Możliwości zastosowania zasobnikowych jednostek trakcyjnych na liniach kolejowych na przykładzie Pomorskiej Kolei Metropolitalnej

• Autorzy: Karkosińska-Brzozowska N.

Warianty tytułu

EN

Th e Feasibility Study of Application of Energy Storage Devices on Railways on the Example of Pomeranian Metropolitan Railway

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zwrócono uwagę, że zasobniki stosowane głównie do rekuperacji energii, mogą być również wykorzystane do zasilania pociągów na niezelektryfikowanych i zelektryfikowanych odcinkach linii kolejowych. Innowacyjność tego rozwiązania wykazano na podstawie dwóch aplikacji kolejowych elektrycznych zasobnikowych jednostek trakcyjnych: pierwszej funkcjonującej od 2014 roku na linii Utsunomiya – Karasuyama w Japonii oraz drugiej, testowanej w Wielkiej Brytanii o nazwie IPEMU (ang. Independently Powered Electric Multiple-Unit). Przedstawiono przykłady nowoczesnych zasobników energii oraz funkcjonujących elektrycznych zasobnikowych jednostek trakcyjnych. Wykazano celowość analizy możliwości ich zastosowania na linii Pomorskiej Kolei Metropolitalnej. Przedstawiono wyniki studium, w którym stwierdzono, że rozwiązanie to może być alternatywą dla napowietrznej sieci trakcyjnej. Przy doborze zasobnika energii wskazano parametry superkondensatorów, które mogą stanowić barierę w ich zastosowaniu oraz porównano je do parametrów nowoczesnych akumulatorów elektrochemicznych. Otrzymane wyniki oraz szybko rozwijająca się technologia magazynowania energii wskazują na potrzebę wykonania dalszych badań w celu znalezienia najbardziej efektywnych rozwiązań, zwłaszcza że wciąż testowane są nowe zasobniki energii. Wydaje się, że dalsze badania nad doborem rodzaju zasobników oraz nad efektywnością ekonomiczną spowodują, że wykorzystanie elektrycznych autonomicznych jednostek trakcyjnych może stać się przyszłościową technologią dla krótkich odcinków linii kolejowych przewidzianych do elektryfikacji.

EN

In this paper the feasibility of applying the energy storage devices for powering the train on unelectrified railway sections was analyzed. The innovativeness of this method was demonstrated on 2 examples of application: first on Utsunomiya – Karasuyama line in Japan operating since 2014 and second line tested in Great Britain named IPEMU (Independently Powered Electric Multiple-Unit). This paper presents the examples of modern energy storage devices and functioning traction unit powered by those devices. It was proved that analyzing the application of energy storage devices on Pomeranian Metropolitan Railway is purposeful. By simulating the theoretical drive and analyzing its results it was concluded that this method can be an alternative for overhead catenary systems. In selecting the energy storage devices the parameters of supercapacitors where indicated, which can be an obstacle in application and they were compared to the parameters of modern electrochemical batteries. The results and fast growing energy storage technology point to the need for further research to find the most effective solutions, especially when there are still new energy storage tested. It seems that further research on the selection of type of the energy storage device and the economic efficiency will allow autonomous electric traction units to become a future technology for short sections of railway lines planned for electrification.

Słowa kluczowe

PL

zasobniki pojazdowe; zasobnikowa jednostka trakcyjna; jazda autonomiczna; Pomorska Kolej Metropolitalna

EN

energy storage devices; battery electric multiple unit; autonomous drive; Pomeranian Metropolitan Railway

• Wydawca: Instytut Kolejnictwa
• Czasopismo: Problemy Kolejnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Z. 172
• Strony: 19--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Karkosińska-Brzozowska N.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Transportu Szynowego i Mostów

Bibliografia

• 1. Batteries included: Prototype battery-powered train carries passengers for first time, http://www.railmagazine.com/trains/new-trains/batteriesincluded.
• 2. Del Pizzo A., Fratelli L., Perna D., Nappo C.: A method for „design to range” energy storage systems in catenary free operations of light railway vehicles, Clean Electrical Power (ICCEP), 2015 International Conference.
• 3. Kadhim R.: Energy Storage Systems for Railway Applications -phase 1, Rail Safety and Standards Board 2009.
• 4. Karkosińska-Brzozowska N., Karwowski K.: Elektryczne autonomiczne jednostki trakcyjne na linii Pomorskiej Kolei Metropolitalnej? Technika Transportu Szynowego 12/2015.
• 5. Kono Y., Shiraki N.: Catenary and Storage Battery Hybrid System for Electric Railcar Series EVE301, The 2014 International Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 ECCE-ASIA).
• 6. Krawczyk G.: Akumulacja energii w transporcie szynowym, Logistyka 3/2012.
• 7. L Okui A., Hase S., Shigeeda H. [i in.]: Application of Energy Storage System for Railway Transportation in Japan, The International Power Electronics Conference, 2010.
• 8. Pagenkopf J., Kaimer S.: Potentials of Alternative Propulsion Systems for Railway Vehicles – A Techno-Economic Evaluation, 2014 Ninth International Conference on Ecological Vehicles and Renewable Energies (EVER).
• 9. Pawełczyk M.: Rozwój systemów wykorzystujących akumulację energii w transporcie szynowym, Pojazdy Szynowe nr 2/2011.
• 10. Ratniyomchai T., Hillmansen S., Tricoli P.: Recent developments and applications of Energy storage devices in electrified railways, IET Electr. Syst. Transp., Vol. 4, Iss. 1, 2014.
• 11. Rufer A.: Energy Storage for Railway Systems, Energy Recovery and Vehicle Autonomy in Europe, The International Power Electronics Conference (IPEC), 2010.
• 12. Union Station to Georgetown. Alternatives Analysis for Premium Transit Service. Propulsion Study, September 2013.
• 13. Yadav V., Bhardwaj N.: Regenerative braking for an electric vehicle using hybrid energy storage system, International Journal of Electrical and Electronics Engineering Research (IJEEER) 2013, 35-42.