|
||||
O nás | Rozhovory-komentáře | Konference | Partneři | Kontakty |
||||
Partneři připravované konference Smart city FOR ARCH prezentují své zkušenosti a inovativní řešeníHybridní lokomotivy šetří peníze i životní prostředí, města nevyjímajeÚvod 7.5.2020 S narůstajícím výkonem a životností trakčních baterií (tedy baterií pro elektrický pohon) se otevírají zajímavé možnosti pro fungování rozmanitých těžkých vozidel. Mimo dobře známé autobusy, parciální trolejbusy, vysokozdvižné vozíky a automatická vozidla vedená po vlastní dráze (AGV) se stále více objevují také hybridní lokomotivy. Následující článek souhrnně osvětlí, jak v lokomotivách může ekonomicky a provozně pomoci trakční baterie. Zaměří se přitom na domácí prostředí, které se snaží nezaostat za probíhajícím vývojem v zahraničí. Nejprve něco o železnici a o elektrické trakci
Elektrifikace trati včetně stanic vyžaduje velkou investici a údržba trakčního (trolejového) vedení je zdrojem provozních nákladů. Zato sám provoz elektrických vlaků, tedy elektrická trakce (z latinského trahere – táhnout), je značně levnější oproti trakci dieselové. Elektrické vlaky také neprodukují místní emise škodlivých látek. Není nijak těžké si dovodit, kde bude největší výzva elektrickému pohonu: Zaprvé je to provoz na středně frekventovaných vedlejších tratích – dostatečně rozsáhlý, aby významně zatěžoval životní prostředí v dieselové trakci, a přitom ne tak rozsáhlý, aby se vyplatilo investovat do elektrifikace trati. Zadruhé je to posun ve stanicích, pro který z nějakého důvodu nelze použít elektrické lokomotivy napájené z troleje. Hybridní pohony v zahraničí Tato výzva vytváří příležitost pro využití elektrických hybridních lokomotiv a jednotek s bateriovými zásobníky energie. Ty mohou kombinovat buďto elektrický pohon napájený z troleje a z baterie (jako například tramvaj či trolejbus s prodlouženým dojezdem) nebo dieselový pohon s elektrickým napájeným z baterie. V zahraničí je již nyní možno se setkat s obojím řešením: Příkladem prvního řešení jsou elektrické jednotky Flirt Akku od firmy Stadler připravované pro provoz v německém Šlesvicku-Holštýnsku. Příkladem druhého řešení jsou diesel-bateriové posunovací lokomotivy na vlečkovém provozu v různých místech Německa. Situace v ČR Využití elektrických hybridních pohonů na železnici se dnes v ČR soustřeďuje zejména na oblast posunu ve stanicích. To má jeden důležitý ekologický aspekt: Stanice a další objekty, kde se v provozu používají posunovací dieselové lokomotivy, se velmi často nacházejí uprostřed měst. Provoz těchto lokomotiv, nezřídka zastaralých, zde představuje pro obyvatelstvo nepříjemnou zátěž v podobě znečištění ovzduší a hluku. Pojďme si nejprve popsat několik faktů, které charakterizují provoz lokomotiv při této službě. Z hlediska ceny provozu lze konstatovat, že náklady na provoz elektrické lokomotivy jsou zhruba poloviční až třetinové v porovnání s provozem lokomotivy dieselové. Vysoké provozní náklady dieselu jsou kromě ceny energie dány také tím, že vzhledem k potřebě zajištění stlačeného vzduchu a nemožnosti častých opakovaných startů, bývá v depech zvykem, že motory dieselové lokomotivy běží celý den. A to, i když vlastní práce lokomotivy je méně než polovina celkového času. Zbývající čas lokomotiva stojí, diesel pracuje ve volnoběžném režimu a tím se podstatně zvyšují provozní náklady na palivo a maziva a podstatně se snižuje životnost dieselu. Kromě toho uvolňují emise výfukových plynů a působí hluk. Zdálo by se logické využívat pouze elektrické lokomotivy napájené z troleje. Jenže ne všechny trati jsou elektrifikované – z cca 10 tisíc km tratí v ČR je jich elektrifikována zhruba třetina. A i na těchto tratích existují místa, kde z provozních, ekonomických či bezpečnostních důvodů nelze instalovat trolejové vedení – například nákladová nádraží, překladiště, vlečky průmyslových závodů, depa, myčky apod. Druhy a použití hybridních pohonů Jak uvedeno výše, hybridní lokomotiva může být dvojího typu. Prvním je diesel-baterie hybrid (DBH), druhým je kombinace napájení z trakčního (trolejového) vedení a z baterie, zkráceně trakce-baterie hybrid (TBH). Obě varianty mají své větší či menší ekonomické a provozní výhody. Obecně je zřejmé, že obě varianty provoz vylepšují. U obou druhů je výhodou možnost sběru energie při brzdění a jejím následném využití pro rozjezd lokomotivy. Při brzdění pomocí elektrodynamické brzdy (EDB) dochází k tzv. rekuperaci, kdy elektromotor funguje jako generátor a vyrábí elektřinu. Pokud pro ni není využití, promění se v brzdových odpornících neužitečně na teplo vyzářené do okolního prostředí. Jiná situace je, pokud lze tuto elektřinu uložit do baterií na lokomotivě. Celkové energetické ztráty hybridní lokomotivy jsou pak velmi malé. Kromě toho se šetří nejen palivo, ale i dvojkolí a brzdové zdrže. Diesel-baterie hybrid Tato hybridní kombinace dokáže ušetřit díky baterii až 50 % paliva. Výkon dieselu bývá většinou menší než výkon elektrického pohonu, a tak se baterie použije pro i pro vykrytí výkonových špiček například při rozjezdu. Přítomnost dieselového motoru přitom činí takovouto lokomotivu zcela nezávislou na vnějším zdroji elektrického napájení (troleji). DBH může jít cestou modernizací starých lokomotiv nebo výroby nových. Tímto druhem hybridních lokomotiv se zabývá česká firma CZ LOKO. Trakce-baterie hybrid V ČR existují plány na modernizaci starých elektrických lokomotiv. To obnáší celkové provaření podvozku, výměnu nebo renovaci elektronických součástek, přidání baterie o kapacitě pro potřebný dojezd (20, 50 nebo i více km) a další úpravy. Takto upravené lokomotivě, účetně již dávno odepsané, se prodlouží technická životnost o 30 let. Díky tomu mohou provozovatelé drážní dopravy podstatně ušetřit investiční a provozní náklady. Na takovémto projektu pracuje plzeňská společnost DI-ELCOM. Baterie se přitom nabíjí vždy, pokud je lokomotiva pod trolejí, takže nevznikají žádné prostoje a o baterii se nikdo nemusí starat. Závěr Jak patrno, rozvoj bateriových technologií umožňuje šetření finančních zdrojů i životního prostředí. V případě lokomotiv pomáhají bateriové technologie podstatně snížit provozní náklady. Zanedbatelné není ani to, že např. pro obsluhu depa postačí jeden typ lokomotivy, který je schopný zajistit veškeré manipulace. Pokud si provozovatelé lokomotiv spočítají všechna pro a proti, tak hybridní lokomotiva bude výhodná volba. Jakub Eliáš – nano power a.s. a redakce Smartcityvpraxi.cz Ilustrační foto © archiv redakce Smartcityvpraxi.cz
Moderní technologie ve službách bezpečnosti a ukázněnosti: od léta 2020 začnou fungovat inteligentní kamery na čtrnácti železničních přejezdech
Rychlodobíjení alias Fast-charging
Brožura „Příběhy chytrých pomocníků“ - druhé vydání
Celá brožura – druhé vydání, je k dispozici ke stažení ve formátu pdf zdeJak si „srovnat svoje smart noty“: nabízíme interaktivní školení smart city pro města, obce a regiony
Smart city v praxi: první kniha českého autora o konceptu smart city a jeho zavádění v každodenním životě
Více o knize včetně možnosti zakoupení zde Cyklus odborných konferencí „Smart city v praxi“, „Efektivní elektromobilita v organizacích“ a „Elektrické autobusy pro město“
Consulting Services: Naše odborné službyIng. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services je konzultační firma v oblasti inovativních technologií pro dopravu a smart city (včetně energetiky a vodíkových technologií), která rovněž provozuje informační portály www.smartcityvpraxi.cz a www.proelektrotechniky.cz a organizuje odborné akce. V rámci našich odborných služeb Vám nabízíme vypracování strategie smart city, spolupráci na vytváření strategických dokumentů, vytváření a realizace projektů pro smart city, další odborné konzultační služby (studie, průzkumy, analýzy), vytváření a realizace dalších projektů s inovativními technologiemi (automatická vozidla, vodíkové technologie, elektromobilita aj.), specializované vzdělávací akce „na klíč“, prezentační a autorské služby (prezentace na konferencích, portálech). Celý článek zde |
||||
Copyright © 2012 – 2025 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services |