Pojazdy elektryczne (EV) zyskały w ostatnich latach popularność jako zrównoważony i ekologiczny środek transportu. Tymczasem jednym z głównych wyzwań związanych z korzystaniem z pojazdów elektrycznych pozostaje konieczność ich regularnego ładowania. Ta niedogodność często wiąże się z częstymi postojami na stacjach ładowania, zakłócając przebieg podróży częściej niż tradycyjne tankowanie samochodów benzynowych. A gdyby tak pojazdy elektryczne można było ładować w trakcie jazdy? Dzięki elektrycznym drogom teraz jest to możliwe. Takie rozwiązanie eliminuje potrzebę częstych postojów i zasadniczo zmienia postrzeganie transportu elektrycznego.
Rozwój elektrycznych dróg
Elektryczne drogi to najnowocześniejsza innowacja, która pozwala na bezprzewodowe ładowanie pojazdów elektrycznych podczas jazdy. Dzięki tej przełomowej koncepcji pojazdy elektryczne mogą stać się jeszcze wygodniejsze i praktyczniejsze w codziennym użytkowaniu. Pomysł elektrycznych dróg zdobywa coraz większą popularność na całym świecie, czego przykładem są takie kraje jak Stany Zjednoczone i Szwecja, które przodują we testowaniu i wdrażaniu tej technologii.
Elektryczna droga w Detroit
Detroit w Stanach Zjednoczonych przeszło niedawno do historii. W mieście otwarto bowiem pierwszy odcinek elektrycznej drogi, która może ładować zarówno zaparkowane pojazdy, jak i te w ruchu. 400-metrowy fragment 14 ulicy w dzielnicy innowacji e-mobilności Michigan Central jest wyposażony w indukcyjne cewki ładujące opracowane przez izraelski startup Electreon. Instalacja ta służy do testowania i udoskonalania technologii bezprzewodowego ładowania w autentycznym środowisku miejskim, z myślą o przyszłym publicznym dostępie.
Szwedzki plan stworzenia drogi elektrycznej
Wprowadzenie w Detroit bezprzewodowego ładowania w centrum miasta stanowi pionierską innowację. Szwecja poszła jednak o krok dalej, rozpoczynając budowę pierwszej na świecie zelektryfikowanej drogi dla pojazdów elektrycznych (EV). Ten ambitny projekt przewiduje przekształcenie europejskiej trasy E20, łączącej węzły logistyczne między Hallsberg i Örebro, w zelektryfikowaną drogę przelotową. Jej głównym celem jest umożliwienie samochodom osobowym i ciężarowym ładowania podczas jazdy, co pozwoli wyeliminować konieczność częstego zatrzymywania się na stacjach ładowania. Inicjatywa ta, której ukończenie zaplanowano na 2025 r., ma potencjał spopularyzowania dróg elektrycznych w całej Szwecji. Elektryczna droga to jedno z najciekawszych rozwiązań, które kształtują przyszłość transportu.
Jak będą działać drogi elektryczne?
Drogi elektryczne wykorzystują najnowocześniejsze technologie ładowania do bezprzewodowego przesyłania energii do poruszających się po nich pojazdów elektrycznych (EV). Trzy podstawowe technologie ładowania wykorzystywane w elektrycznych systemach drogowych to system sieci trakcyjnej, system przewodzący (naziemny) i system indukcyjny. Przyjrzyjmy się, jak działa każda z nich:
- Systemy sieci trakcyjnej: System sieci trakcyjnej jest wyposażony w napowietrzne przewody, które dostarczają energię elektryczną do pojazdów, takich jak autobusy i tramwaje. Rozwiązanie to jest przystosowane głównie do pojazdów ciężkich i nie sprawdza się w przypadku pojazdów osobowych. Ładowanie pojazdów odbywa się podczas jazdy dzięki zainstalowanym odbiornikom, które podłącza się do linii napowietrznych.
- Ładowanie przewodzące: Ładowanie przewodzące przekazuje energię elektryczną do pojazdów elektrycznych za pośrednictwem elementu przewodzącego, takiego jak szyna lub wbudowane przewody. Z systemu tego mogą korzystać zarówno samochody osobowe, jak i pojazdy ciężarowe. Ładowanie pojazdów może odbywać się podczas jazdy, za pomocą drążka lub ramienia wystającego z pojazdu i stykającego się z szyną przewodzącą.
- Ładowanie indukcyjne: Ładowanie indukcyjne wykorzystuje bezprzewodową metodę przesyłania energii do cewki w pojeździe elektrycznym, przy użyciu specjalistycznego sprzętu zainstalowanego pod nawierzchnią drogi. Po otrzymaniu energii cewka pojazdu ładuje akumulator, eliminując potrzebę fizycznego kontaktu między pojazdem a infrastrukturą ładowania.
