Die überwiegende Mehrheit der am Markt befindlichen Elektrobusse lädt ihre Batterien über Nacht im Depot auf. Um anspruchsvolle 16-Stunden-Betriebstage ohne Zwischenstopps zu überstehen, müssen die Fahrzeuge teils tonnenschwere Akkumulatoren mitführen. Das jedoch treibt das Fahrzeuggewicht in die Höhe, reduziert die Fahrgastkapazität und verursacht immense Anschaffungskosten. Bisherige Versuche, Elektrobusse induktiv – also berührungslos über Magnetfelder – zu laden, scheiterten bislang meist an der mangelnden Effizienz. Da bauseitige Empfängerspulen am Fahrzeugboden aufgrund von Bordsteinkanten, Bodenwellen und dem Federweg des Busses mindestens 15 bis 25 Zentimeter über dem Asphalt platziert werden müssen, geht viel Energie im Luftspalt verloren.
Winduction hat sich deshalb von einer eine simplen, aber fundamentalen Beobachtung inspirieren lassen: Das einzige Element eines Fahrzeugs, das sich ausnahmslos in permanentem, direktem Kontakt mit dem Boden befindet, ist das Rad, sagen die Unternehmensgründer. Daher müsse man auch über das Rad Fahrzeuge mit Elektroantrieb laden können. Das entsprechende System basiert auf magnetisch gekoppelten Spulensystemen, bei denen die Empfängertechnik direkt ins Rad integriert wird. In den Asphalt an der Bushaltestelle kann dann eine etwa einkaufswagengroße Ladeplatte eingelassen werden, die ein starkes magnetisches Wechselfeld erzeugt. Steht das Rad des Busses auf dieser Platte, beträgt der Übertragungsabstand nur noch wenige Millimeter. Diese lassen sich leicht überbrücken - dadurch erreicht das System einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent bei einer maximalen Ladeleistung von 160 Kilowatt (kW). Der Energieverlust ist kaum höher als bei klassischen Kabelverbindungen.
Herausforderung: Stahlfreie Reifen
Die Herausforderung bei der Sache: Es braucht stahlfreie Reifen am Fahrzeug. Konventionelle Busreifen nutzen im Inneren ihrer Karkasse robuste Stahlgürtel, um den Scherkräften und den hohen Achslasten im Stadtverkehr standzuhalten. In einem starken elektromagnetischen Wechselfeld verhält sich Stahl jedoch wie der Boden einer Pfanne auf einem Induktionsherd: Er erhitzt sich extrem schnell. Das jeweilige Rad würde unmittelbar zerstört werden.
Um dieses Problem zu lösen, arbeitet Winduction mit führenden Reifenherstellern zusammen, um spezielle stahlfreie Reifen zu entwickeln. Deren strukturelle Stabilität soll durch synthetische Hochleistungsfasern wie Aramid- oder Carbonstrukturen gewährleistet werden. Solche Reifen wären zwar teurer als Standardmodelle. Die Kosten würden sich nach Angaben von Winduction jedoch im Gesamtkontext einer Verkehrsflotte relativieren.
Hinzu käme, dass das Prinzip des kontinuierlichen Nachladens – es wird „Opportunity Charging“ genannt – ermögliche, die Batteriekapazitäten der Busse drastisch zu reduzieren. Da die Fahrzeuge bei kurzen Stopps von 30 bis 60 Sekunden permanent Energie aufnehmen, reiche ein Bruchteil der ursprünglichen Batteriegröße aus, um die notwendige Energie bis zum nächsten Ladestopp nachzutanken. Das spare Gewicht, vergrößere den Raum für die Passagiere und senke die Gesamtbetriebskosten einer Buslinie um bis zu 35 Prozent. Der bauliche Aufwand an den Straßen sei dabei minimal. Für eine exemplarische Modellstrecke mit 24 Haltestellen – das entspricht etwa der Route vom Flughafen Zürich zum Bahnhof Oerlikon – müssten lediglich zwei Haltestellen mit den Boden-Ladeplatten ausgestattet werden, so die Winduction-Gründer. Über einen 16-Stunden-Tag summiere sich die Ladezeit an diesen zwei Punkten auf rund drei Stunden, wobei sich der tägliche Energiebedarf des Busses vollständig decken ließe. Da zudem tagsüber geladen werde, könne direkter Solarstrom genutzt werden. Das wiederum verbessere die CO₂-Bilanz und entlaste die Stromnetze in den Nachtstunden.
Finanzierung und etwaiger Pilotbetrieb
Investoren scheinen in der Technologie großes Potenzial zu sehen: So konnte die Winduction AG bereits eine Pre-Seed-Finanzierung in Höhe von 1,15 Millionen Schweizer Franken sichern. Unterstützt wird das Projekt zudem vom Schweizer Bundesamt für Verkehr (BAV) sowie der Klimastiftung Schweiz. Derzeit baut das Unternehmen ein Versuchslabor und eine erste funktionale Testhaltestelle in Winterthur auf. Dort soll ein ausgemusterter Linienbus – ein Occasion-Postauto – für messtechnische Validierungen umgerüstet werden. Den Schritt in die Praxis haben die Unternehmer auch schon fest terminiert: Für das Jahr 2028 ist in Zusammenarbeit mit regionalen Verkehrsbetrieben der erste reale Pilotbetrieb mit Fahrgästen im Großraum Zürich geplant.