Alimentation par le sol
Unter Alimentation par le sol (Kurzbezeichnung APS) versteht man ein von einem Tochterunternehmen der Firma Alstom für ihre Citadis-Straßenbahnen entwickeltes System zur Stromversorgung. Dabei erfolgt die Stromzufuhr nicht über eine Oberleitung, sondern durch eine in den Fahrweg eingelassene Stromschiene. Dieses System kam zuerst beim Bau der neuen Straßenbahn in Bordeaux ab Dezember 2003 zum Einsatz und wurde dort erst nach Anfangsschwierigkeiten zum Laufen gebracht.
Funktionsweise
Bei diesem System befindet sich zwischen den beiden Schienen, auf denen die Räder laufen, eine Stromschiene, die 750 Volt Gleichspannung führen kann. Die Stromschiene ist in einzelne Sektionen unterteilt. Jede Sektion besteht aus einer acht Meter langen spannungsführenden Schiene und einem drei Meter langen isolierten Abschnitt.
Der spannungsführende Teil der Stromschiene ist normalerweise abgeschaltet, so dass Passanten nicht gefährdet werden. Wird die Stromschiene von einer Straßenbahn überfahren, so sendet diese per Funk ein codiertes Signal zur im Boden eingelassenen Kontrollbox („coffret“), was jenen Abschnitt der Stromschiene aktiviert, der sich zur Gänze unter dem Fahrzeug befindet. Es können maximal zwei der elf Meter langen Segmente gleichzeitig aktiviert werden. Alle 22 m befindet sich im Boden eingelassen eine Kontrollbox zur Steuerung der Spannungsversorgung des jeweiligen Abschnittes. Bevor die Straßenbahn ein Segment verlässt, wird der Abschnitt von der Kontrollbox abgeschaltet und aus Sicherheitsgründen geerdet. Die Fahrzeuge verfügen über zwei Stromabnehmer („frotteurs“), so dass immer einer der beiden unter Spannung steht, auch wenn der andere gerade ein isoliertes Stück überfährt.
Des Weiteren befindet sich im Bereich jeder Station eine automatische Kontrollstation, die den Betriebszustand überwacht. Steht ein Teilabschnitt unter Spannung, obwohl sich keine Straßenbahn über ihm befindet, so wird binnen 0,2 Sekunden der gesamte Streckenabschnitt abgeschaltet. Danach wird das defekte Teilstück identifiziert, deaktiviert, und die übrigen Teilabschnitte wieder aktiviert. Dieser Vorgang dauert zwei Sekunden. Ist ein Teilabschnitt defekt und kann bis zur Schadensbehebung nicht mehr aktiviert werden, so schalten die Fahrzeuge automatisch auf Batteriebetrieb um. Sie können dann eine maximale Strecke von 150 Metern mit einer Geschwindigkeit von 3 km/h bewältigen.
Die Situation in Bordeaux
Um das Stadtbild nicht zu stören, fährt die Straßenbahn Bordeaux in der Innenstadt und in manchen Vororten ohne Oberleitung. Insgesamt sind 10.850 Meter mit dem APS-System ausgestattet.
In den Außenbereichen von Bordeaux fährt die Straßenbahn konventionell mit Oberleitung und Dachstromabnehmer. Das Umschalten auf die jeweils andere Betriebsart findet während des Aufenthalts an bestimmten Haltestellen statt und wird vom Fahrer initiiert. Der Vorgang dauert 20 Sekunden und verlängert die normale Aufenthaltszeit nicht. Der Hersteller Alstom wäre in der Lage gewesen, das System so zu konstruieren, dass die Umschaltung zwischen Oberleitung und APS automatisch und bei voller Geschwindigkeit erfolgt. Aus Kostengründen hat man darauf verzichtet und dem Fahrer die Aufgabe übertragen. Vergisst der Fahrer das Umschalten, so wird er durch einen Signalton gewarnt, sobald er anzufahren versucht.
Das System APS gilt als äußerst innovativ, hatte aber mit Startschwierigkeiten zu kämpfen. Betriebsstörungen waren in der Anfangsphase an der Tagesordnung und oft musste ein Ersatzverkehr mit Bussen durchgeführt werden, was Zusatzkosten von 500.000 Euro pro Jahr verursachte. Mittlerweile hat das System eine zufriedenstellende Betriebssicherheit erreicht, wenngleich auch immer noch gelegentliche Störungen auftreten. Hauptursache ist stehendes Wasser nach starken Regenfällen, was zu elektrischen Defekten führen kann. Daher wurde es anfangs wegen seiner technischen Probleme von den Einwohnern Bordeaux’ und der örtlichen Presse stark kritisiert. Das Unterflursystem APS ist in der Errichtung etwa dreimal so teuer wie eine konventionelle Oberleitung und verursacht signifikant höhere Wartungs- und Betriebskosten. Außerdem verteuert das System jede Straßenbahngarnitur um ca. 100.000 Euro. Allerdings weisen die Projektverantwortlichen in Bordeaux darauf hin, dass die Straßenbahn nur ein Viertel dessen gekostet hat, was eine U-Bahn gekostet hätte.
