Sverige testar att ladda i farten!

2009 körde meteorologen Pär Holmgren elbil från Stockholm till en vindkraftträff i Kalmar. Bilen var en  pytte-pytteliten indisk Reva. Den gick på blybatterier. För att slippa ideliga laddstopp tog han sjövägen via Visby. Slutspurten Oskarshamn - Kalmar fick Pär ström av hjälpsamma kaféer.

Reva 2009. Wikimediabild sign Mariordo.

Framme i Kalmar mötte han en försmak av framtidens elbilar. En Tesla Roadster som gick upp till 30 mil på en laddning. I verkligheten 20 säkra mil. Litium-jonbatterier.

Hans-Olof Nilsson laddar sin Tesla Roadster. Arkivbild © Måns Hagberg 2009

Tänk om man kunnat ladda i farten! Den visionen har Sverige verkligen jobbat för att förverkliga. Förra veckan slutfördes ett försök med markbunden elväg i Lund. För ett par år sen ett liknande projekt vid Arlanda.  Ungefär samtidigt ett stort försök med strömtillförsel uppifrån på sträckan Gävle-Sandviken. SmartRoad Gotland har fullföljt sitt försök med induktiv laddning.

Elspår i vägbanan visades på Almedalen 2016. Nä nä nä tyckte jag. Salt, snö och grus kommer att sabba allt. 

Elonroads första testskena. Arkivbild © Måns Hagberg 2016.

Men nu  har ett femårigt projekt avslutats med goda resultat! Först klistrade Elonroad fast elskenan ovanpå vägbanan. Sen frästes den ner. Bilen eller bussen måste förstås ha en avtagare, en släpsko, men behöver bara ett litet batteri. Per Löfberg, som fram till i höstas var projektledare på Innovation Skåne, säger att den största lärdomen från projektet är att elvägar är en väldigt bra idé. Samhällsnyttan kan bli jättestor.

NCC har genomfört ett liknande försök E-Road Arlanda.

Foto Innovation Skåne

En annan metod är att förse långtradare med ström uppifrån. Tanken är att elektrifiera motorvägarna ungefär som stambanorna. Bilen och strömavtagaren styrs elektroniskt. I Sverige har en provsträcka Gävle- Sandviken testats med tekniskt sett gott resultat.

Scaniatruck med Siemens elteknik. Foto Vattenfall.

En tredje idé är att ladda trådlöst. Startupföretaget Electreon bildades i Israel 2013. Deras vision var att lägga ner stora platta spolar i vägbanorna, ha motsvarande spolar under fordonen och så ladda i farten. Bilarna skulle klara sig med ganska små batterier. Nordiska chefen Håkan Sundelin fick i gång en 50 meters teststräcka i Visby 2019. Den fungerade.

Ett fullskaligt försök inleddes november 2020. Fotot nedan visar det israeliska teamet. Tvåa från vänster Electreons grundare Hanan Rumbak. Trea från vänster VD och medgrundaren Oren Ezer. Alla var förväntansfulla. This is a start! sa Oren Ezer.

Arkivbild © Måns Hagberg 2020

Testbilen var den största elbil jag sett, en 40 tons Iveco dragbil med trailer. Ekipaget är 4,5 meter högt, 2,6 meter brett och 17 meter långt. Eldriften ger 357 kW normaleffekt och 552 kW toppeffekt. Under bilen finns fem mottagarspolar om vardera 25 kW. På bilden Håkan Sundelin som utöver sin teknologie doktorsexamen har behörighet att köra tung lastbil.

Arkivbild © Måns Hagberg 2020

Electreons ursprungliga idé var att ladda personbilar. Men det har visat sig lättare att skaffa intressenter för tung trafik. Det är dyrt att låta långtradare eller bussar stå still för att laddas.

Visbyförsökets budget omfattade 116 miljoner kronor. Trafikverket bidrog med 91 mkr, Energimyndigheten, Electreon och andra intressenter stod för resten. På en sträcka om 1,6 kilometer byggde Electreon strömtillförsel, fräste bort asfalt, grävde spår för kablarna, monterade kopparlindade spolar med kraftelektronik, kopplade upp det hela, återfyllde, packade och asfalterade över härligheten.

Utöver lastbilen kördes också en elbuss i projektet. Bussen hade en superkapacitator som batteri. Jag åkte med då bussen demonstrerades för allmänheten. Man kunde följa laddningen i realtid. Siffrorna fladdrade upp och ner i takt med att spolarna passerades.

Spolarna förses med växelström med frekvensen 85 kHz, alltså 85000 svängningar per sekund. Svängningarna skapar ett magnetfält. Det kommer i resonans med mottagarspolar nertill på fordonet. Verkningsgraden är hög, runt 90 %. Resten omvandlas till värme, huvudsakligen i kraftelektroniken.

På bilden syns installatören och den stora platta svarta spolen. Elektroniken hänger i påsen bredvid.

