Такую систему разрабатывает швейцарский стартап Winduction, созданный выпускниками Высшей технической школы Цюриха. Первые испытания технологии с пассажирами планируют провести в 2028 году.
В основе разработки лежит принцип индукционной передачи энергии — тот же физический механизм, который используют беспроводные зарядные устройства для смартфонов. Электричество передается между катушками с помощью магнитного поля, без прямого электрического контакта.
Но вместо привычной катушки под днищем автомобиля инженеры Winduction разместили приемную катушку внутри специально разработанной шины. Вторую группу катушек встроили в зарядную пластину, установленную в дорожное покрытие.
Когда электробус останавливается так, чтобы колесо оказалось над пластиной, возникает магнитная связь между катушками. Энергия передается от дороги через колесо в аккумулятор.
У такого решения есть инженерное преимущество. В обычных системах беспроводной зарядки катушки располагаются на дорожном покрытии и под днищем машины. Между ними остается воздушный зазор, причем его размер зависит от конструкции и высоты автомобиля. Чем больше расстояние, тем сложнее эффективно передавать энергию. Размещение приемной катушки в колесе позволяет сократить этот промежуток.
По данным разработчиков, эффективность передачи энергии от дорожной пластины к электробусу превышает 90%. Это заявленный компанией показатель, который еще предстоит оценить в ходе испытаний в реальных условиях эксплуатации.
Электробусы обычно оснащают тяжелыми аккумуляторами, которые должны обеспечивать работу машины на протяжении всего маршрута. После смены транспорт возвращается в парк и заряжается, нередко одновременно с другими автобусами. Для этого требуются мощные зарядные станции, а большие батареи увеличивают массу машины и занимают место.
Winduction предлагает другой подход: восполнять запас энергии небольшими порциями в течение рабочего дня. Если автобус регулярно заряжается на остановках, ему потенциально потребуется аккумулятор меньшей емкости.
Это может снизить стоимость машины и уменьшить ее массу. Освободившееся пространство можно использовать для пассажиров, а более легкий автобус будет тратить меньше энергии на движение. Впрочем, реальные преимущества зависят от длины маршрута, расписания, пассажиропотока и мощности зарядного оборудования.
Разработчики приводят в пример маршрут между аэропортом Цюриха и районом Эрликон. Согласно их расчетам, зарядные пластины понадобятся только на двух из 24 остановок. В течение рабочего дня продолжительностью 16 часов автобусы суммарно смогут заряжаться около трех часов.
Для сравнения: сейчас электробусы на этом маршруте, по данным разработчиков, одновременно заряжаются в депо ночью в течение пяти часов. Распределение зарядки по дню позволит уменьшить пиковую нагрузку на электросеть, а также потенциально использовать больше солнечной энергии, вырабатываемой в дневные часы.
Однако речь пока идет о расчетах, а не о подтвержденной экономии на действующем маршруте. Итоговый эффект предстоит оценить с учетом стоимости оборудования, обслуживания и специальных шин.
У идеи есть неожиданная техническая сложность. В конструкции стандартных автобусных шин используются стальные элементы, которые обеспечивают прочность и устойчивость. В магнитном поле зарядной системы металл будет нагреваться, из-за чего часть энергии потеряется, а сама конструкция может работать неэффективно.
Поэтому Winduction совместно с партнерами разрабатывает шины без стального армирования. Это отдельная инженерная задача: покрышка должна не только обеспечивать передачу энергии, но и выдерживать нагрузки тяжелого автобуса, постоянное трение об асфальт и длительную эксплуатацию.
Даже если специальные шины окажутся дороже обычных, разработчики рассчитывают, что дополнительные расходы компенсируются экономией на аккумуляторах и эксплуатации транспорта. Проверить это можно будет только после испытаний.
Сейчас компания создает испытательную инфраструктуру в Винтертуре. Проект поддерживают Федеральное ведомство Швейцарии по транспорту и Швейцарский климатический фонд. Следующий этап — объединить компоненты системы в конструкцию, пригодную для полноценного испытания переоборудованного электробуса.
Первый пилотный проект в реальных условиях, предусматривающий перевозку пассажиров, запланирован на 2028 год. Среди возможных площадок рассматривается район аэропорта Цюриха, а компания ведет переговоры с несколькими швейцарскими транспортными операторами.
Пока технология не позволяет автобусам заряжаться на любой дороге: для этого нужны специальные пластины в определенных точках маршрута и совместимые шины. Поэтому речь не о полном отказе от зарядных станций, а о дополнительном способе пополнения энергии.
Если испытания подтвердят эффективность системы и ее экономическую целесообразность, городам, возможно, не придется выбирать между огромными батареями и длительными остановками на зарядку. Часть необходимой энергии электробусы смогут получать там, где они и так проводят время, — на остановках общественного транспорта.
