Daniel Eustace, Directeur de projet
Les transports publics jouent un rôle crucial dans nos vies, car ils déterminent nos lieux de résidence et de travail. Ils ont également un impact sur l'environnement, et les véhicules électriques jouent un rôle clé dans la réduction des émissions de carbone des autobus, nous aidant ainsi à atteindre nos objectifs de zéro net.
Les bus électriques ont besoin d'une infrastructure de recharge pour rester en mouvement, et le puissant chargeur pantographe est une innovation relativement nouvelle dans l'infrastructure actuelle des bus électriques. Il existe actuellement moins de 10 pantographes au Royaume-Uni, dont 3 à Londres et dans ses environs.
Le pantographe permet aux autobus de bénéficier d'une "recharge d'opportunité", c'est-à-dire que les véhicules se rechargent pendant qu'ils sont en route, au lieu de devoir retourner au dépôt pour se recharger.
Étude de cas - Conseil du comté de Kent
Le conseil du comté du Kent est l'un des pionniers du pantographe. Il procède actuellement à l'électrification de son réseau Thameside Fastrack Thameside BRT, un réseau de bus rapides à haute fréquence qui transporte 2,75 millions de passagers par an. La recharge d'opportunité était une exigence clé, et le Conseil utilise 6 chargeurs de pantographes puissants sur 3 sites.
Il faut moins de 6 minutes pour faire le plein à chaque extrémité de la ligne pendant que les passagers montent à bord.
Le Conseil a confié à VEV la construction, la gestion et la maintenance des pantographes spécialisés. Lire l'étude de cas ici > Kent County Council Case Study.
Tarification d'opportunité ou tarification au dépôt
La recharge d'un véhicule en dehors du dépôt - recharge d'opportunité - peut améliorer de manière significative les performances du parc d'autobus en réduisant les temps d'arrêt et en augmentant l'autonomie du véhicule.
Si les bus doivent retourner au dépôt pour se recharger, il faut prévoir du temps à cet effet dans l'horaire. La recharge d'opportunité peut permettre un fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 sans perturber les horaires de retour au dépôt.
Les distances des itinéraires seront limitées par l'autonomie du véhicule lors d'une seule session de recharge au dépôt. En revanche, la recharge d'opportunité peut permettre aux bus de circuler sur des itinéraires plus longs et de se connecter à de nouvelles zones résidentielles qui, autrement, seraient hors de portée des bus électriques traditionnels.
Une autre différence est que la recharge d'opportunité peut réduire les besoins en batterie du véhicule en termes de taille et de coût de la batterie.
Une batterie de véhicule physiquement plus petite augmente la capacité disponible pour les passagers du bus et réduit le poids du véhicule, ce qui diminue les besoins en énergie.
Le fait de retirer une partie des besoins de recharge du dépôt pour permettre la recharge pendant le service peut également contribuer à équilibrer la demande d'électricité au dépôt.
Technologie du pantographe
La technologie du pantographe existe depuis la fin des années 1800. Inventé par Walter Reichel, ingénieur principal chez Siemens & Halske (qui a ensuite fait partie du géant technologique Siemens), le premier pantographe a été utilisé sur la Baltimore & Ohio Rail Road en 1895.
Dans l'industrie du rail et du tramway, le bras du pantographe était fixé au véhicule et utilisait traditionnellement une bande de graphite pour maintenir le contact avec le conducteur et fournir de l'énergie au véhicule.
La technologie du pantographe a évolué et est maintenant utilisée dans le monde des véhicules électriques, principalement dans les autobus. La recharge par pantographe permet aux autobus électriques de se recharger en service en se connectant à une station de recharge aérienne. Il existe deux variantes distinctes de pantographes :
- Pantographe vers le haut - lorsque le bus passe sous la station, un bras pantographe situé sur le dessus du bus s'élève et se connecte à la station de recharge aérienne.
- Pantographe vers le bas - le mécanisme de ciseaux se trouve sur l'infrastructure aérienne et s'abaisse pour entrer en contact avec le bus afin de le charger.
Les chargeurs à pantographe sont très puissants et offrent généralement une puissance de charge comprise entre 150 kW et 600 kW, ce qui signifie qu'un véhicule peut se recharger jusqu'à 5,25 miles par minute (en supposant une puissance de 450 kW et un taux d'efficacité de 0,7 mile/kwh).
Considérations relatives à la mise en œuvre du pantographe
La recharge des pantographes nécessite une planification minutieuse et un investissement initial dans le cadre d'un programme d'électrification du parc de véhicules. En plaçant stratégiquement des chargeurs de pantographes le long d'une ligne de bus, les lignes plus longues et plus difficiles peuvent être électrifiées plus rapidement.
Les stations de recharge de pantographes devraient être installées le long d'itinéraires existants qui ne sont pas susceptibles de changer. Si un itinéraire change à l'avenir, la station de recharge risque de devenir un actif échoué, inutilisé et gaspillant des ressources.
Combinée à la recharge au dépôt de bus, la recharge d'opportunité au pantographe offre flexibilité et redondance. Les bus peuvent être rechargés au dépôt pendant la nuit et rechargés pendant la journée. Cela permet d'équilibrer la charge électrique et de profiter des tarifs d'électricité plus bas la nuit.
Les dépôts d'autobus sont généralement peu spacieux et utilisent chaque centimètre carré du site. La recharge au dépôt est également susceptible de nécessiter une nouvelle connexion électrique plus importante que celle d'un pantographe. La recharge d'opportunité sur les itinéraires de bus peut atténuer certaines de ces pressions en réduisant le nombre de chargeurs de VE nécessaires au dépôt.
La technologie RFID sans fil est utilisée pour permettre la communication entre le bus et le pantographe. Cela signifie que le bus peut se recharger sans que le conducteur ait besoin de sortir du véhicule et pendant que les passagers montent et descendent du véhicule, ce qui garantit une efficacité optimale.
La technologie du pantographe est certainement une innovation qui peut contribuer à l'évolution du Royaume-Uni vers des émissions nulles et des options de transport plus durables.
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