Накопитель кинетической энергии
Download
1 / 21

Накопитель кинетической энергии для эффективного использования рекуперированной энергии - PowerPoint PPT Presentation


  • 347 Views
  • Uploaded on

Накопитель кинетической энергии для эффективного использования рекуперированной энергии электрифицированного транспорта. Проблема экономии энергии на городском транспорте и её решение. Малое использование рекуперированной энергии на городском транспорте

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Накопитель кинетической энергии для эффективного использования рекуперированной энергии ' - ananda


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Накопитель кинетической энергии

для эффективного использования

рекуперированной энергии

электрифицированного транспорта


Проблема экономии энергии на городском транспорте и её решение

Малое использование рекуперированной энергии на городском транспорте

Троллейбус может рекуперировать энергию. Но практически вся рекуперированная энергия электрифицированного транспорта «сжигается» на тормозных резисторах и повторно не используется

ПРОБЛЕМА

Применение маховичных накопителей позволит эффективно использовать

рекуперированную энергию

Режим быстрого запасения энергии с последующей быстрой отдачей, для применения на городском электрифицированном транспорте (трамвай, троллейбус)

РЕШЕНИЕ


Конструкция и принцип работы НКЭ городском транспорте и её решение

Электрическая энергия подается на мотор-генератор, раскручивающий «высокоэнергетичный маховик», каждый из которых накапливает 4,1 МДж (1,2 кВт*час) энергии.

Накопитель энергии комплектуется блоком управления.

Когда возникает необходимость, мотор-генератор преобразует накопленную кинетическую энергию обратно в электрический ток и выдает потребителю.

Электрическая энергия

Запасение (зарядка)

Механическая энергия

(вращение маховика)

Отдача (разрядка)


Накопитель кинетической энергии НКЭ-1В

Продукт сертифицирован по ГОСТ Р


Запасение НКЭ-1В

Отдача

Режим рекуперации (городской электротранспорт)

Торможение

Стационарная система рекуперации энергии

для электрифицированного городского

транспорта на основе накопителя кинетической энергии


Подключение стационарного НКЭ к контактной сети

Связь напрямую с участком контактной сети.

Не требуется подключения к подстанции.


Троллейбус Миасса контактной сети

  • Троллейбусная система в Миассе включает 27 остановок, депо, 54 троллейбуса

  • Средний интервал движения на одной остановке 5 мин.

  • Потенциал рекуперации энергии в сутки по всем линиям ~ 12000 кВт*час; в год ~ 4 млн. кВт*час

  • Экономия может составить 8 млн. руб. или более 530 тысяч поездок пассажиров!


Применения НКЭ для рекуперации энергии троллейбуса

Сейчас рекуперированная энергия торможения повторно в сети практически не используется. С применением НКЭ она может полностью направляться на разгон вагона.


Расчет числа накопителей на 1 остановку

Троллейбус (1 вагон, тара) – 10750 кг.

Vн= 0 м/с

Vк= 15 м/с

l = 500 м

g = 9,8 м/с

k = 0,002

Кол-во пассажиров (122 чел) –9 760 кг.

Общая масса – 20 510кг.

А движ. = m (v2н – v2к) /2 = 2,3 МДж

А сопр. = F * l = m g k l = 0,4 МДж

Общая работа = 2,7 МДж

Общее количество накопителей - 1 НКЭ

(с расчетом на одновременное торможение

2-х троллейбусов)

Накопленная энергия разгоняет вагон

от 0 км/час до 40-45 км/час.


Расчет экономических показателей на 1 остановку

Выдача запасенной в НКЭ энергии для разгона 1 троллейбуса

>2,3 МДж ≈ 0,8 кВт*часов

За 20 часов через остановку проходит 400 троллейбусов в обе стороны

Общий объем рекуперированной электроэнергии выданной на разгон троллейбусов в сутки : 280 кВт*часов

Срок окупаемости НКЭ ~3,5 года

Срок службы НКЭ – 25 лет.

