Использование энергии торможения в транспортных средствах – рекуперация – в последнее время получает повсеместное распространение. Системы рекуперации успешно используют не только в болидах формулы один, но и в электрических поездах и поездах метро. Такой подход позволяет сделать электрические составы одним из самых экологически чистых видов транспорта, совмещая это с высокой энергетической эффективностью.
Со стороны может показаться, что в использовании энергии торможения нет ничего сложного или хитроумного. Вместе с тем, этот процесс создает массу трудностей для владельцев электрических сетей, которые постоянно работают над их преодолением.
Одной из основных проблем является поддержания стабильности сети, отвечающей за ее эксплуатацию. Поскольку торможение является краткосрочной операцией, в результате которой за небольшой промежуток времени выделяется приличное количество электрической энергии, дополнительный контактный рельс имеет несколько усиленное напряжение, поскольку конструктивно они не являются идеальным средством для подобных целей. Используемая система имеет строго лимитируемые рамки допустимого напряжения, а возникающие излишки становятся причиной побочной активной нагрузки, уходящей на ее разогрев. Из этого следует, что в условиях существующей инфраструктуры железнодорожного транспорта невозможно создать высокоэффективную систему рекуперации, поскольку велика вероятность возникновения разбалансировки сети.
Решением подобных вопросов заинтересовалось Транспортное Управление юго-востока Пенсильвании, запустившее проект, целью которого является оптимизация использования процесса рекуперации. Проведенные масштабные исследования и эксперименты показали, что вместо суперконденсаторов огромной мощности целесообразней использовать банки аккумуляторных батарей созданных по литиево-ионной технологии. Они способны в сжатые сроки осуществить сбор избыточной энергии из подведенной электрической сети и отдать ее обратно при возникновении на то необходимости. Кроме того, с их использованием станет возможна передача электрической энергии в региональную сеть, тем самым выходя за рамки локальной электролинии. Такими аккумулирующими установками планируется оснастить электрические поезда тринадцати восточных штатов, а также округа Колумбия.
В используемой контактной сети будет произведена инсталляция пяти-шести повышающих станций, которые будут представлять собой подстанции с аккумулирующими батареями. Используемые аккумуляторы специальной разрабатывались для приема 500 КВтч энергии с общей мощностью полтора мегаватта. Их емкость сопоставима с емкостью двухсот восьмидесяти аккумуляторных батарей, применяемых в автомобиле Toyota Prius. Если будет наблюдаться падение напряжения в сети, эти аккумуляторные блоки будут использованы для его компенсации, обеспечивая тем самым стабильную работу.
Контроль над функционированием и эффективностью новой системы будет осуществляться с использованием передового программного обеспечения. Если расчеты специалистов подтвердятся, эффективность электрического транспорта будет ощутимо повышена, что сделает его еще более дружественным экологически и энергоэффективным.{odnaknopka}