VYUŽITÍ FOTOVOLTAICKÝCH ČLÁNKŮ K POHONU ŽELEZNIČNÍCH VOZIDEL

Bc. Radek Linhart

Master's thesis

Utilization of photovoltaic cells for railway vehicle drives

Abstract:

Obsah diplomové práce je členěn na čtyři části: V první části dojde k seznámení se základy fotovoltaické přeměny, přehledu koncepcí, typů a možností fotovoltaických článků. Zde jsou pro větší názornost zpracována data výroby elektrické energie ze střešní fotovoltaické elektrárny instalované v oblasti zájmu, jejíž výsledky jsou zobrazeny graficky. Druhá část analyzuje zadanou trať č. 012 Pečky Plaňany Bošice Kouřim. Zaobírá se energetickou bilancí této tratě, potřebou fosilních paliv nafty pro stávající neelektrifikovaný provoz. V neposlední řadě se věnuje návrhu drážního akumulátorového vozidla a infrastrukturou pro fotovoltaické nabíjení trakčních akumulátorů kolejového vozidla ve variantách umístění fotovoltaických článků ve stacionárních dobíjecích stanicích a také přímo na kolejovém vozidle. Třetí část se zaobírá výpočty potřebné energie PWR cyklu. Volbou akumulátorů dobíjecí stanice a drážního vozidla, stanovení výkonu a počtu FV panelů dobíjecí stanice. V této části také navrhujeme možnost provozu s FV panely umístěnými přímo na vozidle. Výpočty upravujeme dle reálných požadavků na dodaný výkon s rezervou proti nepřízni počasí. Ve čtvrté části se zabýváme zvýšením efektivity využití elektrické energie na elektrifikované trati Kolín Praha, kde u stanice Pečky řada vlaků brzdí rekuperací, při které vznikající energie nemůže být využita, jelikož je poblíž trakční měnírna (TM Pečky) a v trolejovém vedení se napětí udržuje na horní hranici nastavení ochran. Přetokem z rekuperace bychom napájeli dobíjecí stanici elektromobilů na P + R parkovišti Pečky, místo maření energie v odporových řadách.

Abstract:

The master thesis is divided into fourth parts: The first part is devoted to the basics of photovoltaic conversion, contains concepts, lists of types and possibilities of solar panels. For clarity, there are data processed in electricity production from roof - installed photovoltaic power plants with the results incorporated into charts. Second part analyzes appointed railway line no. 012 Pečky - Plaňany - Bošice - Kouřim. The analysis focuses itself on energetic balance of this line, fossil fuel consumption - oil fuel for existing non-electrified service. At last but not least, this part contains a proposals for railway accumulator train and infrastructure for photovoltaic charging traction accumulators of railway train of photovoltaic articles placed either in stationary rechargeable stations or directly in railroad vehicle. Third part contains calculation of energy needed for PWR cycle. The choice of accumulators for recharging station and railroad vehicle, determination of performance and number of PV panels of recharging station. In this section we suggest an operation with PV panels placed right in the vehicle. Calculations are adjusted according to real requirements for added performance with space for situations in bad weather. Forth part is focused on efficiency increase of electricity usage at electrificated track Kolín - Praha. Many trains brake at Pečky station using recuperation. Created energy can´t be used because of near by exchange station (TM Pečky) and voltage in trolley line is maintained at the top limit of security settings. Instead of wasting the energy in resistance series the overflow from recuperation would power recharging station for electric cars at P+R car park in Pečky.

Keywords

trať, kolejové vozidlo, energie, akumulátor, dobíjecí stanice, fotovoltaický článek (FV článek)

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 5. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 14. 6. 2017
• Supervisor: Ing. Petr Sýkora

University of Pardubice

Faculty of Transport Engineering

Master programme / field:
Transport Engineering and Communications / Electrical Engineering and Electronic Systems in Transport