Analysis of the use of photovoltaic panels on the roof and walls of passenger carriages to reduce electricity consumption

• Autorzy: Stegenta Piotr , Daszkiewicz Paweł , Far Mariusz

Identyfikatory

DOI

10.53502/RAIL-197327

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article discusses the possibility of using solar panels on passenger rail carriages to reduce electrical energy consumption. In the first part of the paper, the possibility of using solar energy under Polish location conditions is discussed and the general parameters of selected solar panels are presented. In the following sections, the possibility of installing solar panels on a railway carriage is analysed. A theoretical evaluation of the energy gain per year and per months is also carried out, taking into account power losses. Finally, the topology of photovoltaic networks is outlined, including the choice of energy storage.

Słowa kluczowe

EN

solar panels; photovoltaic cells; renewable energy; passenger carriages; solar energy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Pojazdy Szynowe
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 3-4
• Strony: 18--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys.

Twórcy

autor

Stegenta Piotr

• PKP Intercity Remtrak Sp. z o.o., Poznan, Poland

• https://orcid.org/0009-0009-2599-1190

autor

Daszkiewicz Paweł

• Poznan University of Technology, Faculty of Civil and Transport Engineering, Poznan, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-9956-644X

autor

Far Mariusz

• PKP Intercity Remtrak Sp. z o.o., Poznan, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0605-8970

