Met batterij en laadpaal naar een nog slimmere, schonere trolleybus

In 2025 willen alle gemeenten in Nederland zijn overgestapt op emissievrij openbaar vervoer. Geen probleem voor Arnhem: daar rijdt de elektrische trolleybus immers al sinds 1949 rond. Toch zag vervoerder Connexxion nog veel ruimte voor verbetering. Samen met onder meer de HAN startten ze het project Trolley 2.0. Met een hoop zero emissie innovaties tot gevolg.

305801 Studenten werktuigboukunde en elektrotechniek werken aan de elektrische trolleybus in Arnhem (NH)

De trolleybus en de kenmerkende bovenleiding: ze zijn letterlijk en figuurlijk onafscheidelijk. Toch? Niet helemaal. De trolleybussen zijn namelijk sinds een tijdje uitgerust met een batterij, die aan de bovenleiding opgeladen wordt tijdens het rijden. Zo kan de bus vervolgens zonder bovenleiding minimaal 10 kilometer de regio in. Een innovatieve doorbraak, waardoor je de trolleybus straks ook in Nijmegen, Dieren en Zevenaar tegenkomt.

In Motion Charging

Het is één van de eerste innovaties die uit het project Trolley 2.0 ontstaan is. Hans Aldenkamp, projectmanager infrastructuur bij Connexxion, werkt al sinds 2016 samen met HAN-studenten aan het project. “Opladen tijdens het rijden noemen we tegenwoordig In Motion Charging. Dat hebben we echt samen met studenten en partners bedacht. Wij hebben destijds als hoofdvraag bij de HAN neergelegd: hoe kunnen we de trolleybus helemaal zero emissie maken? De trolleybus kon namelijk al wel stukken zonder leiding rijden, maar dan op een dieselaggregaat.”

Samen met de studenten

Hans vroeg verschillende groepen HAN-studenten elektrotechniek en werktuigbouwkunde om daarvoor multidisciplinair een oplossing te verzinnen. “Samen hebben ze uitgezocht hoe we het dieselaggregaat konden vervangen voor een batterijpakket. Ze berekenden hoe groot het pakket kon zijn, welke grondstoffen erin zitten en hoe groot het verbruik van de bus was. Met zelfontwikkelde software konden ze alles berekenen: van het verbruik van remenergie tot de verwarming en airco. Andere studenten zijn daarop doorgegaan en uiteindelijk tot een prototype gekomen. De uiteindelijke batterij was een groot succes: daar durfden we volop de regio mee in.”

306559 Studenten werken aan elektrische trolleybus in Arnhem
Aan het werk!

Opportunity laadpaal

Daar bleef het niet bij. De ideale trolleybus bevat namelijk een batterijpakket dat niet alleen tijdens het rijden kan worden opgeladen, maar ook vanuit stilstand. Reden voor Hans om afgelopen semester weer een groep HAN-studenten in te schakelen. “Wij hebben zogeheten opportunity laadpalen ontwikkeld, die een batterijpakket in stilstand op kunnen laden. Aan de studenten hebben we gevraagd om de bovenleiding van de trolleybus hier zo slim mogelijk aan te koppelen. Wij zeiden: zoek maar uit hoe je dat doet en hoeveel vermogen je kunt laden in zo min mogelijk tijd. Ik heb de studenten mondjesmaat ideeën gevoed. Natuurlijk heb ik ze een beetje gekieteld, maar ik wilde dat ze er samen uitkwamen.”

2 mooie oplossingen

Dat is gelukt. “Ondanks corona hebben we de studenten hier uitgenodigd. We zijn naar een opportunity laadpaal gaan kijken en hebben ze materialen meegeven. We zeiden: leef je uit! Ga lassen, zagen, onderzoeken. De enige eis was dat de oplossing moest zitten in het klapsysteem dat al deels in de trolleystangen zit. In die trolleystangen zit een stroomafnemend koolstofblokje waar je niet omheen kunt. Uiteindelijk zijn de studenten met 2 mooie oplossingen gekomen waarmee de trolleystangen via dat klapsysteem binnen een paar minuten aangekoppeld en geladen kunnen worden, zodat ze weer 10 kilometer kunnen rijden. Tijd is natuurlijk geld in onze branche: elke minuut telt.”

Vervolgtraject

Hans is verrast door de inventiviteit van de studenten. “1 oplossing is een systeem waar wij zelf al een beetje naar stuurden. Naast opdrachtgever zijn we immers ook een beetje leraar en mentor. De andere oplossing is echter helemaal out of the box door de jongens zelf bedacht: een systeem náást het bestaande bevestigings-koppelsysteem dat apart is aangebracht op de stroomstang. Het is fantastisch om te zien hoe creatief de studenten denken. Hun optie is dan ook een serieuze optie: ik ben nu al met een Duits bedrijf bezig met een vervolgtraject daarvoor. Door zo samen te werken houden we wat zero emissie betreft echt een voorsprong op onze concurrenten.”

De student zelf

Sam Deegens is 2e-jaars student Elektrotechniek op de HAN en heeft afgelopen semester meegewerkt aan het Trolley 2.0-project. “Het was echt een uitdaging om verschillende oplossingen voor het aankoppelprobleem te bedenken. Het koolstofblokje wordt namelijk heel heet tijdens het opladen, dus we moesten ook een manier bedenken om te koelen. Daarom hebben we bedacht om naast het bestaande systeem een koperen blok direct tegen de leidingen te plaatsen. Zo krijg je de beste energieoverdracht, blijft het systeem koel en houd je dus energie over.”

Samenwerking

De samenwerking verliep volgens Sam prima. “Het is een multidisciplinair project, dat misschien iets meer neigt naar werktuigbouwkunde. Toch zijn we er samen heel goed uitgekomen, ook met Connexxion. Ze zijn als opdrachtgever bereid ons overal bij te helpen. Ze hebben ons een stukje praktijk en ervaring meegegeven en dat goed voor ons georganiseerd. Andersom hebben wij voor hen een efficiënte oplossing voor een probleem bedacht. Dat hebben we 2 weken terug gepresenteerd. Op papier hebben we het in ieder geval opgelost. Het is nu aan de volgende groep om dat, samen met Connexxion, in de praktijk uit te gaan voeren.”