Oberleitungsinselanlage

kurzer Oberleitungsabschnitt, um die Batterien eines Akkuzugs aufzuladen From Wikipedia, the free encyclopedia

Eine Oberleitungsinselanlage (OLIA) ist eine Anlage mit einem kurzen Oberleitungsabschnitt in einem Bahnhof oder auf der freien Strecke, die von nicht elektrifizierten Strecken umschlossen ist. Sie werden eingesetzt, um Akkus von Akkumulatortriebzügen (BEMU) zu laden, um einen längeren Bereich ohne Oberleitung befahren zu können.

Mehrere SPNV-Aufgabenträger in Deutschland planen seit Beginn der 2020er-Jahre die Umsetzung von Oberleitungsinselanlagen. Seit 2024 sind die ersten Anlagen, die speziell für das Laden von BEMU konzipiert sind, im regulären Betrieb.

Funktion

Die Hauptfunktion der Oberleitungsinselanlagen (OLIA) besteht darin, eine flexible und effiziente Lösung für die Energieversorgung von akkubetriebenen Zügen zu bieten. Durch die Installation von OLIA an strategischen Punkten entlang der Bahnstrecke können die Züge ihre Batterien nachladen, ohne dass eine vollständige Elektrifizierung der gesamten Strecke erforderlich ist. Dies reduziert die Notwendigkeit für umfangreiche Infrastrukturinvestitionen und ermöglicht gleichzeitig einen umweltfreundlicheren und leiseren Bahnverkehr, indem Dieseltriebwagen durch akkubetriebene Züge ersetzt werden.[1]

Eine OLIA kann sowohl für das Laden im Stand als auch während der Fahrt konzipiert sein. Im Falle des Ladens im Stand wird die Oberleitungsinselanlage typischerweise an Bahnhöfen installiert, wo die Züge während ihrer regulären Aufenthaltszeiten ohne zusätzlichen Zeitverlust aufgeladen werden können. Für das Laden während der Fahrt werden kurze Oberleitungsabschnitte auf der freien Strecke eingerichtet, durch die die Züge fahren und dabei ihre Batterien nachladen. Die technische Ausführung der OLIA muss dabei so gestaltet sein, dass eine sichere und effiziente Energieübertragung sowohl im Stillstand als auch bei Bewegung des Zuges gewährleistet ist.[2]

Einsatz

Deutschland

Ammerbruch-Pfäffingen

Der erste Prototyp für eine Anlage speziell für die Aufladung von BEMU befindet sich in Ammerbuch-Pfäffingen an der nichtbundeseigenen Ammertalbahn. Die Anlage wird von VOLTTAP betrieben, einer Kooperation der Stadtwerke Tübingen und Furrer+Frey.[3] Die Station kann Züge im Stand mit einer Spannung von AC 15 kV 50 Hz oder AC 25 kV 50 Hz und einem maximalen Strom von 80 A versorgen, was einer maximalen Ladeleistung von bis zu 1,2 MW entspricht. Dafür wird ein kurzes Stück Oberleitungsstromschiene und der Stromabnehmer des Batteriefahrzeugs verwendet. Die Trafostation ist am 20 kV-Mittelspannungsnetz angeschlossen und verfügt über eine Scott-Schaltung der Transformatoren, damit die einphasige Last des BEMU gleichmäßig auf die drei Phasen des Mittelspannungsnetzes aufgeteilt wird.[4]

Im Oktober 2021 wurden eine Woche lang umfangreiche Tests an einem Prototyps des Flirt Akku von Stadler Rail durchgeführt.[4][5] Im September 2023 wurden zwei Tage lang weitere Tests an einem Siemens Mireo Plus B durchgeführt.[4]

Im Dezember 2022 wurde die durchgängige Elektrifizierung der Ammertalbahn in Betrieb genommen.[6] Die VOLTTAP-Ladestation befindet an einem Nebengleis, das nicht Teil der durchgängigen Oberleitung ist.

