Картинка из свободных источников. Автобус, использующий систему подзарядки ВиsВааr
Компании Furrer+Frey и Opbrid (Швейцария) разработали технологию и оборудование для подзарядки подвижного состава, получающего питание от аккумуляторных батарей. Технология предназначена для малодеятельных линий, на которых в настоящее время используется преимущественно дизельная тяга.
Перевод на электрическую тягу способствует значительному повышению эффективности работы магистральных железнодорожных линий. Тем не менее дизельная тяга по-прежнему широко применяется на линиях местного значения с относительно невысокой интенсивностью движения, поскольку их электрификация экономически нецелесообразна.
Установка на подвижном составе тяговых аккумуляторных бата-рей — альтернативная возможность использования экологически чистой энергии. Однако батареи необходимо периодически подзаряжать, поэтому обычно они используются вместе с традиционными источниками энергии, а не заменяют их.
Компании Furrer+Frey и Opbrid предприняли попытку расширить возможности подвижного состава рельсового транспорта с питанием от аккумуляторных батарей и повысить его надежность, адаптировав технологию, которая уже нашла применение на автобусах. Разработанная ими технология RailBaar предназначена для автоматической подзарядки аккумуляторных батарей электропоездов. Благодаря ее внедрению поезда, оснащенные аккумуляторными батареями и состоящие, как правило, из одного — трех вагонов, смогут заменить дизель-по- езда и рельсовые автобусы.
Технология RailBaar создана на основе разработанной ранее компаниями Furrer+Frey и Opbrid технологии BusBaar, которая при меняется на автобусах с 2010 г. В Гётеборге (Швеция) она реализована на трех изготовленных компанией Volvo автобусах с аккумуляторными батареями, для которых на линии устроены два стационарных пункта подзарядки.
Внедрение технологии BusBaar позволило снизить расход топлива на 81% и потребление энергии в целом на 61%. Установки могут быть размещены как на трассе маршрута, так и в автобусном парке или депо. В последнем случае одновременно можно проводить подзарядку большого количества подвижного состава. Предложенную технологию можно использовать также применительно к грузовым автомобилям.
Как и технология, применяемая для подзарядки автобусов, RailBaar основана на использовании расположенной на боковой платформе остановочного пункта установки, монтаж и обслуживание которой требуют существенно меньших затрат по сравнению с существующими конструкциями воздушной контактной сети. В состав установки для подзарядки подвижного состава входят металлический шкаф с электрооборудованием и опора, к которой крепится конструкция из нержавеющей стали. На ней размещен изготовленный из алюминия токоприемник, подобный применяемому на электрическом подвижном составе и расположенный полозом вниз. Токоприемник оснащен медными проводниками, которые с помощью кабелей присоединены к источнику питания. Медные проводники могут иметь различную форму и размеры в зависимости от мощности нагрузки. Токоприемник может быть закрыт защитным кожухом, а сто положение регулируется. Когда токоприемник не используется для зарядки, его высоту над УГР можно увеличить до требуемого безопасного положения.
На крыше подвижного состава размещены токоприемники, которые при подзарядке контактируют с токоведущими частями стационарной установки. Они находятся под напряжением только во время стоянки поезда на станции. Геометрические параметры системы подзарядки подобраны таким образом, чтобы обеспечивался постоянный надежный контакт между компонентами оборудования поезда и стационарной установки. Это позволяет избежать искрения, перегрева или приваривания токоведущих частей при большой силе тока. Компоненты электрооборудования, расположенные на крыше вагона, закрыты изолирующим кожухом, за счет чего исключается риск поражения электрическим током людей на платформах, а также предотвращается накопление снега и льда, вызывающее ухудшение контакта.
Первоначально концепция Rail- Вааг была рассчитана на использование напряжения питания 750 В постоянного тока. Разрабатывается версия установки на переменном токе. Установка обеспечивает быструю подзарядку во время стоянок поездов у платформы. Для полной зарядки может потребоваться от 10 до 30 мин в зависимости от размера батареи, числа вагонов в поезде и мощности зарядного устройства. Батарея мощностью 120 кВт полностью заряжается за 10-12 мин, подзарядка может занимать 1-3 мин.
Все подвижные части оборудования закрыты защитным кожухом, благодаря чему установка RailBaar может быть смонтирована с использованием сооружений, расположенных на станции. Это позволяет минимизировать размеры и визуальное воздействие установки.
Благодаря использованию технологии RailBaar электропоезд, получающий питание от аккумуляторных батарей, может работать в течение всего дня, а для его подзарядки на остановочных пунктах в пути следования требуется лишь несколько минут. Можно также аккумулировать выделившуюся при торможении энергию в накопителе и использовать ее при разгоне поезда, что способствует дальнейшему сокращению энергопотребления. Кроме того, применение технологии RailBaar позволяет отказаться от установки на подвижном составе дизельных двигателей и некоторых компонентов тягового электрооборудования, вследствие чего его масса существенно уменьшается. Это способствует улучшению эксплуатационных характеристик и повышению вместимости поездов.
Технология RailBaar более экономична по сравнению с электрификацией на переменном токе напряжением 25 кВ и применением воздушной контактной сети. Стоимость ее внедрения на участке протяженностью 20 км с двумя зарядными станциями примерно в 6 раз меньше затрат на традиционную электрификацию, не считая расходов на внесение изменений в конструкцию устройств сигнализации и подвижного состава, которые, как предполагается, в обоих случаях будут примерно одинаковы.
В настоящее время продолжается обсуждение с операторами инфраструктуры и поставщиками подвижного состава возможности испытаний на магистральной линии. Единственная созданная компанией Furrer+Frey установка для подзарядки подвижного состава рельсового транспорта, которая уже эксплуатируется в реальных условиях. находится в Хуайане (Китай), на линии трамвая протяженностью 20,3 км.
Картинка из свободных источников. Вагон трамвая г. Хуайань на остановке
На линии полностью отсутствует контактная сеть, а вагоны трамвая, изготовленные на заводе компании CRRC в Чжучжоу, получают питание от аккумуляторных батарей с подзарядкой на остановках. Компания Furrer+Frey поставила механическую часть стационарного оборудования для подзарядки и изучает дальнейшие возможности применения предложенной технологии на городском и магистральном транспорте.