Weltweit erste Schnellladestation für Batteriezüge erfolgreich getestet

Eine Voltap-Schnellladestation mit Batteriezug (BEMU), Visualisierung: Furrer+Frey

Elektromobilität auf der Straße und auf der Schiene haben eine Gemeinsamkeit: Neben den E-Fahrzeugen an sich ist eine Ladeinfrastruktur Grundvoraussetzung, damit E-Antriebe den fossilen auf absehbare Zeit den Rang ablaufen können. Eine Gemeinschaftsentwicklung der Stadtwerke Tübingen (swt) mit dem Schweizer Unternehmen Furrer+Frey schließt nun im Schienenpersonennahverkehr (SPNV) eine echte Lücke. Die weltweit erste Schnellladestation für Batteriezüge soll die Weichen für mehr E-Züge dieser Art stellen. Sie ermöglicht es Batteriezügen, betrieblich notwendige Stand- und Haltezeiten zum Aufladen zu nutzen, was Einsatzmöglichkeiten und Reichweiten erheblich vergrößert. Die Investitionskosten liegen mit Voltap – beispielsweise im Vergleich zu herkömmlichen Umrichterwerken – um den Faktor fünf niedriger. Zwei Jahre Entwicklungsarbeit stecken in Voltap. Die umfangreichen Testreihen in Tübingen verliefen erfolgreich und haben bewiesen: Voltap funktioniert. Um von vornherein die Voraussetzungen für eine spätere Zulassung zu schaffen, ließen die Projektpartner die Testreihen durch den TÜV Süd begleiten. Es galt, besondere Anforderungen zu lösen. Während das allgemeine Stromnetz mit einer Frequenz von 50 Hertz arbeitet, kommt beim Bahnstrom bislang die Frequenz 16,7 Hertz zum Einsatz. Das Gleichrichten der Wechselspannung zur Aufladung der Batterien übernimmt dann die Leistungselektronik des Zuges. Allerdings, so der Ansatzpunkt von Voltap, kommen moderne Batteriezüge dank ihrer Grundauslegung auch mit 50 Hertz Frequenz zurecht. Eine Umwandlung der Frequenz für den Zug scheint nicht mehr notwendig zu sein – und damit direktes Laden möglich. Das schnelle Aufladen leistungsstarker Batterien, wie sie in Batteriezügen zum Einsatz kommen, stellt dennoch hohe Ansprüche an das vorgelagerte Stromnetz und die elektronischen Komponenten im Umfeld des Zuges. Während des Ladeprozesses ist das Netz hohen Belastungen ausgesetzt, die ausgeglichen werden müssen. Ein besonderes Augenmerk lag auf der sogenannten Unsymmetrie, die ein elektrisches Bahnfahrzeug in Form einer einphasigen Last erzeugt und die für ein Stromnetz problematisch sein kann. Unter dieser Konstellation Mittelspannungsnetz-Ladestation-Batteriezug eine Netzverträglichkeit herzustellen, ist der entwicklungstechnische Knoten, den die Entwickler mit Voltap gelöst haben: Batteriezüge lassen sich mit der neuen Technologie mit Leistungen von bis zu 1,2 MW je Zugeinheit netzverträglich aufladen. Als nächsten Schritt planen die Stadtwerke Tübingen und Furrer+Frey, Voltap an die Schiene zu bringen, um mit entsprechenden BEMU-Prototypen die Praxistauglichkeit nachzuweisen – ein weiterer Meilenstein auf dem Weg zur Serienreife.