Una carretera eléctrica , eroad o sistema de carreteras eléctricas (ERS) es una carretera que suministra energía eléctrica a los vehículos que circulan por ella. Las implementaciones comunes son líneas eléctricas aéreas sobre la carretera y suministro de energía a nivel del suelo a través de rieles conductores o bobinas inductivas incrustadas en la carretera. Las líneas eléctricas aéreas están limitadas a vehículos comerciales, mientras que cualquier vehículo puede utilizar la energía a nivel del suelo, lo que permite la carga pública a través de sistemas de facturación y medición de energía. De los tres sistemas, se estima que los carriles conductores a nivel del suelo son los más rentables. [1] : 10–11 Corea fue el primero en implementar una vía eléctrica pública basada en inducción con una línea de autobús comercial en 2013 después de probar un servicio de transporte experimental en 2009. [2] : 11–18 Suecia ha estado realizando evaluaciones de varios tecnologías de carreteras eléctricas desde 2013 y espera comenzar a formular un sistema nacional de carreteras eléctricas en 2022 y terminar la planificación para 2033. [3] : 5
También se pueden utilizar términos como "autopista eléctrica" para describir carreteras regulares equipadas con estaciones de carga a intervalos regulares. [4]
TRL (anteriormente Transport Research Laboratory) enumera tres tipos de entrega de energía para carga dinámica o carga mientras el vehículo está en movimiento: líneas eléctricas aéreas y energía a nivel del suelo a través de ferrocarril o inducción . TRL enumera la energía aérea como la solución tecnológicamente más madura que proporciona los niveles más altos de energía, pero la tecnología no es adecuada para vehículos no comerciales. La energía a nivel del suelo es adecuada para todos los vehículos, siendo el ferrocarril una solución madura con una alta transferencia de energía y elementos de fácil acceso e inspección. La carga inductiva ofrece la menor cantidad de energía y requiere más equipamiento en carretera que las alternativas. [2] : Apéndice D
La Administración de Transporte de Suecia prevé que una red nacional de carreteras eléctricas requeriría interfaces entre varios actores: el proveedor de electricidad, la empresa de la red eléctrica , el fabricante de vehículos , el propietario de la carretera, el operador de tecnología de carreteras eléctricas, el proveedor de medición y facturación, y el usuario. de la carretera eléctrica. El modelo de propiedad puede variar: la empresa de la red eléctrica puede ser propietaria de las subestaciones eléctricas secundarias que alimentan la infraestructura vial eléctrica o pueden ser propiedad de otros actores, y el sistema de lectura y pago de energía puede ser propiedad de un actor independiente del operador de la infraestructura. . [3] : 10-11
Las líneas eléctricas aéreas se utilizan para el transporte por carretera en Berlín al menos desde 1882 con los trolebuses de Werner von Siemens . En 2018 estaban en funcionamiento más de 300 sistemas de trolebuses. La energía a los trolebuses normalmente se entrega mediante un par de postes de trolebús colocados en la parte superior del vehículo que se extienden hasta las líneas eléctricas aéreas . A finales de los años 2000 y 2010 se desarrollaron implementaciones para vehículos de carretera [5] : 15 , pero no son adecuadas para vehículos no comerciales, como los turismos. [2] : Apéndice D
El suministro de energía a nivel del suelo en forma de rieles electrificados es similar en su implementación a las líneas eléctricas aéreas. En lugar de un brazo o poste que se extiende hasta las líneas eléctricas aéreas, un brazo mecánico se extiende desde la parte inferior del vehículo y se alinea con un riel incrustado en la carretera. Luego se acciona el riel y la energía se transfiere a través del brazo al vehículo. [5] : 16 El suministro de energía a nivel del suelo se considera estéticamente preferible a los cables aéreos [5] : 20 y es adecuado para todo tipo de vehículos. [2] : 24
