Description succincte
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Documents annexés
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Objectifs du projet
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- Eruieren von vorteilhaften Massnahmen im Streckennetz bzw. an Trams zur verbesserten Nutzung der rekuperierten Energie
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Résumé des résultats (Abstract)
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Das Ziel vorliegender Studie war, das Potential diverser Massnahmen zur Reduktion der ungenutzten Bremsenergie im Traktionsstromversorgungsnetz der Basler Verkehrs-Betriebe (BVB) zu quantifizieren. Obschon der Fokus klar auf der technischen Seite lag, wurde auch eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchgeführt, welche der BVB zusätzlich als Grundlage für die zukünftige Strategie zum Thema Energieeffizienz dienen soll.
In einem ersten Durchgang wurde der Nutzen von potenziellen Energiesparmassnahmen simulatorisch untersucht und die Ergebnisse einander gegenübergestellt. Basierend auf den Ergebnissen aus der ersten Simulationsreihe wurden gemeinsam mit der BVB weitere Massnahmen definiert. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass wohl an einigen Stellen im BVB-Netz durch die einseitigen Speisungen die Vermaschung zu gering ist, um die Bremsenenergie durch andere Fahrzeuge zu nutzen. Daher wurde zusätzlich untersucht, momentan eher „isolierte“ Abschnitte mittels Schalthandlungen über neue 2-seitige Sektorspeisungen zusammenzuschalten.
Es wurden dabei fünf spezifische Speisegebiete definiert, welche in einem zweiten Durchgang wiederum mittels FABEL-Simulationen überprüft wurden. Als Speisegebiet wird dabei ein Netzbereich bezeichnet, in welchem Speiseabschnitte explizit zusammengeschaltet sind. Dies bewirkt einerseits, dass in diesem Gebiet mehr Fahrzeuge die anfallende Bremsenergie nutzen können und anderseits, dass auch der Einflussbereich einer möglichen stationären Massnahme (Wechselrichter oder Energiespeicher) vergrössert werden kann. Zusätzlich wurde also für jedes Speisegebiet jeweils auch eine Simulation mit Einsatz eines Wechselrichters durchgeführt. Weiter wurde mit Simulationen der Nutzen einer möglichen Gesamtlösung berechnet, in welcher die Kombination der untersuchten Speisegebiete, zwei Wechselrichter sowie die Massnahme „Erhöhung der Bremsspannung“ berücksichtigt ist.
Jede der überprüften Massnahmen zeigte sich positiv auf die Thematik der Energieeinsparung. Jedoch war nicht jede Massnahme gleich effizient bzw. wirtschaftlich. Die grösste Energieeinsparung mit nahezu 3’000MWh würde der «mobile Energiespeicher» bewirken, eine Nachrüstung der aktuellen Fahrzeugflotte ist aber nicht wirtschaftlich (Payback > 50Jahre). Kosten-Nutzen-Sieger ist die Massnahme «Zusammenschalten von Speisesektoren» mit bis zu 1’100MWh und einem geschätzten Aufwand von <10’000CHF.
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Résumé des résultats (Abstract)
(Anglais)
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The aim of this study was to quantify the potential of various measures to reduce unused braking energy in the traction power supply network of Basler Verkehrs-Betriebe (BVB). Although the focus was clearly on the technical side, an economic feasibility study was also carried out, which BVB will also use as a basis for its future strategy on energy efficiency.
In a first round, the benefits of potential energy-saving measures were examined in a simulatory manner and the results were compared. Based on the results of the first series of simulations, further measures were defined together with BVB. The results have shown that at some points in the BVB network the meshing is probably too small due to the one-sided feeds in order to use the braking energy by other vehicles. For this reason, an additional investigation was made into the possibility of interconnecting currently rather "isolated" sections by means of switching operations via new two-sided sector feeds.
Five specific feeding areas were defined, which were checked again in a second pass by means of FABEL simulations. A feed area is a network area in which feed sections are explicitly interconnected. On the one hand, this means that more vehicles can use the braking energy generated in this area and, on the other hand, that the area of influence of a possible stationary measure (inverter or energy storage) can be increased. In addition, a simulation with the use of an inverter was carried out for each feeding area. Furthermore, simulations were used to calculate the benefit of a possible overall solution, in which the combination of the examined feeding areas, two inverters as well as the measure "increase of the braking voltage" is considered.
Each of the examined measures showed a positive effect on the topic of energy saving. However, not every measure was equally efficient or economical. The greatest energy saving, almost 3’000 MWh, would be achieved by the "mobile energy storage unit", but retrofitting the current vehicle fleet is not economical (payback > 50 years). The cost-benefit winner is the measure "Interconnection of feeding areas" with up to 1'100 MWh and an estimated cost of <10'000 CHF.
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Résumé des résultats (Abstract)
(Français)
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L'objectif de cette étude était de quantifier le potentiel de diverses mesures visant à réduire l'énergie de freinage non utilisée dans le réseau d'alimentation en énergie de traction de la Basler VerkehrsBetriebe (BVB). Bien que l'accent ait été clairement mis sur l'aspect technique, une étude de faisabilité économique a également été réalisée, que le BVB utilisera également comme base pour sa future stratégie en matière d'efficacité énergétique.
Dans un premier temps, les avantages des mesures d'économie d'énergie potentielles ont été examinés de manière simulatoire et les résultats ont été comparés. Sur la base des résultats de la première série de simulations, d'autres mesures ont été définies en collaboration avec la BVB. Les résultats ont montré qu'à certains points du réseau BVB, le maillage est probablement trop petit en raison des alimentations unilatérales pour que l'énergie de freinage puisse être utilisée par d'autres véhicules. Pour cette raison, une enquête supplémentaire a été menée sur la possibilité d'interconnecter des sections actuellement plutôt "isolées" au moyen d'opérations de commutation via de nouvelles alimentations sectorielles bilatérales. 2/76 Projekt P-167 Nutzung von Rekuperationsenergie im BVB-Netz, Yves Flückiger, Basler Verkehrs-Betriebe.
Cinq zones d'alimentation spécifiques ont été définies, qui ont été vérifiées à nouveau lors d'un second passage au moyen de simulations FABEL. Une zone d'alimentation est une zone de réseau dans laquelle les sections d'alimentation sont explicitement interconnectées. Cela signifie, d'une part, que davantage de véhicules peuvent utiliser l'énergie de freinage générée dans cette zone et, d'autre part, que la zone d'influence d'une éventuelle mesure stationnaire (onduleur ou stockage d'énergie) peut être augmentée. De plus, une simulation avec l'utilisation d'un onduleur a été réalisée pour chaque zone d'alimentation. En outre, des simulations ont été utilisées pour calculer l'avantage d'une éventuelle solution globale, dans laquelle la combinaison des zones d'alimentation examinées, deux onduleurs ainsi que la mesure "augmentation de la tension de freinage" est prise en compte.
Chacune des mesures examinées a montré un effet positif sur le thème des économies d'énergie. Cependant, toutes les mesures n'ont pas été aussi efficaces ou économiques. La plus grande économie d'énergie, près de 3’000 MWh, serait réalisée grâce à l'"unité mobile de stockage d'énergie", mais la modernisation du parc automobile actuel n'est pas économique (délai de récupération > 50 ans). La mesure la plus rentable est la mesure "Interconnexion des secteurs alimentaires", avec un maximum de 1’100 MWh et un coût estimé à <10’000 CHF.
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Publications / Résultats
(Allemand)
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Documents annexés
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