Jak działa superkondensator w gdyńskiej sieci trolejbusowej?
W ramach projektu CIVITAS DYN@MO (Zadanie G2.2 Superkondensator dla większej efektywności sieci trolejbusowej) już w 2013 r. w sieci trolejbusowej został zainstalowany superkondensator, umożliwiający wykorzystanie energii z hamowania trolejbusów, a tym samym na podniesienie efektywności energetycznej transportu trolejbusowego w Gdyni.
W Polsce energia elektryczna wytwarzana jest w głównej mierze z węgla, co oznacza wysoki współczynnik emisji gazów cieplarnianych, dlatego tak istotne staje się stałe dążenie do ograniczania zużycia energii przez pojazdy elektryczne, takie jak dobrze znane mieszkańcom Gdyni trolejbusy. Nowoczesne technologie dają obecnie wiele możliwości dla ograniczenia zużycia energii.
Istnieje wiele metod ograniczenia zużycia energii elektrycznej. Nowoczesne elementy półprzewodnikowe powalają na minimalizację strat powstających w układzie sterowania silnikiem, obecne silniki elektryczne także mają coraz lepszą sprawność. Sprawność nowoczesnych układów napędowych w trolejbusach sięga aż 90%. Jednak to nie jest koniec. Sojusznikiem na drodze dalszego ograniczania energochłonności są też podstawowe prawa fizyki i techniki.
Cechą każdej maszyny elektrycznej jest możliwość pracy w dwóch kierunkach przepływu energii. W przypadku silników trakcyjnych oznacza to możliwość pracy prądnicowej w trakcie hamowania pojazdu, polegającej na zamianie energii kinetycznej pojazdu w energię elektryczną, skutkiem czego wytwarzany jest moment hamujący. Energia ta początkowo wytracana była w rezystorach hamowania znajdujących się w pojeździe. Rozwój konstrukcji napędów elektrycznych, a przede wszystkim półprzewodnikowych o wielkiej mocy spowodowało rozpowszechnienie się użycia tzw. rekuperacji w tramwajach i trolejbusach. Polega ona na odzyskiwaniu energii elektrycznej podczas hamowania pojazdu i ponownym jej wykorzystaniu.
W klasycznym układzie zasilania energia wytwarzana podczas hamowania odzyskowego może być zużyta przez inny, ruszający pojazd. Niestety, nie zawsze jest to możliwe, ponieważ w danym momencie może po prostu nie być żadnego innego trolejbusu, który rusza. Wówczas energia ta jest bezpowrotnie rozpraszana na ciepło i stracona. Rozwój nowoczesnych technologii akumulacji energii przynosi jednak rozwiązanie tego problemu. Możliwa jest jej akumulacja w specjalnych zasobnikach, które będą ją gromadziły aż do momentu gdy pojawi się możliwość odbioru tejże energii przez ruszający pojazd. Takimi „pojemnikami energii elektrycznej" są tzw. superkondensatory, które podobnie jak baterie, potrafią zakumulować energię elektryczną. Jednak w odróżnieniu od klasycznych baterii, superkondensator można naładować już w kilkanaście sekund. Dzięki temu jest on doskonałym „pojemnikiem", który umożliwia wykorzystanie energii hamowania.
W 2012 roku Spółka PKT podjęła decyzje – przy wsparciu funduszy UE w ramach projektu CIVITAS DYN@MO – o zastosowaniu zasobnika superkondensatorowego w gdyńskiej sieci trolejbusowej. Na miejsce jego lokalizacji wybrano podstację Wielkopolska w dzielnicy Karwiny. Zasila ona odcinek sieci o dużym nachyleniu, gdzie ze względu na częste podjazdy i zjazdy generowana jest znaczna ilość energii z rekuperacji.
Zasobnik UCER-01, którego producentem jest polska firma Medcom, został zainstalowany w 2013 roku. Po okresie optymalizacji układu sterowania został on przekazany do planowej eksploatacji i od tej pory każdego dnia gromadzi energię, która wcześniej tracona była bezpowrotnie.
Część trolejbusów w Gdyni jeszcze nie jest wyposażona w możliwość hamowania odzyskowego. Każdego roku jednak wprowadzane są do eksploatacji nowe pojazdy, więc jest szansa, że w niedługim czasie wszystkie pojazdy w gdyńskiej sieci trolejbusowej będą zdolne do odzysku energii elektrycznej. Wówczas ilość odzyskiwanej energii przez zasobnik może wzrosnąć, nawet do 20%.
Podsumowanie dotychczasowych wyników pracy zasobnika energii na podstacji Wielkopolska:
[Artykuł: PKT Gdynia, zdjęcie tytyłowe: Z. Zieleniak]
Komentarze