Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Zugehörige Dokumente
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Zugehörige Dokumente
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Projektziele
(Französisch)
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- Analyse des données énergétiques disponibles
- Liste des mesures envisageables pour réduire la consommation d’énergie
- Quantification par modélisation des différentes mesures envisagées avec évaluation en terme de coût /efficacité et temps de parcours
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Abstract
(Deutsch)
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Die Freiburgische Verkehrsbetriebe Infrastruktur AG (TPF) hat sich Energieeinsparungen auf ihrem 900-V-DC-Netz zum Ziel gesetzt. TPF hat daher ENOTRAC beauftragt, mittels einer Energiestudie die nötigen Grundlagen zu erarbeiten, damit anschliessend möglichst effiziente Massnahmen formuliert und umgesetzt werden können.
Diese Studie, welche im vorliegenden Bericht dokumentiert ist, wurde mittels Simulationsrechnungen durchgeführt. Diese liefern für jede der untersuchten Massnahme den resultierenden Leistungs- und Energiebedarf. Der Vergleich der Ergebnisse der verschiedenen Szenarien erlaubt somit die Quantifizierung der eingesparten Energie als auch der Reduktion der Leistungsspitzen. Mittels Simulationen wurden die folgenden Massnahmen untersucht: ökologischer Fahrstil, Integration von Wechselrichtern, Netzkopplung mit der MOB, Erhöhung der Spannung bei Rekuperations-Bremse sowie spannungsabhängige Regelung der Heizung des Fahrgastraums.
Die Studie zeigt und bestätigt grundsätzlich das Potential der Massnahmen zur Reduktion des Energieverbrauchs. Ein grosses Potential für Energieeinsparungen ist insbesondere durch eine energiesparende Fahrweise („coasting“) zu erwarten. Die tatsächlichen Einsparungen sind jedoch stark vom künftigen Fahrplan abhängig - im Speziellen von der Möglichkeit, die heutigen Fahrzeitreserven hierfür auch nutzen zu können.
Allein die Erhöhung der zulässigen Spannung beim Rekuperieren ermöglicht eine signifikante Energieeinsparung – aktuell ist diese Spannung für die neuen Fahrzeuge aus Kompatibilitätsgründen mit dem noch alten Rollmaterial tiefer als eigentlich möglich/sinnvoll angesetzt. Mit einer höheren Spannung kann die rekuperierte Energie wesentlich weiter transportiert werden, was dazu führt, dass tendenziell mehr potentielle Abnehmer von Bremsenergie vorhanden sind. Die Ergebnisse haben weiter gezeigt, dass ohne Erhöhung der zulässigen Spannung für das Bremsen die Massnahme "Wechselrichter" auf keinen Fall rentabel sein kann – und auch mit Erhöhung der Spannung nur unter gewissen Bedingungen.
Die Kopplung der 900 VDC Netze der TPF und der MOB (Montreux – Berner Oberland Bahn) erlaubt erhebliche Einsparungen bei relativ moderaten Investitionskosten. Durch die Kopplung entsteht die Möglichkeit eines Energieaustausches zwischen den Fahrzeugen beider Betreiber. Die Umsetzung dieser Massnahme wird daher als sinnvoll erachtet. Die aktive Regelung der Heizung des Fahrgastraums bietet zwar auch Potential, erfordert jedoch noch weitere Abklärungen zur technischen Machbarkeit und zu den Kosten für die Umsetzung.
Als nächster Schritt gilt nun die Umsetzung der Massnahmen, die sich als rentabel gezeigt haben. Massnahmen, die unter den heutigen Bedingungen nicht als profitabel erscheinen, sollen zu gegebener Zeit erneut evaluiert werden.
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Abstract
(Englisch)
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The Transports publics fribourgeois Infrastructure (TPF) aim energy saving on their 900 VDC traction network. In order to reach this objective on the most efficient way, TPF mandated ENOTRAC with an energy study. In this study, ENOTRAC simulated the implementation of different energy saving measures. The load flow simulations allow to know very precisely the energy consumption and power flow of every simulated scenario and, by comparing them to each other, to determine the potential energy saving as well as the possible reduction of power peaks. The investigated scenarios were exploring possible measures regarding the operation (driving style), the power supply infrastructure (use of substations with inverters, linking of TPF and MOB networks) and the rolling stock (rheostatic braking characteristics, power-management for heating in passenger area).
Basically, the study confirms the saving potential of the investigated measures. It particularly shows a significant saving potential with a “coasting” driving style. However, the real saving will highly depend on the future timetable, particularly the effective possibility to reuse the driving time margin. The simulations also show that the increase of the maximal braking voltage on the new vehicles (presently below the allowed maximum, in order to insure compatibility with the older rolling stock’s characteristics) could allow significant energy saving thanks to the higher amount of energy that can be recovered by other trains on the network. Moreover, this measure allows to increase significantly the energy part recovered by the inverters. As simulations show, inverters are proven to be economically not profitable under present brake settings conditions.
The electric coupling between the TPF and MOB (Montreux – Berner Oberland Bahn) networks on 900 VDC level allows energy exchange between the vehicles of both operators, thus resulting into a substantial energy saving with moderate costs. This implementation is therefore recommended. The evaluated active heating management provides certain outlook, but would require to deepen the issue regarding technical feasibility and implementation costs.
The next step is to implement the measures that were proven to be cost-effective. In due time, the measures that aren’t profitable under current conditions, should be re-evaluated.
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Abstract
(Französisch)
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Les Transports publics fribourgeois Infrastructure SA (TPF) ont projeté des économies d'énergie sur leur réseau traction 900 V à courant continu. Pour y parvenir de la façon la plus efficace possible, les TPF ont mandaté ENOTRAC pour une étude énergie. Pour cette étude, documentée dans le présent rapport, ENOTRAC a simulé l’application de diverses pistes d’économies. Les simulations permettent de connaître précisément la consommation de chacun des scénarios et, par comparaison entre eux, de déterminer l’économie d’énergie possible ainsi que le facteur de réduction des pointes de puissance. Les scénarios étudiés concernent l’exploitation (style de conduite), l’infrastructure d’approvisionnement électrique (implantation d’onduleurs, couplage avec le réseau MOB) et le matériel roulant (caractéristique du freinage régénératif, gestion du chauffage des compartiments voyageurs).
De façon générale, l’étude démontre le fort potentiel d’économie des pistes étudiées. La rentabilité, en revanche, n’est pas donnée pour toutes les pistes. Le potentiel d’économie d’un style de conduite économique de type « marche sur l’erre » est en particulier très élevé. L’économie réelle dépendra cependant fortement de l’horaire futur, en particulier de la possibilité effective d’utiliser la marge horaire.
Les simulations montrent également que le rehaussement du niveau maximal de la tension au freinage des nouveaux véhicules (actuellement en dessous du maximum autorisé, afin d’assurer la compatibilité avec le matériel roulant plus ancien) permettrait, en soi, une économie d’énergie non négligeable par l’augmentation du taux d’énergie récupérée par les autres véhicules sur le réseau. De plus, cette mesure permettrait également de tirer meilleur profit des onduleurs étudiés qui, avec le réglage actuel des véhicules, ne sont pas rentables.
Le couplage des réseaux TPF et MOB (Chemin de fer Montreux – Oberland Bernois) au niveau 900 VDC permet une économie sensible avec un investissement relativement modeste grâce à l’échange d’énergie qui est rendu possible entre les trains des deux exploitants. La mise en oeuvre de ce couplage est recommandée. La gestion active du chauffage offre certaines perspectives, mais demande d’approfondir certaines questions concernant la faisabilité technique et les coûts de mise en oeuvre.
Il appartient désormais aux TPF de mettre en oeuvre les mesures dont la rentabilité a été démontrée et, le moment venu, de refaire le point sur celles dont le retour sur investissement n’est pas donné dans les conditions actuelles.
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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