W wielu regionach wiejskich nadal nie ma elektrycznych linii napowietrznych dla kolei. Dlatego jeżdżą tam pociągi spalinowe. Rozwiązaniem przyjaznym dla klimatu mogłyby być pociągi na baterie. W czwartek rano (13.10.2021r) Stadtwerke Tübingen zaprezentowała Voltap - swoją stację szybkiego ładowania akumulatorów dla pociągów, która została opracowana we współpracy ze szwajcarską firmą Furrer+Frey.
Stadtwerke Tübingen dostarcza prąd trakcyjny dla pociągów elektrycznych od czasu liberalizacji sieci prądu trakcyjnego w 2014 roku. Firma chce wejść do sektora baterii ze stacjami szybkiego ładowania i dlatego inwestuje w infrastrukturę.
Dzięki stacji szybkiego ładowania możliwe jest parkowanie pojazdów na odcinkach niezelektryfikowanych. Jednostki BEMU wykorzystują czas postoju, aby naładować akumulatory np. na następny dzień. Voltap jest nowym elementem infrastruktury sieci kolejowej i upraszcza wprowadzenie BEMU jako neutralnej pod względem emisji CO2 alternatywy dla pociągów napędzanych paliwami kopalnymi.
Stacja szybkiego ładowania jest technicznie kompatybilna z pociągami akumulatorowymi wszystkich producentów, jeśli ich elektronika pokładowa jest do tego przystosowana. Firma Stadler Rail udostępniła swój pojazd FLIRT, dzięki czemu możliwe było przeprowadzenie serii testów w Ammerbuch-Pfäffingen.
- Czekaliśmy na ten moment, wreszcie nasza stacja szybkiego ładowania miała swoje pierwsze "kolejowe rendez-vous" z prawdziwym pociągiem akumulatorowym"- mówi Ortwin Wiebecke, dyrektor zarządzający Stadtwerke Tübingen. - Voltap ma stać się realną, przyjazną dla środowiska alternatywą dla przedsiębiorstw kolejowych i operatorów infrastruktury kolejowej, tak aby technologie napędów czysto elektrycznych jak najszybciej stały się powszechną rzeczywistością również w ruchu pociągów. Aby to osiągnąć, nie trzeba czekać, aż infrastruktura linii napowietrznych w Niemczech zostanie rozbudowana przy ogromnych kosztach i nakładach czasowych. Dzięki naszej stacji szybkiego ładowania, pociągi akumulatorowe mogą być wykorzystywane elastycznie i przy znacznie niższych kosztach na wcześniejszym etapie - daleko poza zelektryfikowanymi odcinkami linii.
Rico Furrer, Dyrektor Zarządzający Furrer+Frey powiedział: - Jestem dumny, że będziemy mogli przyczynić się do zrównoważonego rozwoju kolei w przyszłości. Jestem również pod osobistym wrażeniem, że ten innowacyjny projekt rozwojowy mógł zostać zrealizowany w tak krótkim czasie. I to w czasach, które obecnie stanowią wyzwanie. Ponadnarodowa, bardzo dobra współpraca partnerów projektu jest dynamiczna i przyjemna. Teraz patrzymy w przyszłość i nasz cel jest bardzo jasny, chcielibyśmy zrealizować pierwszą instalację i zobaczyć BEMU z naładowanymi bateriami, jeżdżące w regularnej eksploatacji. Jesteśmy gotowi!.
- Wykorzystanie bezemisyjnych pojazdów szynowych na liniach niezelektryfikowanych jest podstawowym elementem realizacji celów klimatycznych UE. W firmie Stadler nieustannie pracujemy nad tym, aby dzięki dobrym pomysłom oraz ich szybkiemu i praktycznemu wdrożeniu technologicznemu transport kolejowy stał się jeszcze lepszy i wolny od emisji gazów cieplarnianych. Stacjonarne szybkie ładowanie zwiększa elastyczność możliwych scenariuszy zastosowania pociągów bateryjnych - wyjaśnia dr Klaus Hempelmann, dyrektor zarządzający Stadler Niemcy.
W międzyczasie konstruktorzy przeprowadzili wszystkie warianty procesów ładowania istotne dla praktycznej eksploatacji. Decydujące parametry zostały wcześniej zdefiniowane, a projekt testu dostosowany do nich. Najważniejszy wniosek: interakcja między pociągiem z bateriami, stacją szybkiego ładowania i otaczającą siecią energetyczną działa.