Annaberg-Buchholz Süd

Ladestation
Container mit Transformator, Mittelspannungsschaltanlage und Symmetrierumrichter

Im Bahnhof Annaberg-Buchholz Süd wurde 2023 ein weiterer Prototyp in Betrieb genommen.[7] Es handelt sich hierbei um ein Kooperationsprojekt von Rail Power Systems (RPS), F&S Prozessautomation, DB Energie, DB Erzgebirgsbahn, Technischer Universität Dresden, Smart Rail Connectivity Campus (SRCC) und vom Verkehrsverbund Mittelsachsen (VMS). Die Anlage in Annaberg-Buchholz verfügt über einen Transformator, über den Akkuzüge einphasig mit 50 Hz geladen werden können. Da die einphasige Last das speisende dreiphasige 50-Hz-Netz asymmetrisch und das die technischen Anschlussbedingungen verletzen würde, verfügt die Anlage über einen Symmetrierumrichter. Der Symmetrierumrichter ist über eine Hilfswicklung in den magnetischen Kreis des Transformators eingebunden und kann so die Energieverteilung auf die drei Phasen des speisenden Netzes beeinflussen, d. h. die einphasige Last auf das dreiphasige speisende Netz symmetrieren. Der Symmetrierumrichter stellt eine Kompensationsblindleistung aus angeschlossenen Kondensatoren geregelt zur Verfügung, welche die durch die einphasige Last verursachten Gegensystemanteile im Netzstrom kompensiert. Im Unterschied zu Vollumrichtern erfolgt nicht der gesamte Leistungsfluss für die Ladung der Akkuzüge über den Symmetrierumrichter und es ist auch keine Umformung der speisenden Spannung (~3, 50 Hz) in eine andere Ladespannung (~1, 50 Hz) durch den Symmetrierumrichter notwendig, da mit 50 Hz geladen wird. Dadurch ist die Bauform von Symmetrierumrichtern kleiner als die von Vollumrichtern.[8]

Schleswig-Holstein

Die ersten im Regelbetrieb eingesetzten Oberleitungsinselanlagen befinden sich in den Bahnhöfen Tönning, Heide (Holst) und Husum in Schleswig-Holstein.[9][10] Diese wurden von Rail Power Systems (RPS) und F&S Prozessautomation GmbH (F&S) errichtet. Die Ladeunterwerke werden aus dem 20 kV-Mittelspannungsnetz gespeist und verfügen über Vollumrichter zum einphasigen Laden von Akkuzügen mit AC 15 kV 16,7 Hz.[11] Im April 2024 eröffneten Bahnbetriebswerk Rendsburg entstand ebenfalls eine Oberleitungsinselanlage.[12][13]

Teilweise konnte im Februar 2024 bereits der Testbetrieb aufgenommen werden.[14] Der Regelbetrieb des rund 460 km langen Streckennetzes konnte zum Fahrplanwechsel im Dezember 2024 erfolgreich aufgenommen werden.[15]

Ostbrandenburg

Siemens Mireo Plus B

Seit Dezember 2025 sind auf dem Netz Ostbrandenburg Akkuzüge der Niederbarnimer Eisenbahn im Einsatz. Die Züge verkehren dabei auch auf eigenen Strecken der Niederbarnimer Eisenbahn, wo auch eigene Ladestationen in den Bahnhöfen Beeskow, Templin, Werneuchen und Wriezen vorgesehen sind. Es werden Anlagen von VOLTTAP verwendet, die bereits in Ammerbruch-Pfäffingen erprobt wurden. Die Spannung der Oberleitung beträgt AC 25 kV 50 Hz.[16]

Im Mai 2025 wurden an der Anlage in Beeskow erste erfolgreiche Abnahmeprüfungen durchgeführt. Die endgültige Inbetriebnahme der Anlage in Beeskow sowie bei den anderen Standorten steht allerdings noch aus.[17]

Pfalznetz

Stadler Flirt Akku in Kaiserslautern

Das Pfalznetz umfasst ein rund 240 km langes Streckennetz im südlichen Teil der Rheinland-Pfalz. Die Standorte der OLIA sind in den Bahnhöfen Winden (Pfalz), Landau (Pfalz), Kusel, Lauterecken-Grumbach sowie Pirmasens Nord vorgesehen. Ähnlich wie beim Akkunetz Schleswig-Holstein werden reguläre Oberleitungen mit einer Spannung von AC 15 kV 16,7 Hz und Ladeunterwerke mit Vollumrichtern verwendet. Als Unterschied besteht jedoch, dass die Oberleitungen über die Weichenstraßen der Bahnhöfe verlängert werden, um eine leichtere Integration durchgängiger Oberleitungen zu ermöglichen. In Pirmasens Nord wir die OLIA zusätzlich über die Biebermühlbahn bis zum Fehrbacher Tunnel verlängert.[1][18]

Die Betriebsaufnahme der ersten elektrischen Stadler Flirt Akku wird bereits im Frühjahr 2026 starten und schrittweise die derzeitigen Dieselfahrzeuge ablösen. Die Inbetriebnahme der OLIA wird jedoch erst deutlich später zwischen Dezember 2028 und Dezember 2029 erfolgen.[19]