Цена потребленной электроэнергии

из расчета 2 рубля за 1 кВт*час

составляет 560 рублей в сутки

Общая экономия в год с одной остановки составляет 204 400 рублей (без учета торможений на светофорах и др.)

Если НКЭ установить на 25 остановках

Экономия за год:

5 110 000 рублей


Примеры использования рекуперативной системы на городском транспорте

  • Европейский экспериментальный аналог – стационарный НКЭ для использования рекуперированной энергии трамваев.

  • Экономия на участке контактной сети - до 30% годового энергопотребления.


Макет НКЭ на совместном стенде с ОАО «ВНИИЖТ»

Выставка «EXPO – 1520», сентябрь 2011г.

07.01.2013


Экспериментальные исследования динамического накопительного комплекса в режиме рекуперации энергии подвижного состава


Моделируемая система динамического накопительного комплекса в режиме рекуперации энергии подвижного

Была смоделирована система энергоснабжения электроподвижного состава: контактная сеть + НКЭ.

Режим движения ЭПС:


НКЭ на стенде в ходе испытаний динамического накопительного комплекса в режиме рекуперации энергии подвижного


Моделирование динамического накопительного комплекса в режиме рекуперации энергии подвижного

режима рекуперации

Обороты маховика

Ток в моторе

Напряжение звена пост. тока

Разгон

Стоянка

Рекуперация


Выводы динамического накопительного комплекса в режиме рекуперации энергии подвижного

Испытания показали успешную работу стационарного НКЭ в режиме рекуперации энергии подвижного состава.

Экономия энергии при разгоне одного вагона трамвая или троллейбуса составляет ~0,7 кВт*часов. Через оживленные платформы в сутки проходит до 400 трамваев/троллейбусов.

На территории Москвы порядка 800 трамвайных остановок. Помимо этого вагоны тормозят на светофорах и в пробках.

Годовая экономия электроэнергии на 1 НКЭ по Москве составит ~ 102 200 кВт*часов (только на одном участке с остановкой, без учета торможения на светофорах).

Предварительный расчет показывает окупаемость НКЭ в течение 4 лет (только по остановкам, без учета светофоров).

Стационарный НКЭ может работать с трамваями и с троллейбусами.

Срок службы НКЭ составляет 25 лет.

Для выполнения проекта может быть реализован энергосервисный контракт.


Выгоды от использования НКЭ динамического накопительного комплекса в режиме рекуперации энергии подвижного

  • Применение стационарных маховичных накопителей позволит обеспечить:

  • существенную экономию потребления энергии, затрачиваемой на разгон троллейбуса/трамвая, за счет рекуперации

  • существенное снижение бюджетных затрат на содержание предприятия городского транспорта

  • более плавное, без рывков, движение вагонов при разгоне и торможении

  • стабилизацию напряжения в контактной сети

  • увеличение ресурса оборудования тяговых подстанций

  • снижение затрат на модернизацию действующих и строительство новых подстанций

  • создание новых рабочих мест

  • снижение тепловой нагрузки на окружающую среду

  • Задействование потенциала Миасского филиала ЮУрГУ.

  • Применение НКЭ также положительно скажется на качестве работы городской энергосистемы в целом.


Рынок городской рекуперации динамического накопительного комплекса в режиме рекуперации энергии подвижного

  • Всего в РФ городов с троллейбусным движением – 86.

  • Также имеются 80 троллейбусных систем в городах стран СНГ.

  • При условии размещения в каждом таком городе порядка 50 накопителей для обеспечения использования рекуперированной энергии на разгон троллейбусов, объем экономии энергии только по России составит не менее 400 млн. кВт*часов в год или в денежном выражении порядка 1 млрд. руб.


Предложения администрации г. Миасса

  • Провести опытную эксплуатацию стационарного накопителя энергии на одном из участков движения городского троллейбуса Миасса.

  • Разработать и реализовать для этого проекта энергосервисный контракт при поддержке областной и муниципальной администраций.


Контактная информация Миасса

Корпорация «Русский сверхпроводник»

Генеральный директор:

Александр Кацай

Тел.: 8-916-248-02-44E-mail: [email protected]: www.rhsc.ru


ad