Когда вы видите, как гибридный локомотив подъезжает к станции, вы, возможно, не осознаете, что он тихо выполняет удивительно умную задачу — рекуперирует энергию, затрачиваемую при торможении, и сохраняет ее для дальнейшего использования!
За этим стоит «черная технология» - система рекуперативного торможения. Сегодня мы откроем ее принцип работы и посмотрим, как гибридный локомотив превращает отходы в ценность!
1. Рекуперация энергии для повторного использования!
Локомотив на новой энергии значительно повышает эффективность использования энергии за счет применения передовых технологий рекуперации энергии, позволяющих хранить электроэнергию, генерируемую при электрическом торможении, в устройствах хранения энергии для повторного использования.
Преимущество: во-первых, экономия топлива (снижение расходов топлива); во-вторых, охрана окружающей среды (сокращение выбросов углерода); в-третьих, уменьшение механического износа (понижение частоты замены тормозной колодки).
2. Как осуществляется рекуперация энергии торможения?
Весь процесс можно разделить на 5 ключевых этапов:
(1) При торможении машинистом запускается система рекуперативного торможения
Когда машинист приводит в действие тормоза, система управления запускает электрическое торможение (а не прямое фрикционное торможение) по интеллектуальному суждению.
(2) Электродвигатель превращается в генератор
Тяговый электродвигатель гибридного локомотива является реверсивным:
При нормальном движении: электродвигатель потребляет электроэнергию для привода колес.
При торможении: инерция локомотива приводит электродвигатель к вращению, двигатель превращается в генератор и начинает вырабатывать электроэнергию!
(3) Как преобразуется и хранится электрическая энергия?
Переменный ток (AC), генерируемый генератором, преобразуется в постоянный ток (DC) через преобразователь. Большая часть этого постоянного тока затем передается в устройство хранения энергии, а меньшая часть питает вспомогательную систему локомотива. В устройстве хранения энергии обычно используются литиевые батареи или суперконденсаторы.
(4) Как используется восстановленная электрическая энергия?
Полученная электроэнергия может быть использована для привода локомотива или для питания бортового оборудования, что позволяет снизить нагрузку на двигатели локомотива и сократить расход топлива.
(5) Что делать, если тяговый аккумулятор полностью заряжен или не заряжается?
Система управления локомотивом обладает интеллектуальными возможностями оценки, определяя количество энергии, подлежащее рекуперации, на основе как скорости движения поезда, так и состояния аккумуляторной батареи. Если мощность электрического тормоза окажется недостаточной, система автоматически включит фрикционный тормоз, чтобы обеспечить безопасную остановку локомотива.
Благодаря достижениям в области технологий аккумуляторных батарей и суперконденсаторов эффективность рекуперации энергии будущих гибридных локомотивов будет значительно повышена, что потенциально позволит достичь «торможения с нулевой излишней тратой энергии»!
