Auszug | eb - Elektrische Bahnen 11 | 2019

442 Fachwissen Bahnenergieversorgung 117 (2019) Heft 11 Laden von Batteriezügen mit 50Hz Felix Dschung, Bern (CH) Oberleitungsinseln und Ladestationen sind meist auf eine Speisung aus dem 50-Hz-Landesnetz ange- wiesen. Eine direkte Speisung der Züge über Transformatoren ohne dazwischengeschaltete Umrich- ter ist lukrativ, sofern die Unsymmetrien im Dreiphasennetz beherrscht und die Züge für die Fre- quenz von 50Hz ausgelegt werden. Auch das sonst unübliche System von 15kV 50Hz erscheint attraktiv. Charging battery trains at 50Hz Isolated sections of contact lines and charging stations are usually dependent on a supply from the 50Hz national grid. A direct supply of the trains via transformers without intermediate converters is lucrative, as long as the asymmetries in the three-phase network are controlled and the trains are designed for the frequency of 50Hz. The otherwise unusual system of 15kV 50Hz also appears attrac- tive. Charger les batteries des trains sous 50Hz Les lignes électrifiées en îlot et les stations de recharge dépendent généralement d’une alimentation à partir du réseau national à 50Hz. Une alimentation directe des trains via des transformateurs sans convertisseurs intermédiaires est rentable, à condition que les asymétries du réseau triphasé soient contrôlées et que les trains soient conçus pour la fréquence de 50Hz. Le système de 15kV 50Hz, par ailleurs inhabituel, semble également attrayant. 1 Ausgangslage 1.1 Allgemein Fahrzeuge, welche für den Betrieb abseits elektrifi- zierter Strecken mit einer Traktionsbatterie ausge- stattet sind, sind auf das Vorhandensein einer Nach- ladeinfrastruktur angewiesen. Wenn sich solche Fahrzeuge auf einem bereits elektrifizierten Strecken- abschnitt befinden, verhalten sie sich wie gewöhnli- che elektrische Triebfahrzeuge und können zusätz- lich die Fahrleitung zur Aufladung der fahrzeugseiti- gen Energiespeicher nutzen. Fährt der Batteriezug sodann aus dem elektrifizierten Abschnitt hinaus, „zehrt“ er für sein weiteres Vorankommen aus sei- nem Energiespeicher. Bei der Umlaufplanung muss nun darauf geachtet werden, dass der in der Batterie gespeicherte Energieinhalt auf jeden Fall ausreichend ist, um wieder in einen elektrifizierten Abschnitt zu gelangen. Dies bedeutet im Fall einer nicht elektrifizierten Stichstrecke ins Hinterland, welche von einer elektri- fizierten Hauptstrecke abzweigt, dass das Fahrzeug über eine Reichweite verfügen muss, die sowohl die Hin- als auch die Rückfahrt abdeckt. Eine Reichweite eines Batteriezugs von 50 km erlaubt folglich ledig- lich das Befahren einer solchen Stichstrecke von 25 km Länge unter Annahme einer ebenen Strecken- topografie. Liegt der letzte Bahnhof der Stichstrecke jenseits der halben Reichweite des Fahrzeugs, muss entweder die Batteriekapazität auf dem Fahrzeug er- höht werden, was jedoch zu einer Erhöhung der Fahrzeugmasse führt, oder die Stichstrecke ist teil- weise zu elektrifizieren. 1.2 Optionen der Teilelektrifizierung Die grundsätzliche Möglichkeit einer Vollelektrifizie- rung – also die Ausstattung der kompletten Bahn- strecke mit einer Fahrleitungsanlage – besteht in den meisten Fällen. Ungeachtet besonderer Hemmnisse einer Elektrifizierung, wie beispielsweise sehr enge Tunnel oder niedrige Brücken, die auch den Einsatz einer Stromschienenoberleitung nicht zulassen, wäre eine solche Maßnahme mit sehr hohen Kosten ver- bunden, die angesichts des Fahrgastaufkommens auf derlei ländlichen Strecken schwierig zu rechtfer- tigen ist. Aus diesem Grund sollen daher im Folgen- den ausschließlich die Optionen einer teilweisen Elektrifizierung betrachtet werden. Diese sind in Bild 1 schematisch dargestellt. Bei Option 1a handelt es sich um eine Erweite- rung der bestehenden Oberleitungsanlage. Bis zum Ende des elektrifizierten Abschnitts können sodann auch elektrische Fahrzeuge ohne Batteriespeicher fahren. Gleichzeitig verkürzt sich die nicht elektrifi- zierte Stichstrecke, die vom Batteriezug noch zu be- wältigen ist. Da die neu gebaute Fahrleitungsanlage von der elektrifizierten Hauptstrecke aus gespeist