Die King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Saudi-Arabien erforscht Straßen mit integrierten Möglichkeiten zum kabellosen Laden, um besser zu verstehen, wie sie das Verhalten von EV-Fahrern beeinflussen können.

Forscher der KAUST untersuchten, wie die Platzierung der Straßen die von Fahrern von Elektrofahrzeugen gewählten Routen beeinflussen könnte, und lieferten damit Erkenntnisse für Stadtplaner, die solche Straßen installieren.

"Unsere Arbeit wird durch den weltweiten Trend hin zu umweltfreundlicher Mobilität und Elektrofahrzeugen motiviert," sagt Postdoktorand Mustafa Kishk. "Effiziente dynamische Ladesysteme, wie etwa unter Straßen installierte kabellose Energieübertragungssysteme, werden von Forschern und Technologieunternehmen weltweit entwickelt, um Elektrofahrzeuge während der Fahrt zu laden, ohne dass ein Halt erforderlich ist. Vor diesem Hintergrund besteht die Notwendigkeit, den großflächigen Einsatz von Ladestraßen in Großstädten mathematisch zu analysieren."

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Straßen mit kabelloser Ladetechnologie könnten in einer von Elektrofahrzeugen geprägten Zukunft zu einem festen Bestandteil von Städten werden. Bei der Integration von Ladestraßen in das städtische Straßennetz müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Die Verkehrssteuerung sowie „die Dichte der Ladestraßen-Installationen in einer Stadt und die voraussichtliche Zeit, die Pendler auf und zwischen den Ladestraßen verbringen, könnten die Größe der von Automobilherstellern in Elektrofahrzeugen verbauten Batterien beeinflussen“.

Forscher der KAUST untersuchten mithilfe statistischer Geometrie zur Analyse städtischer Straßennetze, wie kabellose Ladestraßen das Fahrverhalten und die Stadtplanung beeinflussen könnten.

"Unsere größte Herausforderung besteht darin, dass die Kennzahlen zur Bewertung der Leistungsfähigkeit des dynamischen Ladesystem-Einsatzes, wie etwa die Entfernung zur nächstgelegenen Ladestraße bei einer zufälligen Fahrt, von den Start- und Endpunkten jeder Fahrt abhängen," erklärte Kishks Laborkollege Duc Minh Nguyen. "Um diese Kennzahlen korrekt zu erfassen, mussten wir alle möglichen Situationen explizit auflisten, die Kennzahlen für jeden Fall berechnen und bewerten, wie wahrscheinlich es ist, dass jede Situation in der Realität eintritt. Dafür verwendeten wir einen Ansatz namens stochastische Geometrie, um zu modellieren und zu analysieren, wie diese Kennzahlen durch Faktoren wie die Straßendichte und die Häufigkeit des dynamischen Ladesystem-Einsatzes beeinflusst werden."

Bei der Anwendung dieser Analyse auf das Gebiet von Manhattan in New York, das eine Straßendichte von einer Straße alle 63 Meter aufweist, stellten Kishk und Nguyen zusammen mit Forschungsleiter Mohamed-Slim Alouini fest, dass ein Fahrer nach 500 Metern Fahrt mit einer Wahrscheinlichkeit von 80 Prozent auf eine Ladestraße treffen würde, wenn kabelloses Laden auf 20 Prozent der Straßen installiert ist.

"Dies ist die erste Studie, die stochastische Geometrie in die Leistungsanalyse des Einsatzes von Ladestraßen in Großstädten einbezieht," sagt Kishk. "Es ist ein wichtiger Schritt hin zu einem besseren Verständnis des Einsatzes von Ladestraßen in Großstädten."