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Elektromobilität rückt immer weiter in den Fokus. Durch E-Mobilität sollen und können die CO2-Emissionen signifikant reduziert werden. Städte mit Straßenbahn haben im Bereich der E-Mobilität großes Potenzial. Es ist wichtig, dass die Automobilindustrie nachhaltiger und umweltfreundlicher wird. Straßenbahnen gibt es seit mehr als 100 Jahren. Die meisten Straßen- und U-Bahnen funktionieren elektrisch und sind mit Oberleitungen verbunden. In größeren Städten gibt es viele öffentliche Verkehrsmittel (Bus und Bahn), die für die Elektromobilität genutzt werden können. Das Besondere an Oberleitungen für Busse und Bahnen ist, dass die öffentlichen Verkehrsmittel eine direkte Zuleitung der Energie haben.

Kommunen und Städte mit Straßenbahn müssen sich also keine Gedanken um die Energiespeicherung machen. Ein weiteres Problem stellen die schwere Akkus dar. Bei der direkten Zuleitung über eine Oberleitung spielen Akkus ebenfalls keine wichtige Rolle. Die Straßenbahnen und anderen öffentlichen Verkehrsmittel können die E-Mobilität in den jeweiligen Städten weiter fördern. Straßenbahnen sind für wichtige Beförderungsmittel in den Großstädten. Die öffentlichen Verkehrsmittel bieten neue Möglichkeiten im Bereich der Elektromobilität, um dem Klimawandel entgegen zu wirken. Im Folgenden erfahren Sie, warum immer mehr Städte mit Straßenbahnen auf E-Mobilität setzen.

Wie funktioniert Elektromobilität bei Straßenbahnen?

E-Mobilität bei Straßenbahnen gibt es schon seit mehr als 100 Jahren. Mit den Jahren wurde die Technologie immer weiterentwickelt und optimiert. Es handelt sich um ein sicheres System. Viele Bahnstrecken in Deutschland wurden nach 1945 elektrifiziert. So konnte der Güter- und Personenverkehr auf E-Mobilität mit Oberleitungen umsteigen. Elektrische Straßenbahnen gehören zu den wichtigsten Fortbewegungsmitteln in den Städten und Kommunen. Im Folgenden wird näher beschrieben, wie die E-Mobilität bei Straßenbahnen funktioniert

Oberleitungen

Eine Straßenbahn läuft in der Regel elektrisch und wird durch eine Oberleitung mit Strom versorgt. Alternativ gibt es noch alte Diesellokomotiven, die einen hohen Schadstoffausstoß haben. Die Diesellokomotiven kommen aber in der Regel im Güter- und nicht im Personenverkehr in den Großstädten zum Einsatz. In diesem Abschnitt wird näher beschrieben, wie eine Oberleitung eine Bahn mit genügend Strom versorgen kann. Der Strom muss als Erstes in Fahrstrom umgewandelt werden. Bei diesem Prozess wird der Fahrstrom auf eine bestimmte Spannung umgewandelt. Für den optimalen Fahrstrom benötigt eine Straßenbahn Gleichstrom von ca. 750 V. Die Spannung aus dem Unterwerk beträgt ca. 10.000 Volt. Diese Spannung ist für den Fahrstrom zu hoch.

Eine Oberleitung befindet sich in einer Höhe zwischen vier und knapp sechs Metern. Über einen Metalldraht ist die Oberleitung mit der Straßenbahn verbunden. Nachdem der Strom umgewandelt wurde, muss der Fahrstrom an die Straßenbahn weitergeleitet werden. Auf dem Straßenbahn-Dach befindet sich ein sogenannter “Stromabnehmer“. Stromabnehmer haben ein integriertes Gelenkrohrgestell aus Kohleschleifstücken und einer großen Spannfeder, die sich an die verschiedenen Höhen der Oberleitung anpassen kann. Alle Materialien des Stromabnehmers können den Fahrstrom aus dem Unterwerk leiten. Durch die Spannfeder hat der Stromabnehmer dauerhaften Kontakt zur Oberleitung, damit der Fahrbetrieb gesichert werden kann.

Was passiert Störungen mit der Oberleitung?

Die Oberleitungen verlaufen nicht immer gerade und können die Positionen wechseln. Durch die unterschiedliche Anordnung wird ein Stromabnehmer gleichmäßig abgenutzt. So wird die Bahn oder der Bus länger mit Strom versorgt. Wenn es zu einem Problem bei der Stromversorgung über die Oberleitung kommt, erhält der Bahnfahrer sofort eine Benachrichtigung. Im Fahrerhaus gibt es ein Steuermodul, über das die Höhe des Stromabnehmers flexibel angepasst werden kann. Die Probleme oder Störungen werden sofort an die Leitstelle der Bahngesellschaft weitergeleitet. In manchen Fällen muss die Stromversorgung durch Instandsetzungsarbeiten wiederhergestellt werden. Bei einer Oberleitung kommt es nur selten zu Störungen und ein dauerhafter Bahnbetrieb wird garantiert.