Arkivbild © Måns Hagberg 2020

Spolarna kopplas in exakt när ett rätt utrustat fordon passerar. Sen kopplas de bort på millisekunder. Små metallföremål kan ta emot en aning energi. Det saknar praktisk betydelse. Systemet upptäcker eventuella större föremål och stänger ner just de metrarna. Varken snö eller vägbana påverkas. Elsäkerhetsverket, Post- och telestyrelsen och Trafikverket har kollat försöksverksamheten på plats. Även radioamatörer har varit inkopplade för att lyssna efter störningar.  Det var helt tyst i etern.

Nu våren 2024 har projektet lämnat in sin slutrapport. Allt funkade som förväntat och väl det! Stora trucken körde i farter upp till 80 km/h. Den laddade i genomsnitt 100 kW samtidigt som bussen körde och laddade.

Har laddning i farten någon framtid, och i så fall vilken metod?

Håkan Sundelin har jobbat både med strömtillförsel uppifrån och induktiv laddning. Han bedömer att induktiv laddning ger större säkerhet och lägre underhållskostnader.

För min del undrar jag dock hur kraftelektroniken nere vid spolarna ska klara sig i längden. Och hur byta vid behov? Som samhällsplanerare ser jag också problem med att få använda gatumarken i städernas centrala delar. Under asfalten är det redan fullt med infrastruktur som behöver repareras då och då. Men att ta fram speciella sträckor för  bussar borde vara fullt möjligt. Likaså att bygga elvägar för långtradare. Grundvisionen, att kunna ladda i farten med ett system som klarar även privatbilister, tål att tänka på.

Trafikverket planerar att bygga Sveriges och kanske världens första permanenta elväg.

E 20 mellan Hallsberg och Örebro har pekats ut som lämpligaste sträckan. Syftet är att installera och använda elvägstekniken i verklig miljö samt att testa hela elvägssystemet med kringtjänster, betal- och accessystem.

En upphandling har genomförts. Den var öppen för de tekniklösningar som presenterats i den här artikeln. Upphandlingen har avbrutits. Anbuden låg högt över beräknad budget. Det förändrade omvärldsläget, sämre materialtillgång och inflationen ställde till det.

Målsättningen kvarstår. Trafikverket jobbar vidare för att  få ner kostnaderna och i framtiden kunna bygga Sveriges första permanenta elväg.

2024-06-04 11:15   Wolfgang

Elskenan på vägbanan? Hur stark är den strömmen? Kunde i så fall även användas för tåg?

Besvara

Svar från Måns H 2024-06-04 11:46

Elonroad uppger följande tekniska specifikationer:

Overall System Compliance: Compliance CE (2024) and UL (2025)

Rail Length 9.2 metres
Weight 250kg
Max Distance between power stations 2 km
Voltage 750 Vdc
Maximum power per contact segment 350kW
Maximum speed 160 km/h

Det framgår också att strömmen är på bara där fordonet befinner sig precis ovanför.

------------------

Vad siffrorna betyder är inte helt lätt att säga. Mellan tummen och pekfingret skulle jag tro att effekten räcker för spårvagnar men inte för tåg.

Svara

ztenlund 2024-06-04 12:10

Strömskena används idag normalt sett bara för lokala spårnät om man bygger helt nytt, typ tunnelbana. Likström med 650-750 V, möjligen upp till 1500 V i vissa fall. Förekommer dock för vissa längre historiskt elektrifierade sträckor, t ex Brighton Main Line mellan London och Brighton. Normalt sett sitter skenan på sidan om spåret, men delar av Londons tunnelbana har både sådan skena och en mittskena i "deep level" för att hantera krypströmmar.

Det finns en drös olika spänningar och kombinationer med likström och växelström, men om man nyelektfierar idag så är det normalt sett 25 kV och 50 Hz. Sverige har 15 kV 16 2/3 Hz av historiska skäl, vilket även gäller bl a Tyskland. Frankrike har t ex 25 kV 50 Hz och 1500 V DC beroende på sträcka. Likström med lägre spänning ger högre ström och kräver kortare avstånd mellan inmatningspunkterna. Att ha 15+ kV AC i en skena nere på marken, nja... ;)

Det bör påpekas att effekten hos fullstora järnvägslok kan räknas i tusental kW, plus förluster innan strömmen når motorerna. Ett vanligt Rc-lok har en effekt på 3600 kW. Det stora malmtågsloket IORE ligger på 10800 kW. Då pratar vi motoreffekten och inte med tillägg för förluster i kraftelektronik och "mindre" förbrukare som kompressorn etc. För persontågslok går det en del effekt till tågvärme, dvs elförsörjningen till vagnarna för värme, ev. kyla, belysning osv. Gäller förstås även motorvagnar, även om det där är mer integrerat.

