Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Entegrasyonu Yüksek Hızlı Tren Güç Sistemleri

Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Entegrasyonu Yüksek Hızlı Tren Güç Sistemleri

Yüksek hızlı tren (HSR) ağları zaten en enerji verimli toplu taşıma modlarından biri olarak duruyor, ancak çevresel ayak izi tarafsızdır. Bu makale, bu trenlerin genellikle çeliklere bağımlı olduğunu ve gelecekteki yollar, yenilenebilir enerji kaynaklarını hızlandırıyor - çok hızlı, güvenilir ve güvenilir olmayan teknolojiler – gerçekten de HSR güç sistemleri stratejik bir zorunluluk haline geldi.

Yüksek Hızlı Rail'de Yenilenebilir Enerji için Stratejik Vaka

HSR'ye yenilenebilir enerjileri entegre etmek için birincil sürücü, yaşam sera döngüsü gaz emisyonlarının azaltılmasıdır. Elektrikli trenler doğrudan tükenmediğinde, tam iyi tekerlekli emisyonlar tedarik edilen şebekenin jenerasyon karışımına bağlıdır.

Karbon azaltımının ötesinde, ekonomik ve stratejik faydalar vardır. Yenilenebilir enerji fiyatları dramatik bir şekilde düştü: enerji verimliliği ve rüzgar şimdi çoğu bölgede yeni fosil yakıt tesislerinden daha ucuzdur. Uzun vadeli güç satın alma anlaşmaları (PPAs) yenilenebilir geliştiriciler için istikrarlı elektrik maliyetleri kilitleyebilir ve bu tesislerin uçucu fosil yakıt fiyatlarından dolayı temiz enerji sağlayabilir.

Yenilenebilirleri Yüksek Hızlı Tren Güç Sistemlerine entegre etme yöntemleri

On-Site Generation Sağ-of-road

Yüksek hızlı demiryolu koridorları genellikle açık, kırsal manzaralar bol güneş ve rüzgar maruziyeti ile doludur. İstasyon çatılarında güneş panelleri, ses bariyerleri ve hatta yol kenarındaki ambankalar doğrudan yükler için güç üretebilirler. Örneğin, İngiltere'nin Ağı Rail birkaç istasyonda güneş dizilerini kullanmıyor. Bazı pilot projeler gürültü engellerini veya tren çatılarını entegre etti.

Rüzgar türbinleri de HSR altyapısının yakınında yer alabilir, radyo atmasını veya bıçak başarısızlık risklerini önlemek için pistlerden güvenli bir mesafe yerleştirilir. Küçük araç türbinleri depo sitelerinde sabit enerji kullanımı ile birleştirebiliyorlar. ancak, rüzgarın değişkenliği ve kateter hatlarının sabit gücü sinyal sistemleri için güvenli bir mesafe yerleştirilmeleri, nadiren tüm trafiğe yükleri kapsadığı anlamına gelir.

Grid Entegrasyon ve Güç Satın Alma Anlaşmaları

En ölçeklenebilir yöntem, demiryolu ağının yüksek yenilenebilir bir penetrasyonu olan bir ağa bağlantı açıyor. Yüksek hızlı tren genellikle aynı ağda enerji toplar (örneğin, 25 kV AC veya 2×25 kV otomatik geçiş ayarı Avrupa'da otomatik sistemler) Demiryolu operatörleri, demiryolunun kullanımına eşdeğer olarak eklenebilir.

İspanya gibi ülkeler, bu tür mekanizmalar aracılığıyla yaklaşık% 100 yenilenebilir enerjili yüksek hızlı hizmetler elde ettiler. Renfe, ulusal operatör, yeni yenilenebilir kapasiteleri kullanarak yenilenebilir sistemlerle uzun vadeli PPAs with Yenilenebilir geliştiricilerle işbirliği içinde çalışarak, akan operatörler ile işbirliği içinde çalışarak:0)Red Eléctrica de España).

Enerji Depolama Sistemleri

Güneş ve rüzgarın geçiciliği - gün/gündüz döngüleri, bulut kapakları, sakin dönemler - demiryolu operasyonlarının 7/24 talepleriyle yanlış bir uyum sağlamak. Enerji depolama köprüleri bu boşluğun üst istasyonlarda sorunsuz bir şekilde dağıtılır ve hatta trenlerden acil sinyal almak için yedekleme sağlar.

