Rekuperation und Solarstrom

Ein Forschungsteam der Hochschule Luzern hat für die Standseilbahn Biel-Magglingen ein bisher einzigartiges Energiesystem entwickelt und erfolgreich umgesetzt. Dank Nutzung von Bremsenergie und Solarstrom fährt die Bahn zu einem guten Teil mit vor Ort erzeugtem Strom. Die Energiekosten konnten um 30% gesenkt werden. Das Konzept ist auf andere Stand- und Luftseilbahnen übertragbar.

Seit 1887 führt eine Standseilbahn von der Stadt Biel auf die Juraanhöhe bei Magglingen. Die Bahn befördert nicht nur Ausflügler, sie ist Teil des öffentlichen Verkehrs mit einem dichten Fahrplan. 2019 wurde die Bahn grundlegend überholt und seit kurzem ist auf dem Dach der Bergstation eine PV-Anlage mit 42 kW Anschlussleistung in Betrieb. Sie ist der Schlussstein eines neuartigen Energiesystems, das am Departement Technik & Architektur der Hochschule Luzern entwickelt wurde und sich in den letzten Monaten im Alltagsbetrieb bewährt hat.

Bremsenergie für nächste Bergfahrt nutzen

Die Standseilbahn besteht aus zwei Waggons für jeweils 120 Fahrgäste, die durch ein Zugseil verbunden sind. Fährt der eine Waggon in der Talstation los, braucht er Antriebsenergie, um Höhe zu gewinnen. Hat er gut die Hälfte der 1700 m langen Strecke zurückgelegt, ist keine Energie mehr nötig, denn die talwärtsfahrende Bahn und das zugehörige Zugseil sind nun so schwer, dass sie den ersten Waggon hochziehen. Der talwärtsfahrende Waggon muss jetzt sogar abgebremst werden. Die dabei freiwerdende Energie kann rekuperiert werden. So herrscht bei der Standseilbahn ein ständiger Wechsel zwischen Energiebezug und -abgabe. Das Forschungsteam hat ein innovatives Energiemanagementsystem entwickelt, das die Energieströme steuert. Die Bremsenergie wird in einer Batterie gespeichert, um wenig später für den Antrieb der nächsten Bergfahrt und die Hilfsbetriebe (Pumpen, Lüfter, Heizung) genutzt zu werden. Die Batterie dient zudem als Zwischenspeicher für den Solarstrom. «Dank PV-Anlage und Bremsenergie kann die Standseilbahn mehr als 30 Prozent ihres gesamten Energiebedarfs selber decken», sagt Projektleiter Olivier Duvanel, der als Elektroingenieur am Departement Technik & Architektur der Hochschule Luzern tätig ist.

Innovative Steuerung der Energieflüsse

Duvanels Idee für das Energiekonzept reicht in das Jahr 2015 zurück. Auf der Grundlage umfangreicher Messungen erstellte er eine Machbarkeitsstudie zu technischer Umsetzung und Wirtschaftlichkeit. Anschliessend entstand am Kompetenzzentrum Digital Energy and Electric Power der HSLU das Herzstück der Anlage: das Energiemanagementsystem, das sämtliche Energieflüsse der Bahn einschliesslich PV-Anlage und Batteriespeicher steuert. In den vergangenen zwei Jahren wurde das System im Zuge der Gesamtsanierung der Standseilbahn eingebaut und optimal eingeregelt.

Bei mobilen Anwendungen stellt das Zusammenspiel der elektrischen Komponenten hohe Ansprüche, die nicht mit der PV-Anlage auf einem Hausdach vergleichbar sind. Um diese Herausforderung zu meistern, konnte Olivier Duvanel auf sechs Jahre Praxiserfahrung aus dem Seilbahnsektor zurückgreifen, die er bei seinem Wechsel in die akademische Forschung mitbrachte.

Weitere Beiträge