Das Straßenbahnnetz ist in mehrere Abschnitte unterteilt. Bei kleinen Beschädigungen an einer Oberleitung kann ein Streckenabschnitt schnell abgeschaltet werden. In diesem Abschnitt kann die Bahn nicht mit Strom versorgt werden. Die Straßenbahn rollt trotzdem weiter. Sobald ein neuer Streckenabschnitt beginnt, fließt der Fahrstrom wieder. Die Elektronik in Straßenbahnen funktioniert mit Batterien und Notbeleuchtung. Bei einem Schaden an einer Oberleitung entstehen keine weiteren Probleme, die sich auf die Steuerung auswirken.

 

Welche Energie nutzt eine Oberleitung?

Unter der Straßenbahn befinden sich zwei große Motoren, an die der Fahrstrom geleitet wird. Zudem befinden sich hier Gleichstromsteller, die den Fahrstrom und die Funktion der Motoren steuern. Hier entsteht auch Bewegungsenergie. Über die Motoren werden die Radreifen und die Achsen betrieben. Für den Fall eines Motorschadens verfügt eine Straßenbahn über zwei leistungsstarke Motoren. Eine Straßenbahn erzeugt bei jedem Bremsvorgang Energie, die in Bewegungsenergie umgewandelt werden kann. Die erzeugte Energie wird in das Oberleitungsnetz eingespeist und ist so für andere Straßenbahn nutzbar. Der Stromfluss von Straßenbahnen wird durch Kupferbürsten in den Radreifen der Bahnen gesichert.

Akku

Als Alternative zur Oberleitung kann eine Straßenbahn auch einen Akku nutzen. Die Akkus für die Straßenbahnen haben ein hohes Eigengewicht. Es handelt sich um einen Lithium-Ionen-Akku, der die Oberleitung ersetzt. Nach der Fahrt müssen die Akkus regelmäßig aufgeladen werden. Wenn der Speicher des Akkus voll ist, kann die überschüssige Energie in das Oberleitungsnetz eingespeist werden. Durch den Betrieb mit Akku ergeben sich vollkommen neue Möglichkeiten für Straßenbahnen. Kommunen und Städte können hohe Kosten für die Infrastruktur einsparen und müssen sich nicht an das Oberleitungsnetz richten. Sollte es zu einem Schaden an einer Oberleitung kommen, kann eine Straßenbahn mit Akku weiterfahren. Durch einen Akku ist eine Straßenbahn unabhängiger.

Solarbetrieb

Solarstrom spielt bei Straßenbahnen auch eine große Rolle. Klimaneutralität und Maßnahmen gegen den Klimawandel sind für die Bahn besonders wichtig. In den letzten Monaten wurden Tests durchgeführt, bei denen Solarzellen zwischen den Schienen angebracht werden können. In Deutschland haben wir ein Bahnnetz von mehr als 60.000 Kilometern. Durch die Solarzellen zwischen den Bahnschienen soll zwischen 0,08 bis 0,12 Megawatt für jeden Kilometer Bahnstrecke gewonnen werden. Die Summe an Solarstrom wäre vergleichbar mit vier oder fünf Atomkraftwerken. Zwischen den Gleisen könnten die einzelnen Solarzellen optimal integriert.

Die Technik befindet sich aktuell noch in der Test- und Entwicklungsphase. Neben den Gleisanlagen können auch auf den Bahnanlagen Solarzellen installiert werden. Photovoltaikanlagen können zudem an Lärmschutzwänden in Großstädten oder auf den Dächern von größeren Bahnhöfen errichtet werden. Die gewonnene Energie kann für die Ladestationen oder das Oberleitungsnetz genutzt werden. Ladestationen sind für den Ausbau der E-Mobilität in den Städten immens wichtig. E-Fahrzeuge müssen sicher und an verschiedenen Orten geladen werden können.

Warum sind Elektro Transportfahrzeuge eine gute Wahl für den Stadtverkehr?

In den Städten steigen viele Unternehmen auf Elektrotransportfahrzeuge um. Für den Warentransport gibt es keine bessere Alternative als die E-Fahrzeuge. In der Stadt dürfen nicht mehr als 50 km/h gefahren werden und es handelt sich um kurze Transportwege. In den Städten werden für die letzte Meile immer mehr Elektrotransportfahrzeuge eingesetzt.
Neben den geringen CO2-Emissionen sind E-Fahrzeuge auch leiser im Betrieb. In Großstädten ist die Lärmbelästigung enorm.

 

Elektrotransportfahrzeuge können dabei helfen, die Lärmbelästigung etwas zu reduzieren. Die Post steigt auf E-Fahrzeuge um. In der Stadt können Sie immer mehr E-Transporter sehen. Im Vergleich zu normalen Transportern sind Elektrotransportfahrzeuge reparatur- und wartungsärmer. Ein Problem in der E-Mobilität ist die Reichweite. In größeren Städten müssen die E-Transporter nur kurze Wege zurücklegen und können an mehreren Standorten und Ladestationen aufgeladen werden. Zudem können private Ladestationen direkt bei den Unternehmen installiert werden. So können die E-Transporter auf dem Firmengelände geladen werden.