Умные сети электротранспорта снижают нагрузку на окружающую среду

Электропоезд – быстрое и чистое средство транспорта. Им пользуются ежедневно миллионы людей. В определенной степени электропоезд можно считать даже экономичным видом транспорта, ведь уже давно на железных дорогах и в метро внедрена технология возврата в сеть энергии, вырабатываемой при торможении электропоездов (рекуперация).

Однако на самом деле возможности существующих технологий по возврату в сеть энергии сильно преувеличены в глазах несведущих обывателей.

Дело в том, что стабильность электросети – важнейший параметр для эффективной эксплуатации всей системы в целом. Сеть не рассчитана на сбор и дальнейшее использование всей энергии, которую можно получить при торможении.

В обычной электричке все происходит следующим образом. Энергия, полученная при торможении, сразу подается в контактный провод или в «третий рельс», в зависимости от системы питания электропоезда. Однако возможности третьего рельса для приема внезапно появившегося большого количества энергии сильно ограничены, что приводит к росту напряжения.

В системе поддерживается постоянное значение напряжения, колебания которого допустимы в узких пределах. При увеличении напряжения регулятор просто подключает к сети дополнительную активную нагрузку, и лишняя энергия бесполезно тратится на ее разогрев. По сути, контактная сеть электропоездов не в состоянии поглотить энергию торможения, оставаясь в допустимых пределах напряжения, частоты и фазы, необходимых для стабильной работы.

Транспортное управление Юго-восточной Пенсильвании (Southeastern Pennsylvania Transportation Authority, SEPTA) приступило к реализации пилотного проекта по улучшению технологии отбора и использования энергии торможения. Исследования показали, что для этого можно использовать банки литий-ионных аккумуляторных батарей в отличие от гигантских суперконденсаторов, которые исследователи забраковали.

Технология предполагает эффективный отбор лишней энергии в контактной сети, и ее возврат в общую региональную электросеть, а не только в линии питания электропоездов.

Энергия торможения будет накапливаться в огромных аккумуляторных батареях, а затем подаваться в региональную энергосистему, распределяющую электричество в 13 восточных штатах и округе Колумбия США.

Аккумуляторные батареи будут размещены на подстанциях, объединяющих вместе 5-6 повышающих станций контактной сети. Когда напряжение в ней превысит допустимые пределы, лишняя энергия будет направляться в аккумуляторы мощностью в 1,5 МВт и емкостью 500 КВтч, что соизмеримо с емкостью аккумуляторных батарей 280 гибридных электромобилей Toyota Prius. При падении напряжения банк аккумуляторных батарей будет играть роль буфера, и поддерживать необходимое для нормальной работы значение.

Специальное программное обеспечение будет регулировать все энергетические процессы, и поддерживать баланс между сбором энергии торможения, производительностью контактной системы и передачей лишней электроэнергии в региональную сеть.

По мнению разработчиков, такая умная система открывает перед электротранспортом новые горизонты. При расширении проекта SEPTA торможение поездов может стать стабильным виртуальным источником энергии, заметно снижающим нагрузку на окружающую среду.

По материалам Saft Batteries

Комментарии: