Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Zugehörige Dokumente
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Projektziele
(Deutsch)
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- Einflussgrössen der Aerodynamik auf den Energieverbrauch bei Zügen sind aufbereitet.
- Die Entwicklung der Flotte, Ihres Einsatzes sowie technischer Entwicklungen im Umfeld sind hinsichtlich ihrer Wirkung auf den zukünftigen Luftwiderstand im Bahnverkehr analysiert.
- Ansatzpunkte für Energieeffizienz-Massnahmen sind identifiziert und ihr Potenzial abgeschätzt.
- Konkrete Empfehlungen für die Vertiefungen von Massnahmen/ Strategien, um ein mögliches Potenzial auszuschöpfen, sind aufgezeigt.
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Abstract
(Deutsch)
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Die IC 2000 Doppelstock-Fernverkehrszüge bilden mit der Re 460 Lokomotive das Rückgrat des Fernverkehrs der SBB. Der aerodynamisch nicht besonders gestaltete Übergang zwischen der Lokomotive und dem ersten Wagen nach der Lok, dem AD-Wagen, ist historisch bedingt. Lok und Wagen wurden zeitlich getrennt voneinander beschafft. Diese Studie dient der Potentialanalyse möglicher Energieeinsparungen einer aerodynamischen Anpassung des Übergangs zwischen Lok und Wagen.
Um herauszufinden, wie viel Platz für mögliche Optimierungen am Wagen besteht, wurden zunächst zwei verfügbare geometrische Bauräume für mögliche Anpassungen ermittelt. Ein Bauraum für das aktuelle Rangierkonzept, ein weiterer Bauraum unter der Annahme, dass die AD-Wagen nur noch mit einstöckigen Wagen am Wagenende des Gepäckabteils gekuppelt werden dürfen. Mittels Strömungssimulationen wurden anschliessend Spoilerformen entwickelt und die resultierenden Fahrwiderstände des Zuges berechnet. Aus der Reduktion des aerodynamischen Widerstands wurde eine Reduktion des Energiebedarfes ermittelt. Unter Beibehaltung des aktuellen Rangierkonzepts wären die Energieeinsparungen jedoch zu klein, als dass sich eine vertiefte Analyse gelohnt hätte. Kann das Rangierkonzept angepasst werden, so werden die Energieeinsparungen auf 1.9 GWh pro Jahr geschätzt.
Unter den getroffenen Annahmen der Lebenszyklus-Kostenanalyse (Anpassung Rangierkonzept, generelle Machbarkeit, Abhängigkeit von Projektförderung, Umsetzungsdauer) ergibt sich eine Amortisationsdauer des Projektes von ca. 23 Jahren. Trotz der tiefen Wirtschaftlichkeit wäre aus Sicht des Energiesparprogramms eine Weiterführung des Projekts auch aus Gründen der Aussenwirkung wünschens-wert. Zusammen mit den Systembereichen der Flottentechnik wurde jedoch entschieden, das Projekt aufgrund der tiefen Wirtschaftlichkeit abzubrechen.
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Abstract
(Englisch)
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Together with the Re 460 locomotive, the IC 2000 double-decker long-distance trains form the backbone of SBB's long-distance services. The transition between the locomotive and the first carriage after the locomotive, the AD carriage, is not particularly aerodynamically designed for historical reasons. The locomotive and carriages were acquired at different times. This study serves to analyse the potential energy savings of an aerodynamic adaptation of the transition between locomotive and wagon.
In order to find out how much space is available on the wagon for possible optimizations, two available geometric installation spaces for possible adaptations were first determined. One installation space for the current shunting concept, another installation space under the assumption that the AD carriage may only be coupled with single-deck carriages at the end of the luggage compartment. Using flow simula-tions, spoiler shapes were then developed and the resulting running resistances of the train were calcu-lated. The reduction of the aerodynamic resistance results in a reduction of the energy demand. How-ever, if the current shunting concept is retained, the energy savings would be too small to justify a more in-depth analysis. If the shunting concept can be adapted, the energy savings are estimated at 1.9 GWh per year.
Based on the assumptions of the life cycle cost analysis (adaptation of the shunting concept, general feasibility, dependence on project funding, implementation period), the payback period of the project is approximately 23 years. Despite the low economic efficiency, from the point of view of the energy saving program, a continuation of the project would be desirable, also for reasons of external impact. However, together with the system engineers, it was decided to terminate the project due to the low economic efficiency.
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Abstract
(Französisch)
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Les compositions IC 2000 à deux étages forment avec les locomotives Re 460 l’épine dorsale du trafic grandes lignes des CFF. La transition géométrique entre la locomotive et le premier wagon – le wagon AD – n’est pas optimale d’un point de vue aérodynamique, ceci pour des raisons historiques. En effet, la locomotive et les wagons à deux étages IC 2000 ont été acquis séparément. Cette étude fournit une analyse du potentielle des économies d’énergie possibles d’une adaptation aérodynamique de l’inter-face entre locomotive et wagon.
En premier lieu, deux espaces géométriques de construction ont été analysés pour déterminer les li-mites de conception. Un espace de construction pour le concept actuel de la manoeuvre ainsi qu’un concept partant de l’hypothèse où les wagons AD peuvent être attelées uniquement à des voitures à un étage à l’extrémité du compartiment bagage.
À l’aide de simulations numériques des écoulements des fluides, plusieurs formes de diffuseur ont pu être développées et la force de traînée résultante évaluée sur la composition du train. À partir de la diminution de résistance aérodynamique, le potentiel de réduction du besoin énergétique a été déter-miné. Avec le concept actuel de manoeuvre, on peut s’attendre à des économies d’énergie de 1.6 GWh par an tout en conservant le concept de manoeuvre actuel. Si le concept de manoeuvre peut être adapté, les économies d’énergie sont estimées à 1.9 GWh par an.
Sur la base des hypothèses retenues dans l’analyse LCC (adaptation du concept de manoeuvre, faisa-bilité générale, financement du projet, période de mise en oeuvre), la période de retour sur investisse-ment du projet est de 23 ans. Du point de vue programme d’économie d’énergie, il est donc recom-mandé de passer à la phase suivante. Il a cependant été décidé, en étroite collaboration avec les dé-partements systèmes de la technique de la flotte, d’abandonner le projet en raison du manque de pers-pectives économiques viables.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Zugehörige Dokumente
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