Una carretera eléctrica , una carretera electrónica o un sistema de carreteras eléctricas (ERS) es una carretera que suministra energía eléctrica a los vehículos que viajan por ella. Las implementaciones comunes son líneas eléctricas aéreas sobre la carretera y suministro de energía a nivel del suelo a través de rieles conductores o bobinas inductivas incrustadas en la carretera. Las líneas eléctricas aéreas se limitan a los vehículos comerciales, mientras que la energía a nivel del suelo puede ser utilizada por cualquier vehículo, lo que permite la carga pública a través de sistemas de facturación y medición de energía. De los tres sistemas, se estima que los rieles conductores a nivel del suelo son los más rentables. [1] : 10–11Corea fue el primero en implementar una vía pública eléctrica con una línea de autobús comercial en 2013 después de probar un servicio de lanzadera experimental en 2009. [2] : 11–18 Suecia ha estado realizando evaluaciones de varias tecnologías de carreteras eléctricas desde 2013 y espera comenzar a formular un sistema nacional de carreteras eléctricas en 2022 y finalizar la planificación para 2033. [3] : 5
Tecnología
TRL (anteriormente Transport Research Laboratory) enumera tres tipos de suministro de energía para carga dinámica o carga mientras el vehículo está en movimiento: líneas eléctricas aéreas y energía a nivel del suelo a través de riel o inducción . TRL enumera la energía aérea como la solución tecnológicamente más madura que proporciona los niveles más altos de energía, pero la tecnología no es adecuada para vehículos no comerciales. La energía a nivel del suelo es adecuada para todos los vehículos, y el ferrocarril es una solución madura con una alta transferencia de energía y elementos fácilmente accesibles e inspeccionados. La carga inductiva ofrece la menor cantidad de energía y requiere más equipo de carretera que las alternativas. [2] ( Apéndice D )
Modelo de negocio
La Administración de Transporte de Suecia prevé que una red nacional de carreteras eléctricas requeriría interfaces entre varios actores: el proveedor de electricidad, la empresa de la red eléctrica , el fabricante de vehículos , el propietario de la carretera, el operador de tecnología de carreteras eléctricas, el proveedor de medición y facturación y el usuario. de la vía eléctrica. El modelo de propiedad puede variar: la empresa de la red eléctrica puede ser propietaria de las subestaciones eléctricas secundarias que alimentan la infraestructura de la carretera eléctrica o pueden ser propiedad de otros actores, y el sistema de pago y lectura de energía puede ser propiedad de un actor independiente del operador de la infraestructura. . [3] : 10–11
Historia
Siglo XIX y XX
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/4/4d/Bordeaux-tram-aps-near-Roustaing.jpg/440px-Bordeaux-tram-aps-near-Roustaing.jpg)
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/f/f2/SJT_OLEV_bus.jpg/440px-SJT_OLEV_bus.jpg)
Las líneas eléctricas aéreas se han utilizado para el transporte por carretera desde al menos 1882 en Berlín con los trolebuses de Werner von Siemens . Más de 300 sistemas de trolebuses estaban en funcionamiento en 2018. La energía para los trolebuses normalmente se entrega mediante un par de postes de trolebús colocados en la parte superior del vehículo que se extiende hasta las líneas eléctricas aéreas . Las implementaciones para vehículos de carretera se desarrollaron a finales de la década de 2000 y 2010 [4] : 15, pero no son adecuadas para vehículos no comerciales como los turismos. [2] ( Apéndice D )
La fuente de alimentación a nivel del suelo en forma de rieles electrificados es similar a las líneas eléctricas aéreas en su implementación. En lugar de un brazo o poste que se extiende a las líneas eléctricas aéreas, un brazo mecánico se extiende desde la parte inferior del vehículo y se alinea con un riel incrustado en la carretera. A continuación, se activa el riel y la energía se transfiere a través del brazo al vehículo. [4] : 16 La fuente de alimentación a nivel del suelo se considera estéticamente preferible a los cables aéreos [4] : 20 y es adecuada para todo tipo de vehículos. [2] : 24