Fot. swt/Marquardt
Technicy obserwowali między innymi procesy zachodzące podczas włączania głównego wyłącznika w pociągu. Bez ładowania akumulatora, pomiędzy stacją szybkiego ładowania a transformatorem pociągu został najpierw wytworzony przepływ prądu, aby w pierwszym etapie zasilić elektronikę pojazdu i klimatyzację. Powinno to dostarczyć informacji o tym, jak zachowuje się elektronika pokładowa przy zasilaniu częstotliwością 50 herców. Do tej pory w Niemczech dla prądu trakcyjnego stosowana była częstotliwość 16,7 herca. Częstotliwość ta nie jest jednak dostępna na liniach zelektryfikowanych. Układy elektroniczne pociągu prostują napięcie zmienne, aby naładować akumulatory. Może to robić tak samo dobrze przy 50 hercach jak i przy 16,7 hercach. Nowe rozwiązanie techniczne firmy voltap umożliwia zasilanie systemu z częstotliwością 50 Hz z lokalnej sieci energetycznej - a tym samym bezpośrednie ładowanie bez elektroniki mocy i stosowania drogich przetwornic do zasilania.
Technicy zbadali również wpływ na sieć energetyczną i uzyskali wgląd w zakres występowania tak zwanych "prądów zakłóceniowych", jak dobrze zharmonizowane jest wewnętrzne zarządzanie ładowaniem w pociągu oraz przy jakich poziomach naładowania akumulatorów zmieniają się prądy ładowania. Wiąże się z tym również pytanie, jak zapewnić możliwie najłagodniejsze ładowanie - ważny parametr dla producentów pociągów bateryjnych. Technicy zwrócili również uwagę na możliwe ekstremalne przypadki podczas ładowania.
Wreszcie, testy dostarczyły również wiedzy na temat tego, jak pociąg akumulatorów może być niezawodnie i bezbłędnie identyfikowany przez stację szybkiego ładowania. Ten zautomatyzowany proces rejestracji pociągu w stacji ładowania jest ważny, aby przedsiębiorstwa kolejowe (RU) otrzymywały dokładne rachunki za pobraną ilość energii elektrycznej. Jednocześnie jest to jeden z warunków wstępnych, aby stacja szybkiego ładowania voltap mogła być używana przez pociągi akumulatorowe wszystkich producentów i przez różne przedsiębiorstwa kolejowe - a tym samym mogła być używana w całych Niemczech.
pociąg z bateriami jest ładowany poprzez pantograf.
Fot. swt/Marquardt
Pociąg akumulatorowy Stadler Rail umożliwił testy praktyczne
Stadler Rail udostępnił do testów w Ammerbuch-Pfäffingen pociąg akumulatorowy. Taki pociąg to wciąż rzadkość. Trójwagonowy pojazd "FLIRT Akku" został opracowany przez firmę Stadler w ramach projektu badawczego mającego na celu przetestowanie i dalszy rozwój technologii akumulatorowej w sektorze pojazdów szynowych. Projekt został sfinansowany przez Federalne Ministerstwo Gospodarki i Energii i zrealizowany wspólnie z TU Berlin i EWE AG. Pojazd został zaprojektowany jako EMU (Electric Multiple Unit) i dodatkowo wyposażony w baterie, dzięki czemu może pracować zarówno jako klasyczny pociąg o napędzie elektrycznym pod siecią trakcyjną, jak i w trybie bateryjnym, gdy linie nie są zelektryfikowane. Akumulatory mogą być ładowane zarówno pod przewodem jezdnym, jak i przez stacjonarne stacje szybkiego ładowania. Dodatkowo energia wytworzona podczas procesu hamowania jest wprowadzana do akumulatorów.
FLIRT Akku" firmy Stadler jest od 2018 roku w pełni dopuszczony do użytku w transporcie pasażerskim. Od tego czasu pociąg na baterie przejechał około 25.000 kilometrów w trybie pracy na baterie i wykazał maksymalny zasięg 185 kilometrów. W ramach tego procesu pojazd testowy musiał również przejść różne scenariusze, takie jak na przykład nadrabianie nieplanowanych opóźnień na linii i działanie w ekstremalnych warunkach pogodowych, aby sprawdzić reakcję akumulatorów i wyciągnąć wnioski na temat ich żywotności. Testy ładowania stanowią ważny krok w kierunku potencjalnie większej elastyczności w korzystaniu z pojazdów akumulatorowych.