İstasyonsal depolamanın kullanılması, operatörlerin hizmetlerden gelen talep suçlamaları azaltmalarına, tasarruf maliyetlerinin düşürülmesine olanak sağlar. Japonya'nın 03.000T:0)JR Central[D: 1), kedinin geriliminin stabilize edilmesi ve ek alt istasyonlara ihtiyacı azaltmalarına yol açıyor.

Hidrojen ve Alternatif Yakıtlar

Hidrojen kesinlikle yenilenebilir bir enerji kaynağı değildir (bu yüzden hidrojen yakıt hücreleri henüz tam ana hat için geçerli değildir.Ancak, hidrojen kanallarını veya yedekli lokomotifleri veya deneysel düşük karbonlu trenler için yüksek hızlı trenler gerektirir - HSR için 8-10 MW - henüz tam ana hat için uygun değildir.

Yenilenebilir Enerjili Yüksek Hızlı Trende Küresel Vaka Çalışmaları

İspanya: Renfe'nin All-Renewable Commitment

İspanya, HSR için yenilenebilir entegrasyona yol açıyor. 2019 yılından bu yana Renfe, 2020 yılından bu yana yüksek hızlı trenleri için AVE ve uzun mesafe trenleri için% 2.500 $ 'ı kapsayan yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek hızlı bir ağla birlikte, yolcuya ortalama %81'i aşan bir şekilde bir araya getirdi.

Japonya: Shinkansen'de Güneş ve İnovasyon

Japonya'nın Shinkansen mermi trenleri uzun zamandır punctuality ve enerji verimliliği için biliniyor. JR East birkaç istasyonda güneş panelleri kurdu ve hala fosil yakıtlar ve nükleer üzerinde çalışıyor olsa da, demiryolu şirketi yenilenebilir hisselerini PPAs ve sanal metre ile artırmak için aktif olarak çalışıyor.

Fransa: SNCF'nin Solar Stratejisi

SNCF, kullanılmış olmayan bir arazinin 1 milyon metrekaresini kapsayacak hırslı bir program başlattı (eğitim istasyonları, depolar, kahverengi saha siteleri) 2025 yılına kadar güneş panelleri ile güneş panelleri.Ama bu hedef, TGV ağının %15'ini elde etmek için yeterli elektrik üretmek için yeterli.

Çin: Dünyanın en büyük HSR Ağı Yeşil'yı Geçiyor

Çin yüksek hızlı trenin 40.000 km'sini işletiyor - dünyanın geri kalanından daha fazlası, ızgara ağır kömür bağımlı kalıyor, ancak hükümet, yeni HSR projelerinin başlangıçta yenilenebilir enerjilerini kullandığı konusunda görev aldı. Çin, 2022 Kışın yüksek hızlı bir şekilde inşa edilmiş, Çin'in bir rüzgar, güneş enerjisi ve pompalanan hidroelektrik santralinin ölçeğinde %10'u temsil ediyor.

Yenilenebilir Entegrasyonda Zorluklar ve Çözümler

Grid Stability and Power Quality

Yüksek hızlı trenler büyük, dalgalanma yükleri çizer - özellikle istasyonlardan hızlanan Yenilenebilir kaynaklar güneş ve rüzgar gibi değişkendir ve aniden çıktıyı bırakabilir. Bu, traksiyon güç sistemi üzerinde frekans ve gerilim rahatsızlıkları yaratabilir.Bu, demiryolu operatörleri gelişmiş statik anlayıcıları (SVC) ve statik senkronizasyonları yönetmek için önemlidir.

Yüksek İlk Sermaye Maliyetleri

Güneş panelleri, rüzgar türbinleri veya demiryolu koridorunun binlerce kilometre boyunca otomobil bankaları önemli bir yükselişte olan yatırım gerektirir. Ancak, trend aşağı yukarı güneş PV maliyetleri 2000'den beri% 90 düşmüştü. Birçok hükümet bu tür altyapıya geri dönmek için sübvansiyonlar veya yeşil bağlar sunar.