Niederrhein-Münsterland-Netz

Für eine ursprünglich bis 2025 zu erstellende Anlage in Kleve in Nordrhein-Westfalen[20] hat die Vorplanung begonnen.[21] Inzwischen wird der Dezember 2028 als Termin für eine Inbetriebnahme genannt.[22]

Niedersachsen

In Niedersachsen plant die Landesnahverkehrsgesellschaft Niedersachsen in den Bahnhöfen die Errichtung von OLIA oder kurzen Streckenelektrifizierungen unter anderem in den Bahnhöfen Soltau (Han),[23] Dannenberg Ost und Holzminden (hier weitergehend bis Höxter Rathaus auf der Bahnstrecke Langeland–Kreiensen).[24] Als Teilnetz Nordharz wird ein rund 35 Kilometer großes Inselnetz im Dreieck zwischen den Bahnhöfen Goslar, Bad Harzburg und Vienenburg bezeichnet.[25] Die Umsetzung dieser Anlagen ist bis etwa zum Jahr 2030 vorgesehen. Die Oberleitungsinsel in Soltau (Elektrifizierung der Bahnstrecke Uelzen–Langwedel und gegebenenfalls der Heidebahn) und das Teilnetz Nordharz (Elektrifizierung der Bahnstrecke Hildesheim–Goslar) sollen jedoch langfristig in das bestehende Netz von Bahnstrecken mit Oberleitung eingebunden werden.

Westfalen-Lippe

In Nordrhein-Westfalen sollen laut den Planungen des Zweckverbands Nahverkehr Westfalen-Lippe in den Bahnhöfen Brilon Stadt, Erndtebrück und Lüdenscheid-Brügge bis 2032 Oberleitungsinselanlagen entstehen. Perspektivisch sollen rund 21 Kilometer der Oberen Ruhrtalbahn zwischen den Bahnhöfen Bestwig und Hoppecke als Insel elektrifiziert werden.[24] Es wäre damit den aktuellen Planungen nach das langfristig längste Inselnetz in Deutschland ohne geplante Anbindung an andere elektrifizierte Strecken.

Lech-Allgäu

Im Freistaat Bayern sollen nach dem Willen der Bayerischen Staatsregierung Ladestationen in Füssen und Krumbach entstehen.[26] Zudem sollen in Oberstdorf und Kempten als Vorabmaßnahmen der geplanten Streckenelektrifizierung Lademöglichkeiten für Akkus geschaffen werden.[27][28][29] In den Bahnhöfen Bayreuth und Neustadt an der Waldnaab müssen Lademöglichkeiten hergestellt werden.[30][31]

Andere Staaten

Mitteljütland

In Dänemark sind drei Oberleitungsladeeinrichtungen in den Bahnhöfen Lemvig, Holstebro und Skjern für ein neues Batteriezugnetz der Midtjyske Jernbaner vorhanden. Die Anlagen in Lemvig und Holstebro wurden im Dezember 2025 offiziell eingeweiht, die in Skjern folgte im Februar 2026.[32][33] Die Spannung der Oberleitung ist an allen drei Anlagen die in Dänemark übliche Spannung von AC 25 kV 50 Hz. Die Anlage in Lemvig ist im Eigentum der Midtjyske Jernbaner und verfügt über eine Leistung von 4,4 MW (2 × 2,2 MW). Die Trafostation versorgt außerdem Ladestationen für elektrische Linienbusse sowie 1000 V-Elektranten in der eigenen Zugwerkstatt zum Laden der Batteriezüge. Die Anlagen in Holstebro und Skjern gehören dem staatlichen EIU Banedanmark und besitzen jeweils eine Leistung von 2,2 MW.[34] Für die Oberleitungen wurden dabei unterschiedliche Bauformen gewählt, um mit den verschiedenen Ansätzen Erfahrungswerte sammeln zu können: in Holstebro und in Lemvig verschiedene Stromschienenoberleitungen, in Skjern Kettenwerksoberleitungen ohne Tragseil.[33]

Irland

Alstom X’Trapolis (IÉ Class 90000) im Fareview Depot

Das staatliche EIU Iarnród Éireann plant im Rahmen von DART+ die Elektrifizierung zahlreicher Strecken im direkten Umfeld von Dublin. Bis zur endgültigen Fertigstellung dieser Elektrifizierungen sollen BEMU bereits elektrische Zugfahrten ermöglichen und so die derzeitigen Dieselfahrzeuge ablösen. Dafür entstehen im Bahnhof Drogheda Oberleitungsladestationen für bis zu drei Züge gleichzeitig mit einer Spannung von DC 1500 V. Die neuen Ladestationen inkl. der übrigen Infrastrukturanpassungen sollen im Juni 2026 fertiggestellt sein.[35]

