Wzywaniem dla kolei w aglomeracjach jest deficyt energii trakcyjnej. Alternatywą dla budowy nowych źródeł zasilania są magazyny energii, które wykorzystują energii z hamowania pociągu (rekuperacja). Tego typu magazyny zamierza wykorzystać niderlandzki zarządca kolejowej infrastruktury ProRail. Technologię dostarczy polski oddział ABB, który produkuje takie urządzenia w Bielsku-Białej.
ProRail odpowiada za utrzymanie infrastruktury kolejowej w Holandii. To w sumie ponad 3000 km linii i kilkadziesiąt tysięcy obiektów. Spółka szacuje, że do 2040 r. zapotrzebowanie na usługi kolejowe w kraju wzrośnie o 30 proc. To oznacza nawet 25-45 proc. więcej pasażerów i 50-90 proc. ton więcej w przewożonych towarach. To też duże wyzwanie dla infrastruktury, która już teraz w wielu miejscach osiągnęła granicę przepustowości.
W Wierden na wschodzie kraju znajduje się podstacja łącząca kilka linii, zasilanych z oddalonych o kilka kilometrów stacji. Przez takie rozmieszczenie punktów zasilających, na podstacji dochodzi do znacznych wahań napięcia w sieci podczas hamowania i rozruchu pociągów. Stąd prosta droga do nieplanowanych postojów. Dlatego też ProRail zdecydowało się na instalację rozwiązania, które będzie kompensować nagłe spadki napięcia. W ramach pilotażowego projektu, ABB wdroży system Enviline ESS umożliwiający odzyskiwanie energii z hamujących pociągów, aby np. oddać ją z powrotem do sieci.
Oszczędność energii wynosi nawet 30 proc.
Hamowanie pociągu trwa sekundy, ale odbywa się setki razy dziennie. Wydajna rekuperacja energii z takiego hamowania wcale nie jest taka prosta. Zazwyczaj obciążenia w pojeździe i inne pociągi w pobliżu mogą odebrać niewielką część tej energii. Reszta jest rozpraszana w rezystorach. Bateryjne przytorowe systemy magazynowania są w takich przypadkach dobrym rozwiązaniem – „przejmują” energię z hamowania, aby potem przesłać ją do rozpędzającego się pociągu. W ten sposób oszczędności energii mogą sięgać nawet 30 proc.
W przypadku zamówienia dla ProRail, magazyn energii o pojemności 500 kWh zaprojektują inżynierowie ABB z Aleksandrowa Łódzkiego i Krakowa. Urządzenie wykorzystujące programowalny układ sterowania zostanie wyprodukowane w fabryce ABB w Bielsku-Białej.
– Podobnie jak w Wierden, również u operatora na przedmieściach Melbourne występowały zapady napięciowe. Udało się je skutecznie wyeliminować dzięki bardzo podobnemu rozwiązaniu, wykorzystującemu superkondensator – mówi Patrycjusz Antoniewicz z biznesu Elektryfikacji ABB w Polsce. – Problemy z zasilaniem kolei występują w wielu dużych miastach na świecie, gdzie infrastruktura jest ograniczona i stale rosną koszty zakupu gruntów pod budowę stosunkowo dużej stacji z zespołem prostowników zasilających. Kompaktowy magazyn energii jest więc tańszą i korzystną alternatywą.
5 lat monitoringu systemu
System może również obniżać zapotrzebowanie na moc ze strony operatora sieci, pobierając energię z baterii np. w godzinach szczytu, gdy najwięcej pasażerów korzysta z kolei lub metra.
– Użytkownik może mieć pewność co do wydajności i sprawności systemu, który będzie serwisowany przez ABB w całym okresie 20-letniej gwarancji. Przez pierwsze 5 lat będziemy także monitorować system, co pozwoli na jego poprawne skalibrowanie i uzyskanie najlepszych efektów. By zapewnić wszystkie funkcjonalności systemu, wykorzystamy baterię litowo-jonową o dużej pojemności, którą wymienimy po 10 latach użytkowania – dodaje Maciej Kordas, dyrektor ds. kluczowych klientów w biznesie Trakcji ABB.
W ostatnich latach system Enviline ESS został zainstalowany m.in. na odcinku centralnym II linii metra w Warszawie, a także u operatorów w Nowym Jorku, Los Angeles czy też wspomnianym Melbourne. Projektów trakcyjnych wykorzystujących magazyny energii będzie przybywać wraz z rozwojem transportu kolejowego w dużych aglomeracjach oraz coraz większą presją na zmniejszanie energochłonności i obniżanie śladu węglowego.