Svara

Svar från Måns H 2024-06-04 12:46

Tack Martin för många bra upplysningar! Då det gäller att ladda i farten blir det ju vissa problem om det ska vara en speciallösning för varje sträcka.

Svara

2024-06-04 12:11   ehrsa

Intressant, och fungerar gör det troligen 'sett över tid', men innan tekniken fungerar fullt ut och görs tillgänglig för 'vanliga' människor så tror jag att det är årtionden bort..

Och problem med elförsörjning till allt elektriskt kommer antagligen lägga 'ribban' för hur snabbt det nu kan gå, och vi vanliga elkonsumenter kommer aldrig få billigare el igen.. Igår presenterade Microsoft en stor satsning på AI och 'molnet' i Sverige, som slukar massor av (ny) el när dom drar igång nånstans i Sandviken/Gävle trakten enligt utsago.. Till det kommer nya elförbrukande fabriker i norr som kolfritt stål och stora elbatterifabriker även på andra ställen i landet, och alla behöver massor av gärna billig el, så elpriserna lär hållas höga och även höjas ytterligare framöver för oss 'vanliga'..

Själv så laddar jag min Iphone trådlöst via en 'Powerbank' som i sin tur får laddningen från min portabla 'frilufts-solcells-laddare' som i sin tur riktas mot solen i mitt parasollrör på balkongen, det fungerar fint och har gjort så i drygt 1 1/2 år nu utom i dec./jan. när solen står lågt och dagarna är lite för korta..
Hälsn!

Länk till lite januarisol på balkongen: https://www.fotosidan.se/blogs/ogonblicksstunder/solcellsdrivna-bilder.htm

Besvara

Svar från Måns H 2024-06-04 12:51

Hej Jan! Vägen framåt ser snårig ut! Och det totala beroendet av el varje sekund oroande. På Gotland där strömavbrotten är täta har alla det klart för sig, men kring Stureplan tror man nog att ström alltid finns med de där två hålen i väggen.

Egen solladdning intressant! Dom som driver mobilnäten borde ta efter.

Svara

ehrsa 2024-06-04 13:22

Hej! På Södermalm har vi strömavbrott kanske 2 - 3 ggr. per år är min känsla, kan oftast vara högst nån timme, men antalet avbrott tycker jag har ökat sett över en längre tid.. 'Systemet' är känsligt även här! Gotland har väl kabel från fastlandet, lätt för ett fartyg att slita sönder via ett ankare, så som tydligen ett kinesiskt fartyg gjorde i Finska viken ganska nyligen, som nått slags 'proxykrig' som ryssarna tycks gilla.. Eller störa GPS-signaler och annat..

I min bostadsrättsförening håller man på med ett större EU sponsrat projekt (många miljoner) för att minska energiåtgången generellt, med hjälp av bl.a. återvinning av 'frånluftsvärmen' från alla lägenheter, och även byta ut massor av fönster från 2-glas till att sedan bli 3-glas av nån speciell energi/värme besparande sort, och sist även solceller på alla tak (platta tak), gissar att hälften av arbetet redan är gjort och blir väl klart nån gång i sept/okt, kanske.. Hälsn!

Svara

bildsten 2024-06-04 23:58

Treglasfönster med belagda glas kommer nog helt eliminera kallraset från fönstret när det är kallt ute men det kan också inträffa att det blir imma på utsidan så du inte ser ut. Men de dämpar också bullret från gatan och det är ju en stor fördel..

Svara

ehrsa 2024-06-05 18:43

Sten, har läst om viss problematik vid speciella vädersituationer med fönstren, liksom det funnits viss problematik med de nuvarande mera 'enkla' 2-glas fönstren också, man får se efteråt när allt är omgjort och dra slutsatserna då, men troligen finns det en hel del energivinster ändå och som väl är det primära, störs inte så mycket av buller här, men det är ju ett plus om det ändå blir ännu lite tystare..
Hälsn!

Svara

2024-06-04 22:32   mombasa

Intressant läsning. Och detta att det görs så mycket i det tysta och det utan experthjälp från di självutnämnda på Facebook och andra sociala medier. :-). (behöver man ens markera det med ironi)
/Gunnar S

Besvara

Svar från Måns H 2024-06-05 00:59

Tack Gunnar! Dom som jobbade med detta på Gotland var verkligen inga linslöss utan höll en påfallande låg profil mot allmänheten. Tror att min bild av israeliska teamet är tämligen unik.

Svara

2024-06-04 23:01   gunte

Har nog ingen åsikt om detta men det vore ju trevligt om snökaos och tågförseningar gick före såna här påhitt.
Men varför lösa befintliga problem när man kan skaffa nya ;)
HaD/Gunte..

Besvara

Svar från Måns H 2024-06-05 10:28

Hej Gunte! Du pekar på en fundamental konflikt, ska man sköta det man har eller satsa på nytt? Både/och vore bäst tycker jag men frågan är inte enkel.

Svara