfür kommt ein Trenntransformator in der Ladestation zum Einsatz. Ein Isolationswächter überwacht darüber hinaus kontinuierlich den Isolationswiderstand des geschlossenen Anlagenkreises aller am Ladeprozess beteiligten Komponenten.

Im Teilprojekt EDDA – Bus wurden zwei Ladestationen durch eine in Dresden ansässige Firma entwickelt.

Nach so viel geballter theoretischer Information hatten die Tagungsteilnehmer im Anschluss Gelegenheit mit dem Elektrobus zu fahren. Nur ein leises Lüftergeräusch und die Reifen sind zu hören, als sich der Bus vom Betriebshof Trachtenberge in Richtung Micktener Dreyßigplatz, an dem die Ladestation der Linie 79 steht, in Bewegung setzt. Die Kollegen konnten dort einen Blick in das Innere der direkt an der Haltestelle stehenden Ladestation werfen. Dann ging es mit dem Bus wieder zurück zum Betriebshof. Nach der abschließenden Diskussion bedankte sich Manfred Fischer bei Herrn Roch und Herrn Dr. Knote für die informativen Fachvorträge. Ein ganz besonderer Dank galt dem Dresdner Meisterkollegen Dietmar Jäger, die die Fachtagung vor Ort vorbereitet hatte.

 

DC+ rot, DC- blau, PE grün, CP orange, Kommunikation gelb

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