Application of supercapacitors to recuperate energy in diesel-electric locomotives

• Autorzy: Kozłowski M.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie superkondensatorów do rekuperacji energii w lokomotywie spalinowo-elektrycznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Efficiency of energy recuperation in a hybrid diesel-electric locomotive equipped with a supercapacitor used for energy-storage has been analysed and the analysis results have been presented. Pulse mode of the capacitor charge/discharge has been considered. It has been proved that the process efficiency is closely related to voltage levels of the motor and the supercapacitor (initial and final voltage of charge discharge) as well as to parameters of the devices: rated power of the set and capacity of the supercapacitor Example simulation tests for a supercapacitor applied to modernize a diesel locomotive SP42 have been presented. The determined supercapacitor capacities make possible to recuperate braking energy in most of the running conditions predicted for that locomotive. The accepted voltage levels of charge/discharge make possible to obtain 70 energy efficiency in the processes of energy storage or recovery and savings of ca 20 kg of diesel fuel per one duty cycle.

PL

Przedstawiono wyniki analizy sprawności rekuperacji energii w lokomotywie hybrydowej spalinowo--elektrycznej z superkondensatorem wykorzystywanym jako zasobnik energii. Uwzględniono impulsowy sposób podładowania, rozładowania kondensatora. Wykazano, że sprawności procesu są ściśle związane z poziomami napięć silnika i superkondensatora (początkowym i końcowym napięciem pod/- i roz -/ładowania) a także z parametrami urządzeń: mocą znamionową zespołu i pojemnością superkondensatora. Przedstawiono przykłady badań symulacyjnych dla przypadku zastosowania superkondensatora do modernizacji lokomotywy spalinowej SP42. Wyznaczone pojemności superkondensatora umożliwiają rekuperację energii hamowania w większości przewidywanych dla tej lokomotywy warunków ruchu. Przyjęte poziomy napięć pod/- roz -/ładowania umożliwiają osiągnięcie 70% sprawności energetycznej procesów magazynowania lub zwrotu energii i oszczędności ok. 20 kg oleju napędowego na cykl pracy.

Słowa kluczowe

EN

diesel-electric locomotive; energy recuperation; supercapacitor

PL

lokomotywa spalinowo-elektryczna; rekuperacja energii; superkondensator

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 54, nr 2
• Strony: 205--224
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Kozłowski M.

• Faculty of Transport, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• 1. Destraz B., Barrade P., Rufer A.: Supercapacitive energy storage for diesel - electric locomotives. SPEEDAM 2004, Italy, (Capri), pp. 7-12.
• 2. Kałuża E.: Load Compensation in Feeding Systems ofTraction Engines in Diesel Shunting Locomotives (in Polish). SEMTRAK, Zakopane, 2004, p. 371.
• 3. Lucyk C: Ęfficiency of Energy Storage in Capacitors (in Polish). Wiadomości Elektrotechniczne, Vol. LXXII, 2004, No 7-8, pp. 30-32.
• 4. Bolewski S., Kowalczyk E.: Diesel Locomotives of the SM42 and SP42 Type (in Polish). WKiL, Warszawa, 1986.
• 5. Piróg S.: Power Electronics. Negative Influence of Power Electronic Systems on Energy Sources and Selected Methods for Limiting That (in Polish). Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, AGH, Kraków, 1998.
• 6. Kozłowski M.: Analysis of Torsional Vibration in a Low-Power Raił Vehicle Driving System (in Polish). Prace Naukowe PW, seria Transport, Vol. 38, 1998, pp. 87 - 115.
• 7. Madej J.: Mechanics of Traction Torque Transmission (in Polish). Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2000.