Odzysk energii podczas hamowania w elektrycznych zespołach trakcyjnych (EZT)

Innowacyjna technologia rekuperacji w pociągach elektrycznych, która zmienia oblicze transportu szynowego. Jej zastosowanie pozwala na znaczące oszczędności energii, redukcję emisji CO2 oraz obniżenie kosztów eksploatacji pociągów. To kluczowy krok w kierunku zrównoważonego rozwoju kolei.

Odzysk energii podczas hamowania, znany jako rekuperacja, to kluczowy element nowoczesnych elektrycznych zespołów trakcyjnych (EZT), który znacząco wpływa na ich efektywność energetyczną. Proces ten polega na przekształcaniu energii kinetycznej pociągu, która normalnie byłaby tracona w postaci ciepła podczas hamowania, z powrotem na energię elektryczną. Ta odzyskana energia może być następnie wykorzystana do zasilania innych urządzeń w pociągu, lub może być oddawana z powrotem do sieci trakcyjnej.

Zasada działania rekuperacji

Zasada działania rekuperacji opiera się na wykorzystaniu silników elektrycznych EZT jako generatorów. Podczas hamowania silniki te są przełączane w tryb generatora, a energia kinetyczna pociągu jest przekształcana na energię elektryczną. Ta energia jest następnie przekazywana do falownika, który dostosowuje jej parametry do napięcia i częstotliwości sieci trakcyjnej. W zależności od konstrukcji EZT, odzyskana energia może być magazynowana w kondensatorach lub bateriach, a następnie wykorzystywana w momencie przyspieszania, co dodatkowo zwiększa efektywność energetyczną.

Przykłady zastosowania rekuperacji w EZT

Wiele nowoczesnych EZT jest wyposażonych w systemy rekuperacji, które pozwalają na odzyskanie znacznej części energii podczas hamowania. Przykłady takich pojazdów to między innymi pociągi dużych prędkości, takie jak Siemens Velaro, Alstom AGV czy Shinkansen E5, które wykorzystują rekuperację do oszczędzania energii podczas hamowania przed stacjami. W ruchu miejskim i podmiejskim, gdzie pociągi często przyspieszają i hamują, rekuperacja jest szczególnie istotna. Przykłady EZT stosowanych w Polsce które posiadają rekuperacje to np. Pesa Elf 2, Newag Impuls 2, Stadler Flirt 3.

Efektywność rekuperacji

Efektywność rekuperacji zależy od wielu czynników, takich jak konstrukcja EZT, profil trasy, częstotliwość hamowania i przyspieszania oraz warunki atmosferyczne. W idealnych warunkach, na płaskiej trasie z częstymi hamowaniami, rekuperacja może pozwolić na odzyskanie nawet do 30% energii zużywanej przez pociąg. W praktyce, ze względu na różne czynniki, odzysk energii jest zazwyczaj niższy, ale nadal znacząco wpływa na zmniejszenie zużycia energii i emisji CO2.

Korzyści z rekuperacji

Odzysk energii podczas hamowania to nie tylko korzyść dla środowiska, ale także dla operatorów kolejowych. Dzięki rekuperacji możliwe jest zmniejszenie kosztów energii elektrycznej, co przekłada się na niższe koszty eksploatacji EZT. Ponadto, rekuperacja pozwala na zmniejszenie zużycia elementów hamulcowych, co również obniża koszty utrzymania pojazdów.

Rozwój technologii rekuperacji

Wraz z rozwojem technologii, systemy rekuperacji stają się coraz bardziej efektywne. Nowoczesne EZT są wyposażone w zaawansowane systemy sterowania, które optymalizują proces odzysku energii i pozwalają na maksymalne wykorzystanie energii kinetycznej pociągu. W przyszłości, wraz z rozwojem technologii magazynowania energii, rekuperacja będzie odgrywać jeszcze większą rolę w transporcie kolejowym, przyczyniając się do zmniejszenia zużycia energii i emisji CO2.

Źródło zdjęcia: Wikipedia I Roel Hemkes