DC/DC-Wandler für Seilschwebebahnen: kombiniert mit autonomem Transport
Seilbahnfahrzeuge sind elektrisch autark: Ihre Energieversorgung erfolgt über Batterien oder Superkondensatoren, eine durchgehende Netzverbindung besteht nicht. Der DC/DC-Wandler muss deshalb zwei Aufgaben gleichzeitig erfüllen – die sekundären Verbraucher stabil versorgen und die Backup-Batterie geregelt laden – und das über einen Eingangsspannungsbereich, der sich im Betrieb um den Faktor fünf ändert: Ein Superkondensator liefert entladen weniger als 16 VDC und vollgeladen bis zu 100 VDC. Genau dafür sind unsere Wandler mit Ultraweitbereichseingang ausgelegt: Sie halten die Bordspannung über den gesamten Bereich konstant, von −40 °C bis +85 °C ohne Leistungsderating und ohne bewegte Teile. Im Einsatz auf über 3000 Metern am Gletscher ebenso wie in urbanen Systemen mit anschliessendem autonomem Personentransport.
Mehr Verbraucher, schwankende Speicherspannung, extremes Klima
Mit der Elektrifizierung der Seilbahntechnik ist die Bordspannung vom Nebenthema zur sicherheitsrelevanten Infrastruktur geworden. Kommunikation, Notbeleuchtung, Türsteuerung und Fahrgastinformation hängen an ihr – und mit ihnen der Betrieb im Störungsfall. Bleibt eine Kabine stehen, entscheidet der Ladezustand der Backup-Batterie darüber, wie lange Kommunikation und Beleuchtung verfügbar bleiben.
Die technische Schwierigkeit liegt in der Energiequelle. Batterien und Superkondensatoren liefern keine konstante Spannung: Sie sinkt mit der Entladung und steigt beim Laden wieder an. Bei Superkondensatoren ist diese Spanne extrem – von 20 VDC bis 100 VDC, ein Verhältnis von 1:5. Gefragt ist damit ein Weitbereichseingang: die Fähigkeit eines Wandlers, über einen weiten Eingangsspannungsbereich hinweg dieselbe stabile Ausgangsspannung zu liefern, ohne Umschaltpunkt und ohne Leistungseinbruch an den Rändern. Viele marktübliche Geräte decken Eingangsspannungsbereiche von 1:2 bis 1:4 ab. Wer den Bereich nicht vollständig verarbeitet, muss den Speicher vorzeitig als „leer“ behandeln und verschenkt nutzbare Kapazität – also Betriebszeit.
Dazu kommt die Umgebung: Alpine Anlagen arbeiten bei Frost und in grosser Höhe, urbane Seilbahnen im feuchtwarmen Dauerbetrieb. Vibration, Kondensation und Temperaturwechsel sind die Regel, Wartungszugang und Bauraum knapp. Gefragt ist ein Wandler, der über Jahre wartungsfrei arbeitet – ohne Lüfter, ohne bewegte Teile.
Ultraweitbereichseingang von 16 bis 100 VDC – 3S-Seilbahn am Gletscher
In einer 3S-Seilbahn an einem Gletscher in den österreichischen Alpen übernimmt unser DC/DC-Wandler 145E-13.8-SD die komplette Bordversorgung: Er speist die sekundären Verbraucher mit stabilen 13,8 VDC und lädt gleichzeitig die Backup-Batterie sicher auf.
Gespeist wird er aus Superkondensatoren, deren Spannung zwischen unter 20 VDC im entladenen und 100 VDC im vollgeladenen Zustand variiert. Genau hier zahlt sich der Ultraweitbereichseingang aus: Der Wandler arbeitet über den gesamten 1:5-Bereich – bei 100 VDC ebenso wie bei 20 VDC, ohne Umschaltpunkt, ohne Lücke, ohne Leistungseinbruch am unteren Ende. Nur so lässt sich die gespeicherte Energie vollständig nutzen. Die Ausgangsspannung bleibt dabei konstant bei 13,8 VDC, unabhängig vom Ladezustand des Speichers.
Die zweite Anforderung ist die parallele Batterieladung. Ein Wandler ohne definierte Ladecharakteristik lädt eine Batterie entweder gar nicht sauber voll oder überlastet sich beim Ladestart. Der 145E-13.8-SD versorgt die Verbraucher und lädt geregelt – aus einem Gerät, ohne zusätzliches Ladegerät im ohnehin knappen Bauraum der Kabine. Und das auf über 3000 Metern Höhe, bei Temperaturen, unter denen Standardnetzteile abschalten.
In einem weiteren Projekt, an der Seilbahn am höchsten Alpen-Grenzübergang der Schweiz, regelt unser 154DH-27-ON die Bordspannung von 48 VDC auf stabile 27 VDC herunter.
Innovative Lösungen für Seilschwebebahnen und autonomen Personentransport
Die Kombination aus Seilbahn und nahtlosem Übergang zum autonomen Personentransport ist eine besonders umweltfreundliche Lösung für städtische Mobilität: Wo die Seilbahn keinen direkten Zugang hat, übernimmt ein autonomes Fahrzeug – die Passagiere müssen nicht umsteigen. Elektrisch bedeutet das mehrere Energieebenen in einem Verbund, die sauber voneinander entkoppelt bleiben müssen.
In der Seilbahn arbeitet ein Superkondensator mit einer Ladeschlussspannung von 51 VDC. Geladen wird er vom galvanisch getrennten 729-48-SD: Aus 12 bis 32 VDC Eingangsspannung erzeugt er 48 VDC bei bis zu 9,5 A und 450 W, mit einem Wirkungsgrad von bis zu 95 %.
Entscheidend ist seine CC/CV-Charakteristik. Ein entladener Superkondensator wirkt beim Einschalten praktisch wie ein Kurzschluss – ein Netzteil ohne definierte Strombegrenzung geht in den Überlastschutz und schaltet ab. Der 729-48-SD lädt stattdessen mit konstantem Strom, bis die Ladeschlussspannung erreicht ist, und geht dann in die Konstantspannungsphase über, in der der Ladestrom kontrolliert abklingt. Die galvanische Trennung entkoppelt zusätzlich die Energiesysteme des Fahrzeugverbunds.
Im Antriebsstrang arbeitet der DC/DC-Auf- und Abwärtswandler 257LEX-24-SD. Seine Aufgabe: stabile 24 VDC aus einem Arbeitsbereich von 7 bis 35 VDC. Da die Eingangsspannung sowohl unter als auch über der Ausgangsspannung liegen kann, arbeitet er im Buck-Boost-Betrieb je nach Betriebszustand hoch- oder heruntersetzend – die 24-V-Ebene bleibt konstant, auch wenn der Speicher weit entladen ist. Die niedrige Einschaltschwelle erlaubt es, den Speicher sehr tief zu entladen, statt Restkapazität ungenutzt zu lassen.
DC/DC-Wandler passend zu deinem Seilbahnprojekt
Speicherart, Spannungsbereich, Leistungsbedarf und Backup-Anforderung – schick uns die wichtigsten Eckdaten zu deinem Projekt. Wir prüfen deine Anwendung und sagen dir, ob ein Seriengerät passt, eine bestehende Plattform angepasst werden kann oder eine kundenspezifische Entwicklung erforderlich ist.
FAQs
Du hast Fragen? Wir haben Antworten!
Welche Anforderungen stellt die Stromversorgung in Seilschwebebahnen?
Seilbahnfahrzeuge sind elektrisch autark und versorgen Kommunikation, Notbeleuchtung, Türsteuerung, Fahrgastinformation und weitere Verbraucher aus Batterien oder Superkondensatoren. Die Stromversorgung muss trotz stark schwankender Speicherspannung eine stabile Bordspannung bereitstellen und gleichzeitig mit Vibrationen, Temperaturwechseln, grosser Höhe und begrenztem Bauraum zurechtkommen.
Warum sind grosse Eingangsspannungsbereiche bei Seilbahnfahrzeugen wichtig?
Weitbereichseingang bezeichnet die Fähigkeit, über einen grossen Eingangsspannungsbereich hinweg dieselbe stabile Ausgangsspannung zu liefern – ohne Umschaltpunkt und ohne Leistungseinbruch an den Bereichsgrenzen. Angegeben wird er als Verhältnis: Ein Eingang von 20 bis 100 VDC entspricht 1:5. Je grösser das Verhältnis, desto mehr unterschiedliche Spannungsplattformen deckt ein einziges Gerät ab.
Welche Verbraucher müssen in einer Seilbahnkabine zuverlässig versorgt werden?
Je nach Anlage gehören dazu unter anderem Kommunikation, Notbeleuchtung, Türsteuerung und Fahrgastinformation. Gerade im Störungsfall müssen wichtige Funktionen weiterhin verfügbar bleiben, auch wenn die reguläre Versorgung der Kabine eingeschränkt ist.
Funktionieren DC/DC-Wandler auf über 3000 Metern und bei Frost?
Ja. Der 145E-13.8-SD ist in einer 3S-Gletscherbahn auf über 3000 m im Einsatz. Die vollvergossene Elektronik arbeitet von −40 °C bis +85 °C ohne Leistungsderating, ohne Lüfter und ohne bewegte Teile.
Was passiert mit der Bordversorgung, wenn die Seilbahn im Störungsfall stehen bleibt?
Dann übernimmt die Backup-Batterie die Versorgung sicherheitsrelevanter Funktionen. Voraussetzung ist, dass sie im Normalbetrieb zuverlässig geladen wurde – genau das leistet ein Wandler mit definierter Ladecharakteristik.
Welche Anforderungen stellt autonomer Transport an die Stromversorgung einer Seilbahn?
Beim autonomen Transport müssen Steuerung, Kommunikation und weitere elektrische Verbraucher über alle Betriebszustände hinweg zuverlässig versorgt werden. Bei der Kombination von Seilbahn und autonomem Personentransport kommen unterschiedliche Energie- und Spannungsebenen zusammen. DC/DC-Wandler sorgen dafür, dass die jeweils benötigten stabilen Versorgungsspannungen bereitgestellt und die Systeme elektrisch voneinander entkoppelt werden.
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