Einsatz in anderen Städten
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Oberleitung / Stromschiene
Mittlerweile haben sich aber die Vorzüge des Systems herausgestellt, mehrere Städte führten es ein oder planen dessen Einführung. In Reims wurde im Frühjahr 2011 ein 2 km langes Teilstück der Straßenbahn im System APS in Dienst gestellt. Die Stadt Angers baute zwei insgesamt 1,5 km lange Abschnitte ihrer im Juni 2011 eröffneten Straßenbahn ohne Oberleitung.[1] Bei der Straßenbahn Orléans wurde im Juni 2012 das APS-System auf einem Teilstück der Strecke B eingeführt. Auch Tours, mit einer 2013 eröffneten 2 km langen APS-Strecke, und Dubai entschieden sich für APS. In anderen Städten wurde ebenfalls die Einführung des APS-Systems erwogen, unter anderem in Marseille, Aachen, Nizza (entschied sich für Akku), Edinburgh und Melbourne. Die 2016 fertiggestellte Straßenbahn in Rio de Janeiro ist komplett mit APS-Stromschienen ausgestattet worden.[2]
Sydney hat 60 Citadis X05 mit APS geordert, die auf einem 2 km langen Teilstück in der Stadtmitte ohne Oberleitung fahren.[3]
10 Jahre nach Ausstattung der ersten Bahnlinie mit dem APS-System hat Alstom 151 Straßenbahnzüge mit dieser Technik ausgestattet. Die APS-Strecken haben eine Gesamtlänge von 43 km.[4]
Alstom SRS
Alstom hat 2015 das System SRS für die Citadis X05 Straßenbahnen vorgestellt, das vom System APS abgeleitet ist. Dabei gibt es nur im Bereich von Haltestellen die versenkte Mittelstromschiene, die durch ausklappbare Kontaktschuhe eine direkte Ladung ermöglicht. Die Erkennung des Ladewunsches erfolgt hier durch einen Funkkontakt zur stationsseitigen Elektronik.[5] Die bordseitseigen Superkondensatoren werden unter der Option Ecopack von Alstom vermarktet, die in 20 Sekunden geladen werden können.
Alstom hat 2019 das System SRS auch für elektrische Busse adaptiert. Zulieferer für das System in Malaga waren Busse von Lekker. Als Forschungsprojekt PALOMA (Prototype for Alternative Operation of Mobility Assets) wurde es von der EU konfinanziert.[6] Hierbei werden modifizierte Bodenkontakte an den Endhaltestellen errichtet, die über die ausklappenden Kontaktschuhe eine Ladeleistung von 200 kW ermöglichen, sodass der Bus innerhalb weniger Minuten aufgeladen werden kann.[6]
Das System SRS (système de recharge statique par le sol) wird von einigen Städten bereits eingesetzt. Bei der Straßenbahn Nizza wurde eine vollständig oberleitungsfreie Strecke im Juli 2018 eröffnet.[7] Verbaut wurden Energiespeicher vom Typ JSR Micro ULTIMO Lithium Ion Capacitor Prismatic Cells mit einer Kapazität von insgesamt 13,5 kWh. Die Aufladung findet bei 750 V mit 1200 A an den 15 mit SRS ausgestatteten Haltestellen statt.[8]
Siehe auch
Das Konzept der versenkten Mittelstromschiene wurde auch von anderen Herstellern zur Produktreife gebracht, darunter Bombardiers Primove (induktiver Stromfluss) und Ansaldos Tramwave (magnetischer Kontaktschluss). Diese sind jedoch nie verkauft worden und es existieren nur kurze Versuchsstrecken in Augsburg beziehungsweise Neapel. Primove wurde schließlich nach China verkauft, wo die Technik in Nanjing (2014) eingesetzt wird.
Andere Hersteller setzen für die Entfernung der Oberleitung im Stadtbild vor allem auf das Konzept der Akkumulatortriebwagen, unter den angebotenen Systemen wird CAFs Acumulador de Carga Rápida (ACR) bei der Straßenbahn Sevilla (2011) bereits eingesetzt. Auch Saragossa (2013), Kaohsiung (2015), Granada (2017) und Luxemburg (2020) haben sich dafür entschieden. Siemens Sitras HES (hybrid energy storage) wird in Guangzhou (2014) und Doha (2016) eingesetzt. Auch Alstom hat diese Lösung adaptiert, und zum Ecopack Energiespeicher die ECOLLECT Stromabnehmer konzipiert, die an Haltestellen eine Schnellladung ermöglichen.
Literatur
- Christoph Groneck, Robert Schwandl: Tram Atlas Frankreich. 1. Auflage. Robert Schwandl Verlag, Berlin 2014, ISBN 978-3-936573-42-8.
Einzelnachweise
- railwaygazette.com: Angers tram opens, 29. Juni 2011, Zugriff am 2. September 2011
- Pressemitteilung des französischen Generalkonsulats in Rio de janeiro vom Mail 2013 (frz.) abgerufen am 22. April 2014
- Sydney is first Citadis X05 tram customer. railwaygazette. 25. Februar 2015.
- Pressemitteilung (Dez. 2013) von Alstom zum 10-jährigen Bestehen von APS (engl.) abgerufen am 28. Mai 2014
- Katie Sadler: Alstom launches Attractis and SRS urban solutions. Intelligent Transport. 8. Juni 2015.
- Alstom presents SRS ground-based recharging system for electric buses. Alstom. 25. September 2019.
- Alstom weiht in Nizza die erste Citadis Straßenbahn der neuen Generation mit innovativer Ladetechnik ein. Alstom. 2. Juli 2018.
- Jens Bernhardt: Nizzas zweite Tramlinie fährt jetzt im Tunnel. Urban Transport Magazine. 28. Juni 2018.