Arazi Kullanımı ve Çevre Çatışmaları

Rail hakları-of-way lineer ve sık sık sık, büyük güneş çiftlikleri için mevcut alanı sınırlandırır. Gürültü bariyerleri veya istasyon çatıları üzerindeki paneller arazi satın alma sorunlarından kaçınır, ancak daha az enerji üretir. Büyük yenilenebilir projeler su vücutlarında sitesiz olmalıdır, ekstra iletim hatları ve arazi kullanımı izinleri tarım veya doğal habitatlarla çatışmayı gerektirir.

Politika ve Düzenleme

Birçok ülkede demiryolu güç sistemleri, küçük yenilenebilir tesisatlar için elektrik tekerleğine izin veremeyen kendi düzenleyici çerçeveleriyle ayrı “traction network” olarak muamele edilir. White Energy for All European Package and theDANINGFLT:0. Politika harmonization –örneğin, demiryolu operatörlerinin sanal PPAs ile doğrudan satın almalarına veya ağlayarak fazla güç satmalarına izin vermek için - Avrupa Birliği'nin tüm Avrupa paketi ve temiz Enerjiyi hızlandırabilir.

Future Perspectives: Teknoloji ve Sistemler

Tahmin ve Optimizasyon için Yapay Zeka

Değişken yenilenebilir enerjileri, hem yenilenebilir çıktı hem de tren gücü talep ettiği doğru gün-ahead ve intraday tahminleri gerektirir. Makine öğrenme modelleri, hava verilerini, tren programlarını optimize etmek ve tarihsel tüketim yüksek doğrulukla net yüklenebilir. Bu tahminler, yüksek yenilenebilir enerji yönetim sistemleriyle şarj veya deşarj depolama süresine karar verirken, yüksek yenilenebilir üretim süresini optimize etmek için de kullanılabilir.

Sonraki -Generation Energy Storage

Lityum-ion'un ötesinde, sağlam devlet pilleri, kullanım alanı kırmızıox akış pilleri ve yeşil hidrojen (daha uzun süreler için) tekrar bükülebilir. Akış pilleri, özellikle, sınırsız çevrim ömrü ve çiftleştirilmiş enerji / enerji kapasitesi, onları haftalık veya mevsimsel depolama için uygun hale getirmek, çünkü tren-grid uygulamaları için rejeneratifler sonunda ikinci basamaklı akışlar için ikinci basamaklar için tekrar birleştirilebilir.

Araç-to-Grid ve Biyön Şarj

Yüksek hızlı trenler elektrikli arabalar gibi park edilmezse, istasyonlarda sanal güç santralleri olarak istasyonlarda sabit batarya bankaları kullanmak konsepti uzatılabilir.Bir tren bir terimdeyken, gemide bataryaları (eğer donanımlı) teorik olarak şebekeyi desteklemek için istasyona geri yüklenebilir. Birkaç üretici HSRgrid'de sergilenebilir veya batarya-elektrikli yüksek hızlı trenler geliştirilebilir.Bu bataryalar, istasyonlarda bulunan terminallerde güneş kullanımında şarj edilebilir.

Akıllı çubuklar ve Demir İstasyonları için Mikrogridler

Demiryolu istasyonları, traksiyon gücünü, ticari kiracıları, kamu aydınlatmasını birleştiren enerji merkezleridir, EV yolcuları için şarj ve yedek yükler. Almanya ve Hollanda'daki istasyonlarda böyle mikrogridlere bağlı olarak, birleştirilmiş ısı ve güç ünitesi (if biogas) enerji maliyetlerini ve adanın kendisini daha geniş güç sistemi için dağıtabilir.

Lifecycle Carbon Muhasebe ve Sertifikalar

Yenilenebilir entegrasyonların emisyonları gerçekten azaltabilmesi için, operatörlerin 2 ve kapsamı 3 emisyon dahil olmak üzere sağlam karbon muhasebesini benimsemeleri gerekir. Yenilenebilir enerji sertifikaları (REC) veya kaynak satın alma garantileri yeni yenilenebilir kapasiteye yol açabilir - elektrik tüketilenlerin yenilenebilir gerçekleştirdiği %35 oranındaki inisiyatif) ve Green Network'ün bu tür iddialara standartlaştırmaya yönelik eski hidroelektrik ağının yol açtığı yüksek hızlı bir şekilde yatırım yapması gerekir.