El concepto de una fuente de alimentación inalámbrica a nivel del suelo para vehículos se patentó por primera vez en 1894. En 1996 se demostró en Nueva Zelandia un sistema de carga estática para autobuses lanzadera [4] : 13 Conductix-Wampfler y Bombardier han implementado sistemas similares PRIMOVE, que luego se desarrollaron desde la carga estática en las estaciones de autobús hasta la carga dinámica durante la conducción. [2] ( Apéndice B )
Siglo 21
El desarrollo de los sistemas electrónicos de carreteras ha crecido significativamente desde finales de la década de 1990 hasta la de 2010. [2] : 12–22 Varias empresas han desarrollado e implementado sistemas de carreteras eléctricas en la década de 2010. [2] ( Apéndice B )
Corea
El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea lanzó en 2009 un servicio de transporte con carga dinámica inalámbrica a través de bobinas inductivas integradas en la carretera. En 2013 OLEV lanzó una línea de autobús en la ciudad de Gumi . [2] : 16 Se inauguró otra línea de autobús en Sejong en 2015, y se agregaron dos líneas de autobús más en Gumi en 2016. [5] : 4
Suecia
La Administración de Transporte de Suecia inició un proyecto de carretera eléctrica en junio de 2013. El proyecto implicó la contratación precomercial para el desarrollo de carreteras electrificadas, que tiene como objetivo generar datos de decisión sobre plataformas para carreteras eléctricas en Suecia e iniciar la creación de un infraestructura de transporte libre de combustible para 2030. [6] La Administración de Transporte de Suecia espera finalizar la fase de evaluación del proyecto y comenzar la formulación de la red nacional de carreteras eléctricas para 2022. [3] : 5
Fase de evaluación
Un informe generado por TRL en asociación con la Administración de Transporte de Suecia enumeró los sistemas de carreteras eléctricos disponibles, de los cuales se descubrió que KAIST OLEV , Siemens eHighway, Elways, Elonroad, Bombardier PRIMOVE y Electreon eran los más comerciales, con OLEV y eHighway ya. poseer un sistema completo en 2018. [2] : 13–15 El proyecto financió caminos eléctricos con líneas eléctricas aéreas y rieles conductores a nivel del suelo y bobinas inductivas.
Siemens
Las líneas eléctricas aéreas se probaron por primera vez a través del proyecto, utilizando la tecnología Siemens eHighway. La carretera se inauguró en junio de 2016 en el municipio de Sandviken, cerca de Gävle, en el centro de Suecia. Un tramo de 2 kilómetros de la autopista E16 se equipó con trolebuses a 5,4 metros sobre su superficie, que suministran energía a 750 voltios CC. Los trolebuses pueden conectar los recolectores de energía, montados en brazos mecánicos o postes de trole , mientras conducen por debajo de los cables. Los postes del carro permiten un cierto grado de movimiento lateral, pero si el camión se conduce al carril exterior, los postes del carro se bajan automáticamente y el camión cambia a batería o diesel. [7] El sistema es capaz de entregar 500 kW de potencia y tiene un período de mantenimiento de 20 años. [2] : 140–144
Elways
Los rieles conductores a nivel del suelo, es decir, rieles eléctricos en la carretera que transmiten energía a un vehículo a través de una camioneta conductora debajo del vehículo, se probaron de 2017 a 2019, utilizando tecnología de la empresa Elways y un camión DAF de 18 t reconstruido . Un tramo de 2 kilómetros en una dirección de la carretera 893 entre la terminal de carga del aeropuerto Arlanda de Estocolmo y el área logística de Rosersberg a 12 kilómetros de distancia se equipó con rieles conductores integrados como parte del proyecto eRoadArlanda . El proyecto involucró a importantes empresas internacionales, pequeñas empresas locales, agencias gubernamentales nacionales, gobiernos locales, propietarios locales y socios académicos. [8] Las secciones cortas de los rieles se energizaron cuando un vehículo compatible se acercó y se desconectó una vez que el vehículo había pasado. El sistema midió la energía consumida, de modo que se pudiera facturar al propietario del vehículo. [2] : 146–149 Se probaron autobuses y camiones en la carretera, [9] pero el sistema también podría ser adecuado para automóviles eléctricos. Se realizaron pruebas de seguridad para garantizar que el riel fuera seguro de tocar incluso cuando la carretera estaba inundada de agua salada. [10] El sistema era capaz de entregar 200 kW de potencia y tenía un período de mantenimiento previsto de 20 años. [2] : 146-149
