В мире, так же как и в России, развивается гибридный электротранспорт, и в частности, гибридный городской электротранспорт, каким является трамвай, троллейбус, метро. Под словами «гибридный электротранспорт» подразумевается гибрид «электро-электро», когда электротранспортное средство оснащается собственным дополнительным источником тока. Гибридизация городского электротранспорта продиктована, наряду с высокой экологичностью последнего, потребностью в большей или меньшей независимости от основного источника энергии (контактной сети). Это необходимо как для решения вопросов безопасности пассажиров, так и для соблюдения графика перевозок.
Тенденция оснащения городского электротранспорта собственным источником тока имеет три основных направления.
Первое направление – это решение проблемы, становящейся всё более актуальной для больших городов, – объезд пробок. Троллейбус как «привязанное» транспортное средство не имеет достаточной свободы манёвра для объезда иногда даже неправильно припаркованного автомобиля. Основная задача в данном случае – это автономный пробег в 100...150 м без питания от контактной сети. Эта же задача – убрать транспортное средство из опасной зоны (поворот, перекресток и.т.д.) или доехать до ближайшей остановки – ставится и в случае внезапного пропадания внешнего питания, причем относится это ко всем видам электротранспорта.
Второе направление – это обеспечение достаточно продолжительного автономного хода на расстояния 3...5 км. Эта потребность обусловлена необходимостью убрать подвесную контактную сеть из исторической части города для обеспечения лучшего обзора историко-архитектурных памятников и, тем самым, повышения туристической привлекательности городов, а также необходимостью временно менять конфигурацию маршрута или осуществлять ремонт контактной сети без прерывания графика движения электротранспортных средств.
Третье направление – это задачи энергосбережения и рекуперативного использования энергии торможения. В электротранспорте традиционно применяется так называемое электродинамическое торможение – торможение за счёт генерации электроэнергии тяговым двигателем. В связи с отсутствием возможности полезной утилизации сгенерированной энергии она рассеивается на тормозных реостатах. В то же время утилизация энергии, сгенерированной при торможении, с последующим использованием её при разгоне позволяет экономить до 40% общего потребления городского электротранспорта (Bowling Green University, IL, 2002–2004). Кроме того, в этом случае контактная сеть разгружается от пиковых нагрузок при разгоне и, соответственно, снижается нагрузка на всю инфраструктуру обеспечения тяговым током. В городах с дефицитом электроэнергии применение рекуперации на городском электротранспорте даёт возможность дальнейшего развития данного вида транспорта в пределах выделенных квот электропотребления.
Основной из трудностей решения поставленных выше задач являлось отсутствие на рынке источника тока, удовлетворяющего разноплановым требованиям: достаточный энергозапас; высокие мощности разряда и, особенно, заряда; продолжительная работа в режиме PSoC(состояния частичного заряда); безопасность эксплуатации; невысокая цена.
Именно эту нишу должен заполнить новый источник тока, разработанный ЗАО «Электрохимические источники тока», г. Курск (ЗАО «ЭЛИТ»). Работа проводилась при финансовой поддержке Федерального агентства по науке и инновациям. Главным элементом разработки стал новый тип электрода для свинцово-кислотной электрохимической системы, который стал основой высокомощного источника тока, обладающего улучшенными удельными характеристиками в сравнении с серийно выпускаемыми аккумуляторными батареями:
- пониженной в 1,4 раза удельной материалоёмкостью;
- повышенной в 1,6 раза удельной мощностью разряда;
- повышенной в 2,8 раза удельной мощностью заряда;
- повышенной в 1,6 раза удельной энергией стартерного разряда;
- повышенным в 6 раз сроком службы в режиме «глубокого» (95%) разряда;
- повышенным в 16 раз сроком службы в режиме неполного заряда.
Основные характеристики разработанного источника тока приведены в таблице.
| Удельная мощность разряда (гибридный цикл), Вт/кг | 314 |
| Удельная мощность заряда (гибридный цикл), Вт/кг | 164 |
| Удельная энергия стартерного разряда, Вт·ч/кг | 10,5 |
| Срок службы в режиме «глубокого» (95%) разряда, циклов | >2000 |
| Срок службы в режиме неполного заряда (PSoC), циклов | >180 000 |
| Удельная материалоёмкость (по свинцу, в стартерном режиме), кг/кВт·ч | 55 |
| Рабочее напряжение, В | 14 |
| Ток разряда, А | 450 |
| Вес, кг | 13,5 |
Назначение источника тока – разгонно-рекуперативная система в гибридном электротранспорте «электро-электро» (трамваи, троллейбусы, метро) и частично в гибридах «ДВС – электро» (автобусы, газотурбовозы).
Для эксплуатации в качестве бортового источника тока гибрида «электро-электро» модули можно соединять последовательно и параллельно для обеспечения требуемого энергозапаса и напряжения.
Помимо вышеописанных применений данный источник тока предоставляет новые возможности для построения систем эффективного энергопотребления, компенсации пиковых потреблений нагрузки, стабилизации питания часто циклируемой нагрузки. Это может быть грузоподъёмное оборудование, системы «старт-стоп» и многое другое.
http://www.elit-cap.com
Тел./факс +7 (47122) 4-61-51
Комментарии