Die ersten Vorserienfahrzeuge der neuen Class 90000 von Alstom wurden Ende 2024 ausgeliefert.[36] Der Regelbetrieb zwischen Drogheda und Dublin sollte eigentlich bereits 2025 erfolgt sein. Aufgrund von Problemen mit den Fahrzeugbatterien wurde die Inbetriebnahme auf Mitte 2027 verschoben.[37]

Tschechien

In Tschechien plant der Betreiber der Eisenbahninfrastruktur, SŽCZ, entsprechende Einrichtungen in den Bahnhöfen Krnov, Štramberk, Budišov und Frýdek-Místek. Die Ausrüstung ist weitgehend in Containern untergebracht, die so unproblematisch an andere Stellen transportiert und dort eingesetzt werden kann, wenn die Strecke an ihrem ursprünglichen Standort elektrifiziert worden ist. Die Stromversorgung erfolgt über das öffentliche Dreiphasennetz mit 22 kV.[38]

Litauen

In Litauen plant die LTG Infra die erste Oberleitungsinselanlage des Landes in Varėna an der Bahnstrecke Vilnius–Marcinkonys, zum Laden wendender Züge, mit einer Leistung von 2 bis 2,5 MW. Die Stromversorgung erfolgt über das öffentliche Dreiphasennetz mit 10 kV.[39]

Vorteile und Herausforderungen

Diese Anlagen können dazu beitragen, die Energieeffizienz zu steigern, indem sie eine kontinuierliche Energieversorgung sicherstellen, was besonders auf längeren oder abgelegenen Streckenabschnitten vorteilhaft ist.[40] OLIA können relativ einfach in bestehende Bahninfrastrukturen integriert werden, ohne dass umfangreiche Umbauten oder Neukonstruktionen erforderlich sind. Dies erleichtert die schrittweise Modernisierung und Elektrifizierung von Bahnnetzen.[41]

Gleichzeitig stellen Planung und Installation von OLIA technische und regulatorische Herausforderungen dar, insbesondere im Hinblick auf die elektromagnetische Verträglichkeit und die Sicherheit des Bahnverkehrs. Die Einordnung von OLIA als Anlagen zur streckenbezogenen Versorgung mit Fahrstrom erfordert eine umfassende Verantwortungszuweisung an den Betreiber der Schienenwege und eine klare Regelung der Zugangs- und Nutzungsbedingungen. Die Installation ist mit erheblichen Investitionskosten verbunden und stellt häufig für viele Bahnunternehmen und öffentliche Verkehrsbetriebe eine hohe finanzielle Belastung dar.[42][43][1]

Laut Zeitungsberichten beschädigen im Kieler Hauptbahnhof immer wieder Akkuzüge die Oberleitung am Bahnhof, was zu Reparaturarbeiten und Zugausfällen führt. Als Ursachen werden menschliches Versagen der Triebfahrzeugführer genannt. Denn deren Aufgabe ist es, den Stromabnehmer nach dem Laden des Akkuzugs zu senken, sonst drohen die gefürchteten Oberleitungsschäden. Rund 500 Mal am Tag muss der Stromabnehmer im Akku-Netz gesenkt werden. Doch manchmal – auch bedingt durch andere Stressfaktoren – wird dies einfach vergessen.[44]

Der Fahrgastverband Pro Bahn fordert zur Erhöhung der Ausfallsicherheit einer Ladestation/OLIA robustere bzw. unabhängige Bahnstromanbindungen, am besten durch eine räumlich getrennte Anbindung. Denn sonst können bei Stromausfall der Oberleitung – durch einen umgestürzten Baum – auch die von der Oberleitung eigentlich unabhängigen Akku-Züge nicht geladen werden.[45]

Literatur

  • Stefan El-Barudi, Marcus Kliefoth, Florian Baentsch: Stromversorgung von Batteriezügen mittels Oberleitung: Modell für eine kundenfreundliche regulatorische Einordnung der elektrischen Energieversorgungsanlagen für Batterietriebzüge. In: Journal für Mobilität und Verkehr. Nr. 3. Deutsche Verkehrswissenschaftliche Gesellschaft, September 2019, ISSN 2628-4154, S. 21–28, doi:10.34647/jmv.nr3.id22.

Einzelnachweise

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