Zalety elektrycznych dróg
Elektryczne jezdnie oferują wiele korzyści, które mają szansę zrewolucjonizować transport elektryczny. Oto niektóre z zalet tej innowacyjnej technologii:
Wygodne ładowanie
Jedną z głównych zalet dróg elektrycznych jest zdecydowanie wygoda. Dzięki możliwości ładowania samochodów elektrycznych podczas jazdy, kierowcy nie muszą często zatrzymywać się na stacjach ładowania. Łącząc dynamiczne ładowanie z codziennymi dojazdami do pracy, eliminuje się konieczność długich sesji ładowania, zwiększając praktyczność pojazdów elektrycznych w codziennym użytkowaniu i skracając czas podróży.
Większy zasięg i mniejszy rozmiar akumulatora
Podczas jazdy po zelektryfikowanych drogach funkcja dynamicznego ładowania umożliwia pojazdom elektrycznym pokonywanie większych odległości przy zastosowaniu mniejszych akumulatorów. Zasięg pojazdów elektrycznych nie jest już ograniczony pojemnością akumulatorów, ponieważ mogą one być ładowane podczas jazdy. Dzięki temu pojazdy elektryczne zaczynają przypominać pojazdy spalinowe pod względem zasięgów, co może zmniejszyć obawy, że podczas podróży zabraknie paliwa.
Zastosowanie mniejszych akumulatorów w pojazdach obniża ponadto koszty i wagę pojazdów. Mniejsze akumulatory są także bardziej przyjazne dla środowiska, ponieważ do ich produkcji zużywa się mniej surowców i generują one mniej odpadów.
Nieprzerwane działanie elektrycznej floty
Drogi elektryczne mają potencjał, by przekształcić sposób działania flot pojazdów elektrycznych, w tym samochodów dostawczych, ciężarówek długodystansowych, autobusów i autonomicznych taksówek. Dzięki możliwości ciągłego ładowania minimalizuje się potrzeba planowania przestojów, co pozwala na nieprzerwaną pracę pojazdów. To z kolei przekłada się na większą produktywność, mniejszą ilość przestojów i zwiększoną wydajność floty.
Minimalny wpływ na środowisko
Elektryczne drogi oznaczają również ograniczenie emisji dwutlenku węgla, przyczyniając się w ten sposób do ochrony środowiska. Powstanie pierwszych na świecie dróg elektrycznych stanowi kluczowy etap w rozwoju zrównoważonego transportu, odgrywając istotną rolę w walce ze zmianami klimatu i torując drogę do czystszej przyszłości, zwłaszcza w obliczu planów osiągnięcia neutralności węglowej do 2050 roku.
Wyzwania związane z elektrycznymi drogami
Koszty wdrożenia i utrzymania
Wdrożenie technologii ładowania do istniejącej infrastruktury drogowej stanowi pracochłonny i kosztowny czynnik budowy dróg elektrycznych. Oprócz wydatków na materiały, początkowa inwestycja obejmuje znaczne koszty związane z koordynacją blokad dróg i organizacją logistyki instalacji. Po instalacji systemy te wymagają stałej konserwacji, aby zapewnić ich bezpieczeństwo i funkcjonalność wraz z upływem czasu. Znaczne koszty związane z tymi czynnikami mogą stanowić istotną barierę dla powszechnego wdrażania, wymagając dużych inwestycji zarówno ze strony sektora publicznego, jak i prywatnego.
Wyzwania techniczne
Stworzenie niezawodnego i wydajnego systemu transferu energii, zdolnego do płynnego funkcjonowania w różnych warunkach drogowych i we wszystkich scenariuszach pogodowych stanowi złożone wyzwanie. W przypadku systemów przewodzących, zapewnienie stałego i bezpiecznego fizycznego połączenia między pojazdem a drogą może być trudne, szczególnie podczas jazdy z dużą prędkością lub w niekorzystnych warunkach pogodowych. Z kolei indukcyjne systemy ładowania, które nie wymagają bezpośredniego kontaktu, muszą utrzymywać wysoką wydajność, aby zminimalizować straty energii podczas transferu. Oba systemy muszą wykazywać się odpornością na zużycie i ciągłe użytkowanie oraz skalowalnością względem różnych typów pojazdów i warunków drogowych.
Bezpieczeństwo
Stosowanie komponentów elektrycznych pod wysokim napięciem na nawierzchniach dróg, w szczególności w przypadku przewodzących technik ładowania, które narażają wrażliwe materiały, budzi uzasadnione obawy dotyczące bezpieczeństwa. Zapewnienie bezpieczeństwa pieszym, rowerzystom, zwierzętom i kierowcom pojazdów nieelektrycznych jest sprawą najwyższej wagi. Bardzo ważne jest zapobieganie powstawaniu pożarów lub stwarzaniu innych zagrożeń przez system, zwłaszcza w trudnych warunkach pogodowych, takich jak powodzie lub burze śnieżne. Poza tym, dla zapewnienia ogólnego bezpieczeństwa niezbędne jest zminimalizowanie ryzyka porażenia prądem w razie wypadku lub awarii.