El concepto de suministro de energía inalámbrico a nivel del suelo para vehículos se patentó por primera vez en 1894. En 1996 se demostró en Nueva Zelanda un sistema de carga estática para autobuses lanzadera. [5] : 13 Conductix-Wampfler y Bombardier han implementado sistemas similares PRIMOVE, que posteriormente se desarrollaron desde la carga estática en las estaciones de autobuses hasta la carga dinámica durante la conducción. [2] : Apéndice B
El desarrollo de sistemas viarios electrónicos ha crecido significativamente desde finales de la década de 1990 hasta la década de 2010. [2] : 12–22 Varias empresas han desarrollado e implementado sistemas de carreteras eléctricas en la década de 2010. [2] : Apéndice B
El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea lanzó en 2009 un servicio de transporte con carga dinámica inalámbrica a través de bobinas inductivas incrustadas en la carretera. En 2013, OLEV inauguró una línea de autobús en la ciudad de Gumi . [2] : 16 Se inauguró otra línea de autobús en Sejong en 2015 y se agregaron dos líneas de autobús más en Gumi en 2016. [6] : 4
La Administración de Transporte de Suecia inició un proyecto de carretera eléctrica en junio de 2013. El proyecto implicó adquisiciones precomerciales para el desarrollo de carreteras electrificadas, cuyo objetivo es generar datos de decisión sobre plataformas para carreteras eléctricas en Suecia e iniciar la creación de una red fósil. infraestructura de transporte sin combustible para 2030. [7] La Administración de Transporte de Suecia espera finalizar la fase de evaluación del proyecto y comenzar la formulación de la red nacional de carreteras eléctricas para 2022. [3] : 5
Un informe generado por TRL en asociación con la Administración de Transporte de Suecia enumeró los sistemas de carreteras eléctricas disponibles, de los cuales KAIST OLEV , Siemens eHighway, Elways, Elonroad, Bombardier PRIMOVE y Electreon fueron los más preparados para el uso comercial, mientras que OLEV y eHighway ya poseer un sistema completo en 2018. [2] : 13–15 El proyecto financió carreteras eléctricas con líneas eléctricas aéreas y rieles conductores a nivel del suelo y bobinas inductivas.
Las líneas eléctricas aéreas se probaron por primera vez a través del proyecto, utilizando la tecnología Siemens eHighway. La carretera se inauguró en junio de 2016 en el municipio de Sandviken, cerca de Gävle, en el centro de Suecia. Un tramo de 2 kilómetros de la autopista E16 fue equipado con cables de trole a 5,4 metros de altura, que suministran energía a 750 voltios CC. Los troletrucks pueden conectar las tomas de corriente, montadas sobre brazos mecánicos o postes de trole , mientras pasan por debajo de los cables. Los postes del trole permiten cierto movimiento lateral, pero si el camión se dirige hacia el carril exterior, los postes del trole bajan automáticamente y el camión cambia a batería o diésel. [8] El sistema es capaz de entregar 500 kW de potencia y tiene un período de mantenimiento de 20 años. [2] : 140-144
Entre 2017 y 2019 se probaron carriles conductores a nivel del suelo, es decir, carriles eléctricos en la carretera que transmiten energía a un vehículo a través de un captador conductor debajo del vehículo, utilizando tecnología de la empresa Elways y un camión DAF reconstruido de 18 toneladas . En el marco del proyecto eRoadArlanda se equipó un tramo de 2 kilómetros en una dirección de la carretera 893 entre la terminal de carga del aeropuerto Arlanda de Estocolmo y la zona logística de Rosersberg , situada a 12 kilómetros de distancia, con carriles conductores integrados . En el proyecto participaron importantes empresas internacionales, pequeñas empresas locales, agencias gubernamentales nacionales, gobiernos locales, propietarios locales y socios académicos. [9] Secciones cortas de los rieles se energizaron cuando un vehículo compatible se acercó y se desconectaron una vez que el vehículo había pasado. El sistema midió la energía consumida para poder facturar al propietario del vehículo. [2] : 146–149 Se probaron autobuses y camiones en la carretera, [10] pero el sistema también podría ser adecuado para coches eléctricos. Se realizaron pruebas de seguridad para garantizar que fuera seguro tocar el riel incluso cuando la carretera estaba inundada con agua salada. [11] El sistema era capaz de entregar 200 kW de potencia y tenía un período de mantenimiento previsto de 20 años. [2] : 146-149
