Британцы переведут часть железных дорог на солнечную энергию

Имперский колледж Лондона совместно с благотворительной организацией 10:10 займутся исследованием возможности использования солнечной энергии для электрификации части железных дорог Великобритании. Как сообщает Railway Technology, исследования начнутся в течение ближайшего месяца. В рамках проекта разработчики намерены создать систему прямой подачи электрической энергии с солнечных панелей без промежуточной конвертации.

В настоящее время в Великобритании действуют более 15,7 тысячи железных дорог, из которых электрифицированы только около 5,5 тысячи километров. На участках, не имеющих электрического обеспечения, ходят поезда с локомотивами на дизельной тяге. Между тем, сегодня в стране действует программа полной электрификации железных дорог, предусматривающая также уменьшение выбросов парниковых газов таким транспортом до нуля к 2050 году.

В рамках исследовательского проекта Имперский колледж Лондона и 10:10 намерены оснастить один из участков британских железных дорог третьим контактным рельсом — жестким проводом, по которому электрические поезда получают питание. На этот рельс электричество будет подаваться из системы накопления энергии, соединенной с солнечными панелями. Сами панели установят по сторонам электрифицируемого участка дороги. Эксперимент будет проводиться в районе, где относительно часто бывают солнечные дни.

Основную сложность, по словам исследователей, представляет прямая передача постоянного тока на контактный рельс. На первый взгляд такая схема выгодна, потому что для движения поездов также необходим постоянный ток. Однако с технической точки зрения обеспечить стабильное напряжение на контактном рельсе будет проще, если в качестве промежуточного звена ввести стабилизирующие преобразователи с постоянного тока на переменный и обратно. Однако в этом случае будут существенные потери энергии на конвертацию.

В случае же прямой подачи напряжения с солнечных панелей на контактный рельс весь участок железной дороги может периодически переставать работать. Дело в том, что солнечные панели не способны выдавать достаточное количество энергии при пиковых нагрузках. Частично эту проблему могут решить системы накопления энергии. Результаты исследования планируется обнародовать в конце 2017 года. В случае, если использование солнечной энергии на железных дорогах признают выгодным, уже через год на нее могут начать переводить некоторые участки.

С конца 2015 года Лондонский метрополитен проводит испытания системы накопления электричества, получаемого от рекуперативного торможения поездов. По оценке руководства метрополитена, подключение всей подземки к системе накопления электричества от рекуперации позволит экономить до шести миллионов фунтов стерлингов (9,1 миллиона долларов) в год. В целом от рекуперации подземка сможет получать до одного мегаватт-часа электроэнергии в день, что эквивалентно потреблению электричества 104 частными домами на протяжении года.

Рекуперативное торможение сегодня широко используется на электротранспорте: поездами в метро и на железной дороге, троллейбусами или трамваями. Оно применяется, потому что обеспечивает эффективное торможение составов, однако вырабатываемое электромоторами в режиме генерации электричество практически не используется. Создание систем накопления электричества от рекуперации и подстанций, способных контролировать питание линий с такими системами, считалось дорогостоящим и экономически неоправданным.

При рекуперативном торможении поезда выработанное электричество подается в линию и потребляется другим поездом — разгоняющимся. Чем активнее второй поезд набирает скорость, тем больше он потребляет электроэнергии, тем эффективнее происходит рекуперативное торможение первого. При отсутствии других потребителей на линии электричество, получаемое от рекуперации, в поезде подается на пуско-тормозной реостат и его избытки преобразовываются в тепло.

Василий Сычёв