Przyszłość elektrycznych dróg
Elektryczne drogi, takie jak te powstające w Szwecji, zwiastują świetlaną przyszłość transportu elektrycznego. Kraje na całym świecie przeznaczają coraz więcej środków na badania i rozwój w tej dziedzinie, dzięki czemu możemy spodziewać się gwałtownego wzrostu liczby zelektryfikowanych projektów drogowych. Budowa elektrycznych autostrad wymagałaby sporych inwestycji w infrastrukturę i współpracy między rządami, firmami technologicznymi i sektorem motoryzacyjnym.
Ambitny szwedzki plan rozbudowy elektrycznej infrastruktury drogowej o dodatkowe 3000 kilometrów do 2045 roku jest przykładem zaangażowania tego kraju w zrównoważony transport, przyciągając uwagę globalnych platform, takich jak wionews. Wizja ta nie jest wyjątkowa; kraje takie jak Włochy, Wielka Brytania, Stany Zjednoczone i Indie również rozwijają inicjatywy związane z elektrycznymi drogami, wspierając projekty pilotażowe. Projekt badawczy CollERS 2 realizowany przez Szwecję, Niemcy i Francję jest doskonałym przykładem globalnej współpracy, której celem jest wymiana wiedzy i przyspieszenie wdrażania sieci pojazdów elektrycznych.
Podsumowanie
Elektryczne autostrady to przełom w transporcie elektrycznym, stanowiący płynne i wydajne rozwiązanie dla wyzwań związanych z posiadaniem pojazdów elektrycznych. Oferując ładowanie pojazdów podczas jazdy, obiecują zwiększony zasięg, mniejsze i tańsze akumulatory i nieprzerwana pracę flot pojazdów elektrycznych. Należy jednak pamiętać, że powszechne wdrożenie tego rozwiązania wiąże się z pewnymi wyzwaniami. Do pokonania są między innymi wysokie koszty, obawy związane z bezpieczeństwem i ograniczenia technologiczne.
Zwiększenie inwestycji w badania, rozwój i infrastrukturę sprawia, że realizacja rozległej sieci dróg elektrycznych staje się coraz bliższa rzeczywistości. Z uwagi na ich zdolność do obniżania emisji dwutlenku węgla i wspierania bardziej ekologicznej, zrównoważonej przyszłości, drogi elektryczne na nowo zdefiniują nasze standardy podróżowania i zrewolucjonizują sektor transportu.
Aby dowiedzieć się wszystkiego o ładowaniu pojazdów elektrycznych, odwiedź nasze Centrum ładowania pojazdów elektrycznych lub przejdź do sklepu Elfy Distrelec, by przeglądać produkty do ładowania pojazdów elektrycznych.
Najczęściej zadawane pytania
An electric road, e-road, or electric highway is a road which enables an electric vehicle (EV) to charge on-the-go, rather than at charging points in various locations.
Electric roads charge vehicles using either conductive or inductive charging methods. Conductive charging involves direct electrical contact between the vehicle and charging elements in the road, such as embedded wires or rails. Inductive charging, on the other hand, uses electromagnetic fields generated by coils embedded in the road to transfer energy wirelessly to coils in the vehicle. Both methods allow electric vehicles (EVs) to be charged as they drive, eliminating the need to stop at charging stations.
Yes, electric roads are designed with safety as a paramount concern. For inductive charging systems, since the charging occurs wirelessly, there are no exposed electrical components, reducing the risk of electric shock. Conductive systems are designed to activate only when a compatible vehicle is directly over them, minimising safety risks.
Electric roads can significantly reduce greenhouse gas emissions by facilitating the increased use of electric vehicles. By eliminating range anxiety and reducing the need for large, heavy batteries, electric roads can make EVs more efficient and appealing, leading to a decrease in the use of fossil fuel-powered vehicles. Moreover, if powered by renewable energy sources, electric roads can contribute to a significant reduction in the carbon footprint of the transportation sector.
Currently, only electric vehicles equipped with compatible technology can use electric roads. For inductive charging, vehicles need to be fitted with a receiver coil compatible with the road’s electromagnetic system. For conductive charging, vehicles require a physical connection mechanism. As electric road technology develops and is standardised, it’s expected that more vehicles will be manufactured with built-in compatibility, or retrofitting options will become available for existing EVs to ensure broad access to the benefits of electric roads.
Yes, the Scandinavian country is building the first ever permanently electrified roadway, which will allow EVs to charge while they travel. This innovative e-motorway, which is expected to be completed in 2025, promises to transform EV infrastructure and eliminate a significant barrier to the technology.
The eRoadArland Group estimates that the cost of electrifying 12,000 miles of roads in Sweden would cost around $9.5 billion, but that money would be recovered in three years. Drivers who use the electrified road will be billed in part to cover some of these expenses.