Está previsto que los rieles conductores a nivel del suelo comiencen a probarse en 2020 utilizando tecnología de Elonroad, una startup sueca ubicada en Lund . El proyecto EVolutionRoad es un proyecto de prueba y demostración de tres años de duración que se ejecutará entre 2019 y 2022. [12] El primer tramo de la carretera se inauguró en junio de 2020 [13] y es el primer sistema viario eléctrico ubicado en un entorno urbano. Un captador conductor debajo del vehículo se conecta al riel a través de contactos deslizantes, y el riel solo está activo un metro a la vez cuando está cubierto por el vehículo, lo que lo hace seguro en un entorno urbano. El sistema mide la energía consumida para poder facturar al propietario del vehículo. El sistema es capaz de entregar hasta 300 kW con una eficiencia del 97% durante la conducción. [14]
Está previsto que las bobinas inductivas a nivel del suelo comiencen a probarse en 2020 utilizando tecnología de Electreon, una startup israelí. [15] El sistema es similar al proyecto eRoadArlanda , con tramos cortos hechos de bobinas de cobre que se energizan cuando un vehículo pasa sobre ellas y se desconectan cuando pasa, lo que permite el uso de medición de energía y un sistema de facturación de la energía consumida. El sistema es capaz de entregar 50 kW de potencia y tiene un periodo de mantenimiento de cinco años. [2] : 171-172
Un informe de 2019 del Centro Sueco de Electromovilidad estima los costos sociales anualizados de toda la flota de automóviles sueca bajo cada uno de los tres sistemas. Las líneas eléctricas aéreas, a pesar de tener la tecnología más madura y la infraestructura menos costosa, son las más caras en general porque solo permiten que los vehículos comerciales altos, como camiones y autobuses, se carguen mientras conducen, mientras que los vehículos no comerciales no pueden usar los cables para cargar mientras conducen. , por lo que tendrán que utilizar carga estática que requiere baterías más grandes y con mayores capacidades que las baterías requeridas con el uso de carga dinámica. Las fuentes de alimentación a nivel del suelo permiten la carga dinámica de todos los vehículos, lo que reduce en gran medida la capacidad y el tamaño requeridos de la batería, ya que la batería se carga mientras se utiliza. El tamaño y la capacidad reducidos de la batería reducen el coste en unos cinco mil millones de euros anualizados para todo el parque automovilístico sueco. Se estima que los dos tipos de sistemas de energía a nivel del suelo tienen costos iguales para todos los componentes en conjunto, excepto la infraestructura; Se estima que la infraestructura ferroviaria conductora costará alrededor de mil millones de euros anualizados, mientras que la infraestructura inductiva inalámbrica costará alrededor de 2,8 mil millones de euros anualizados. [1] : 10–11
Francia construyó una pista de pruebas para la carga inalámbrica dinámica de vehículos de Qualcomm y concluyó las pruebas en 2018. [16] : 9
Japón probó un sistema de carreteras eléctricas en una vía pública con Honda en 2018. [16] : 10
Bombardier llevó a cabo una prueba dinámica de transferencia de energía inalámbrica en Mannheim , Alemania, en 2013. [16] : 9 Alemania inauguró una carretera eléctrica con línea eléctrica aérea en mayo de 2019 en una sección de 10 km (6,2 millas) de Bundesautobahn 5 al sur de Frankfurt . El proyecto está gestionado por el consorcio ELISA, que incluye a Siemens y Scania. [17]
Highways England inició un proyecto dinámico de transferencia de energía inalámbrica en 2015 [18] , pero el proyecto se canceló a principios de 2016 por motivos presupuestarios. [19]
En mayo de 2023, ENRX ganó un contrato para construir un sistema de carga inalámbrica de una milla capaz de cargar hasta 200 kW en State Road 516 cerca de Orlando , Florida . [20] A finales de noviembre de 2023, Detroit , Michigan, abrió una sección de carga Electreon de un cuarto de milla en 14th St. en Michigan Central, su área de innovación en movilidad. [21]