Bibliografia

• [1] Akumulatory LiFePO4. Kon-tec. 2024. https://kon-tec.eu/produkty/akumulatory-lifepo4 (accessed on 1.10.2024).
• [2] Atlas warunków solarnych. Klimat Polski – serwis IMG-PIB (in Polish). 2024. https://klimat.imgw.pl/pl/solar-atlas/ (accessed on 1.10.2024).
• [3] Chen Z, Jiang M, Qi L, Wei W, Yu Z, Wei W et al. Using existing infrastructures of high-speed railways for photovoltaic electricity generation. Resources, Conservation and Recycling. 2022;178:106091. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.106091
• [4] Daszkiewicz P, Kołodziejek D. Comparison and analysis of modern combustion powertrain systems of rail vehicles. Combustion Engines. 2024;196(1):46-53. https://doi.org/10.19206/CE-171385
• [5] Filipiak M, Nowrowski R, Kurz D, Pierzchała R. Analiza opłacalności instalacji fotowoltaicznej we współpracy z magazynem energii dla domu jednorodzinnego (in Polish). Przegląd Elektrotechniczny. 2022;11. https://doi.org/10.15199/48.2022.11.52
• [6] Instalacja on-grid, off-grid, czy hybrydowa? Porównanie (in Polish). Erato Energy. 2024. https://www.eratoenergy.pl/instalacja-on-grid-offgrid-czy-hybrydowa-porownanie/ (accessed on 1.10.2024).
• [7] Jagielski A, Ziółkowski A, Bednarek M, Siedlecki M. Empirical evaluation of the replacement of conventially powered vehicles with hybrid and electric vehicles on the example of the Poznan agglomeration. Energies. 2024;17(21):5247. https://doi.org/10.3390/en17215247
• [8] Małek A, Dudziak A, Stopka O, Caban J, Marciniak A, Rybicka I. Charging electric vehicles from photovoltaic systems – statistical analyses of the small photovoltaic farm operation. Energies. 2022;15(6):2137. https://doi.org/10.3390/en15062137
• [9] Marques Lameirinhas RA, Torres, JPN, de Melo Cunha JP. A photovoltaic technology review: History, fundamentals and applications. Energies. 2022;15(5): 1823. https://doi.org/10.3390/en15051823
• [10] Nasłonecznienie w Polsce – analiza i wpływ na działanie fotowoltaiki (in Polish). Sunlife. 2024. https://sunlifefotowoltaika.pl/wpis/naslonecznienie-wpolsce-analiza-i-wplyw-na-dzialanie-fotowoltaiki (accessed on 1.10.2024).
• [11] Nominal operating cell temperature. PVeducation. 2024. https://www.pveducation.org/pvcdrom/modules-andarrays/nominal-operating-cell-temperature (accessed on 1.10.2024).
• [12] Optymalne ustawienie paneli fotowoltaicznych (in Polish). Fotowoltaika premium. 2024. https://fotowoltaikapremium.info.pl/ustawieniepaneli-fotowoltaicznych/ (accessed on 1.10.2024).
• [13] Panel fotowoltaiczny 100W MAXX (in Polish). 4sun. 2024. https://www.4sun.eu/baterie-slonecznemonokrystaliczne/panel-fotowoltaiczny-100w-maxx (accessed on 1.10.2024).
• [14] Panel fotowoltaiczny 200W MAXX BFHC (in Polish). 4sun. 2024. https://www.4sun.eu/panele-sloneczne/panelfotowoltaiczny-200w-maxx-bf-hc (accessed on 1.10.2024).
• [15] Panel fotowoltaiczny (in Polish). 4sun-flex-efte-m120W prestige PCB. 4sun. 2024. https://www.4sun.eu/panele-elastyczne-flex/panelelastyczny-4sun-flex-etfe-m-120w-prestigepcb (accessed on 1.10.2024).
• [16] Panel słoneczny Solarfam 130 W monokrystaliczny (in Polish). Ekowolt. 2024. https://ekowolt.pl/4351/panel-sloneczny-130wmonokrystaliczny (accessed on 1.10.2024).
• [17] Panel solarny monokrystaliczny 170 W (in Polish). 4sun. 2024. https://www.4sun.eu/baterie-slonecznemonokrystaliczne/panel-solarny-monokrystaliczny170w (accessed on 1.10.2024).
• [18] Panele monokrystaliczne a polikrystaliczne – różnice (in Polish). Corab. 2021. https://corab.pl/aktualnosci/panele-fotowoltaicznemonokrystaliczne-a-polikrystaliczne-roznice (accessed on 1.10.2024).
• [19] Panele słoneczne – monokrystaliczne czy polikrystaliczne: które lepsze? (in Polish). Trendy w energetyce. 2021. https://trendywenergetyce.pl/panele-slonecznemonokrystaliczne-czy-polikrystaliczne-ktore-lepsze-2 (accessed on 1.10.2024).
• [20] Photovoltaic geographical information system. European Commission. 2024. https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/ (accessed on 1.10.2024).
• [21] Pielecha I, Cieślik W, Szwajca F. Energy flow and electric drive mode efficiency evaluation of different generations of hybrid vehicles under diversified urban traffic conditions. Energies. 2023;16(2):794. https://doi.org/10.3390/en16020794
• [22] Pielecha I. Modeling of fuel cells characteristics in relation to real driving conditions of FCHEV vehicles. Energies. 2022;15(18):6753. https://doi.org/10.3390/en15186753
• [23] Skrúcaný T, Kendra M, Čechovič T, Majerník F, Pečman J. Assessing the energy intensity and greenhouse gas emissions of the traffic services in a selected region. LOGI – Scientific Journal on Transport and Logistics. 2021;12(1):26-35. https://doi.org/10.2478/logi-2021-0003
• [24] Solar resource maps & GIS data. Solargis. 2024. https://solargis.com/maps-and-gisdata/download/Poland (accessed on 1.10.2024).
• [25] Swałdek K, Zawadzka D. Ocena możliwości zastosowania paneli fotowoltaicznych do zasilania wagonów pasażerskich (in Polish). V Ogólnopolska Konferencja Naukowo-Techniczna: Transport Kolejowy: Przeszłość – Teraźniejszość – Przyszłość. 2022.
• [26] Tian L, Huang Y, Liu S, Sun S, Deng J, Zhao H. Application of photovoltaic power generation in rail transit power supply system under the background of energy low carbon transformation. Alexandria Engineering Journal. 2021;60(6):5167-5174. https://doi.org/10.1016/j.aej.2021.04.008
• [27] Vasisht MS, Vashista GA, Srinivasan J, Ramasesha SK. Rail coaches with rooftop solar photovoltaic systems: a feasibility study. Energy. 2017;118:684-691. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.10.103
• [28] Wagony o typie 609A/611A/612A. Baza wagonów kolejowych (in Polish). 2024. https://bazawagonow.pl/609a (accessed on 1.10.2024).
• [29] Wyszkowski K. UN Global Compact Network Poland. Zielona Kolej w Polsce – klimat, energetyka, transport. 25.10.2021.
• [30] Wyznaczanie współczynnika FF i określanie sprawności ogniwa fotowoltaicznego (in Polish). BIO-ecology. 2021. https://www.bio-ecology.com.pl/wyznaczaniewspolczynnika-ff-i-okreslanie-sprawnosci-ogniwafotowoltaicznego/ (accessed on 1.10.2024).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).