BedrijfsautoRAI
12-4-2002
Remenergie helpt stadsbus bij wegrijden
In Neurenberg rijdt momenteel een experimentele stadsbus, die
remenergie in elektriciteit omzet. De stroom wordt in condensatoren
met hoge capaciteit opgeslagen en tijdens het wegrijden weer gebruikt.
Dat scheelt aanzienlijk in verbruik en emissies.
MAN Nutzfahrzeuge houdt zich actief bezig met de ontwikkeling van
nieuwe aandrijfsystemen voor bussen en vrachtwagens. Daarbij wordt
naar maximale efficiëntie bij het brandstofverbruik en een minimale
uitstoot van geluid en schadelijke stoffen gestreefd. In het kader van
dit onderzoek hebben MAN, Siemens Transport Systems, EPCOS en Voith
Turbo Antriebstechnik een NL 223 DE lagevloer stadsbus omgebouwd en
voorzien van een nieuw opslagmedium voor remenergie: condensatoren met
hoge capaciteit (Ultracaps). De bus gebruikt de daarin opgeslagen
elektriciteit bij het wegrijden. Zo bespaart hij tot 20% brandstof en
reduceert zowel het motorgeluid als ongewenste emissies. Een prototype
rijdt enkele maanden op proef bij het openbaar vervoerbedrijf VAG
Nürnberg. Het Beierse ministerie van Economie, Verkeer en Technologie
subsidieert dit project.
Kinetische remenergie
Bij gewone bussen komt de kinetische energie, die tijdens het remmen
wordt opgewekt, vrij in de vorm van nutteloze warmte. Experimenten
waarbij deze energie op een vliegwiel wordt overdragen en bij het
wegrijden kan worden benut, zijn al langer gaande. Dit Ultracap
project heeft evenwel een ander uitgangspunt. De bus is namelijk
uitgerust met een standaard D0826LUH dieselmotor (162 kW), die een
generator met hoog vermogen aandrijft. Op zijn beurt voedt deze twee
elektromotoren, die via een speciale overbrenging de aandrijving van
de achteras verzorgen. Dit deel van het aandrijfsysteem is tevens
verbonden met een opslagmedium op het dak.
Tijdens het afremmen fungeren de elektromotoren als generator. Het
remvermogen van 140 kW is onder doorsnee omstandigheden voldoende om
de bus tot stilstand te brengen. Indien nodig springt het
conventionele remsysteem bij. De hierbij opgewekte elektriciteit gaat
naar de Ultracaps op het dak van de bus.
Schoon en stil
Bij het wegrijden betrekken de elektromotoren hun energie uit de
Ultracaps. Dit heeft als voordeel dat de bus op elektriciteit (dus
schoon en stil) bij de haltes wegrijdt. Daarna neemt de dieselmotor de
aandrijving over en loopt het toerental op.
Tijdens de rit levert de dieselelektrische installatie zoveel vermogen
als op dat moment benodigd is, waarbij de Ultracaps als buffer
fungeren. Zo werkt de dieselmotor altijd binnen het optimale
toerentalgebied en worden brandstofverbruik en emissies nog verder
teruggedrongen.
288 Ultracaps
De high-tech condensatoren hebben een hoger opnamevermogen en een veel
grotere energiedichtheid dan accu's of vliegwielen. Omdat de
bedrijfsspanning maximaal 2,5 Volt bedraagt, is er een groot aantal
condensatoren in serie geschakeld. In totaal zijn er 288 Ultracaps van
de firma EPCOS op het dak van de bus gemonteerd, met voldoende
capaciteit om de elektrische energie van een complete vertraging in
zijn geheel op te nemen.
Omdat de spanning van de Ultracaps afhankelijk is van het laadniveau,
kunnen ze niet rechtstreeks in het gelijkspanningcircuit van de
aandrijving opgenomen worden. De stroomopname en -afgifte verloopt dan
ook via omvormers.
Praktijkproef
De praktijkproef bij VAG Nürnberg moet uitwijzen of de experimentele
bus tegen dagelijkse inzet opgewassen is. Tevens wordt gekeken of de
levensduur van de componenten aan alle eisen voldoet en of de
berekende voordelen op het gebied van brandstofconsumptie en emissies
realistisch zijn. De besparing op brandstof schiet nog tekort om de
hoge investeringskosten terug te verdienen, maar het project stelt
onderzoekers wel in staat om deze techniek in de praktijk te testen.
Een andere voorbeeld op dit gebied is de bus met brandstofcel. Met een
opslagmedium zoals de Ultracap zou deze efficiënter worden, een
grotere actieradius krijgen en tegen geringere investerings- en
exploitatiekosten kunnen rijden.