Elonroad
Está previsto que los rieles conductores a nivel del suelo comiencen a probarse en 2020 utilizando tecnología de Elonroad, una empresa sueca ubicada en Lund . El proyecto EVolutionRoad es un proyecto de prueba y demostración de tres años que se ejecutará en 2019-2022. [11] El primer tramo de carretera se inauguró en junio de 2020 [12] y es el primer sistema de carreteras eléctricas ubicado en un entorno urbano. Una camioneta conductora debajo del vehículo se conecta al riel a través de contactos deslizantes, y el riel solo está activo un metro a la vez cuando está cubierto por el vehículo, lo que lo hace seguro en un entorno urbano. El sistema mide la energía consumida, por lo que se puede facturar al propietario del vehículo. El sistema es capaz de entregar hasta 300 kW con un 97% de eficiencia mientras se conduce. [13]
Electreon
Está previsto que las bobinas inductivas a nivel del suelo comiencen a probarse en 2020 utilizando tecnología de Electreon, una startup israelí . [14] El sistema es similar al proyecto eRoadArlanda , con tramos cortos hechos de bobinas de cobre que se energizan cuando un vehículo pasa sobre ellos y se desconectan al pasar que permiten el uso de medición de potencia y un sistema de facturación por la energía consumida. El sistema es capaz de entregar 50 kW de potencia y tiene un período de mantenimiento de cinco años. [2] : 171-172
Costo
Un informe de 2019 del Centro Sueco de Electromovilidad estima los costos sociales anualizados de toda la flota automotriz sueca bajo cada uno de los tres sistemas. Las líneas eléctricas aéreas, a pesar de tener la tecnología más madura y la infraestructura menos costosa, son las más caras en general porque solo permiten que los vehículos comerciales altos, como camiones y autobuses, se carguen mientras conducen, mientras que los vehículos no comerciales no pueden usar los cables para cargar mientras conducen. , por lo que tendrán que usar carga estática que requiere baterías más grandes con capacidades más altas que las baterías requeridas con el uso de carga dinámica. Las fuentes de alimentación a nivel del suelo permiten la carga dinámica de todos los vehículos, lo que reduce en gran medida la capacidad y el tamaño necesarios de la batería, ya que la batería se carga mientras se está utilizando. El tamaño y la capacidad reducidos de la batería reducen el coste en unos cinco mil millones de euros anuales para toda la flota de automóviles sueca. Se estima que los dos tipos de sistemas de energía a nivel del suelo tienen costos iguales para todos los componentes en conjunto que no sean la infraestructura; Se estima que la infraestructura ferroviaria conductora tiene un costo anualizado de alrededor de mil millones de euros, mientras que se estima que la infraestructura inductiva inalámbrica cuesta alrededor de 2.8 mil millones de euros anuales. [1] : 10–11
Otros paises
Francia construyó una pista de prueba para la carga inalámbrica dinámica de vehículos de Qualcomm y concluyó las pruebas en 2018. Japón probó un sistema eléctrico de carreteras en una vía pública con Honda en 2018. Varias empresas han llevado a cabo pruebas en China y Estados Unidos en 2018. . [15] : 9–10
India
La autopista Delhi – Mumbai es la primera autopista eléctrica de la India que cubre 5 estados en su ruta Haryana, Rajasthan, Madhya Pradesh, Gujarat y Maharashtra. Esta carretera reduce el tiempo de viaje de Delhi a Mumbai de 24 horas a 13 horas. La Carretera Eléctrica en esta ruta ayuda a reducir la contaminación, así como las importaciones de petróleo crudo. El objetivo es ampliar la base de fabricación y servicios de la India y desarrollar DMIC como un "centro global de fabricación y comercio". ... El gobierno de la India está planeando probar una autopista eléctrica (e-Highway) en la autopista propuesta Delhi-Mumbai dentro de los próximos tres años para impulsar la movilidad eléctrica en el país.
Alemania
Bombardier llevó a cabo una prueba de transferencia de energía inalámbrica dinámica en Mannheim , Alemania, en 2013. [15] : 9 Alemania inauguró una línea eléctrica aérea en mayo de 2019 en la autopista número 5. El proyecto es operado por el consorcio ELISA que incluye a Siemens y Scania. [dieciséis]
Reino Unido
Highways England inició un proyecto dinámico de transferencia de energía inalámbrica en 2015 [17], pero el proyecto se canceló a principios de 2016 por razones presupuestarias. [18]
Referencias
- ^ a b Francisco J. Márquez-Fernández (20 de mayo de 2019), Desafíos de conversión de energía con un sistema de transporte terrestre totalmente eléctrico (PDF) , Centro de electromovilidad sueco
- ^ a b c d e f g h yo j k l m D Bateman; et al. (8 de octubre de 2018), Electric Road Systems: una solución para el futuro (PDF) , TRL
- ^ a b c Björn Hasselgren (9 de octubre de 2019), ERS sueco: antecedentes del programa, fase de análisis actual y planes futuros (PDF) , Administración de Transporte de Suecia
- ^ a b c d Sistemas viales eléctricos: ¿una solución para el futuro? (PDF) , Asociación Mundial de la Carretera , 2018, ISBN 978-2-84060-496-9
- ^ Tecnología de transferencia de energía inalámbrica inteligente (PDF) , Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea
- ^ Acerca del proyecto - eRoadArlanda , archivado desde el original el 17 de julio de 2019
- ^ Primera carretera eléctrica en Suecia inaugurada , Administración de Transporte de Suecia, 22 de junio de 2016
- ^ "Descubriendo las influencias de las partes interesadas en los sistemas de carreteras eléctricas mediante dos métodos de evaluación: El caso de eRoadArlanda" . Investigación en Gestión y Negocios del Transporte . 33 : 100422. 2019-12-01. doi : 10.1016 / j.rtbm.2019.100422 . ISSN 2210-5395 .
- ^ Mikael Hellgren; Nicholas Honeth, Eficiencia del sistema de carga eRoad conductivo de CA: análisis de datos experimentales (PDF)
- ^ Daniel Boffey (12 de abril de 2018), Se abre la primera carretera electrificada del mundo para cargar vehículos en Suecia , The Guardian
- ^ "EVolution Road | Innovación Skåne" . www.innovationskane.com . Consultado el 17 de junio de 2020 .
- ^ "Nästa generations elväg invigd i Lund av sydsvenskt konsortium - med energi- och digitaliseringsminister Anders Ygeman" . Mynewsdesk (en sueco) . Consultado el 17 de junio de 2020 .
- ^ "Elonroad se une a Hydro para construir una carretera que carga dinámicamente los vehículos eléctricos" . www.hydro.com . Consultado el 17 de junio de 2020 .
- ^ Eva Janzon (2 de mayo de 2019), Israeler bygger elväg på Gotland , Världen idag
- ^ a b Martin GH Gustavsson (2 de abril de 2019), Descripción general de los conceptos de ERS y tecnologías complementarias (PDF) , Colaboración de investigación sueco-alemana sobre sistemas eléctricos de carreteras
- ^ Tim Wynne-Jones (octubre de 2019), Third Rail (PDF) , Instituto de ingenieros de transporte por carretera
- ^ Estudio de viabilidad - propulsión de vehículos eléctricos en las carreteras principales de Inglaterra , Carreteras Inglaterra , Agosto el año 2015
- ^ Ed Targett (20 de septiembre de 2016), ¿Quién mató a la autopista eléctrica?