Как ТЭЭМП смогла рекуперировать 40% энергии, получаемой от торможения

03.03.2022

Компания ТЭЭМП разработала систему для эффективного накопления и использования рекуперативной энергии Energy recycler для рельсового транспорта — трамваев, поездов, метро и электричек. Она работает на основе современных суперконденсаторов, которые могут мгновенно воспринимать и отдавать импульсные токи большой мощности. Эта особенность накопителей позволяет рекуперировать больше энергии торможения, чем это дают сделать литий-ионные аккумуляторы — 40% против 3-5%. Такая разница позволяет говорить о заметном экономическом и экологическом эффекте, получаемом при внедрении системы на транспортном предприятии.

Как родилась идея

Весь мир сегодня стремится к максимальной экономии ресурсов. Повторное использование производственных отходов стало обычной практикой для многих предприятий. Часть материалов проходят вторичную переработку и возвращаются обратно в технологический процесс, что позволяет неплохо сэкономить при производстве. Однако этот принцип практически не соблюдается относительно одного из самых дорогостоящих производственных ресурсов — электроэнергии.

Сегодня практически вся энергия, вырабатываемая двигателями рельсового электротранспорта в процессе торможения попросту выбрасывается в атмосферу в виде тепла через тормозные резисторы.

14.JPG

На тепловизоре видно, сколько выбрасывается тепла в атмосферу. Эту энергию можно использовать повторно.

Электроэнергия стоит денег, а в данном случае она тратится впустую. Кроме того, значительные выбросы тепла напрямую негативно воздействуют на климат, а в случае с метро — приводят к дополнительным финансовым расходам на охлаждение тоннелей и станций.

И как воплощалась

Компания ТЭЭМП предложила другой, более рациональный путь: «Энергия может и должна быть собрана и применена на месте или передана в сеть», — говорит Михаил Лифшиц, председатель Совета директоров холдинга «РОТЕК», в которую входит компания ТЭЭМП. Добиться этого можно с помощью системы рекуперации, позволяющей сэкономить значительное количество электроэнергии, затрачиваемой на тягу электротранспорта. Воплощая в жизнь эту идею, специалисты ТЭЭМП разработали и испытали систему Energy recycler, которая производится полностью из серийных компонентов и позволяет генерировать до 40% электроэнергии от потребляемой составом при разгоне.

В системе используются суперконденсаторы собственной разработки компании — с новым пожаробезопасным электролитом на основе пропиленкарбоната, который даже при нагреве или случайном повреждении не выделяет опасных веществ. Это делает возможным использование рекуперационной системы в непосредственной близости от людей даже в замкнутом пространстве. Также в суперконденсаторах ТЭЭМП решена проблема нагрева контактной части: ячейки представляют собой плоские призматические элементы с токосъемом по всей поверхности, что позволяет отказаться от системы принудительного охлаждения.

f_c2RlbGFub3VuYXMucnUvdXBsb2Fkcy80LzcvNDc2MTY0NjI1MzYwMF9vcmlnLmpwZWc_X19pZD0xNDU4NjU=.jpeg

Рекуперационная система компании ТЭЭМП практически не требует обслуживания и имеет высокий ресурс в 1 миллион циклов заряд-разряд

Как работает система

Работает Energy recycler следующим образом: возврат энергии происходит во время движения, когда машинист включает торможение. В то время как поезд двигается по инерции, его двигатели становятся генераторами, а вырабатываемая энергия запасается суперконденсаторами, которые способны принимать на себя большие импульсные нагрузки без деградации. В момент старта она используется для разгона состава, а в результате ощутимо снижается общее потребление отдельной единицы электротранспорта. Эффективность такого решения уже подтверждена испытаниями — новая промышленная технология ТЭЭМП на основе суперконденсаторов была апробирована в одном из трамвайных парков Санкт-Петербурга. Подвижной состав, оснащенный системой выработал 142 кВт•ч чистой энергии в день, что сопоставимо с работой солнечного парка в 1000 квадратных метров.

usedenergyfootprint.jpg

Рекуперационная энергия может быть использована на месте, например, для разгона трамвая или повышения его автономности на участках без электропитания

Такой результат показал целесообразность использования новой разработки и позволяет говорить о ее промышленном применении в ближайшее время. По предварительным расчетам экспертов, срок окупаемости подобных систем — около 5 лет.

Как подчеркнул Михаил Лифшиц на конференции «Будущее возобновляемой энергетики в России»: «Мы не изобретаем рекуперацию. Мы делаем возможным сбор и хранение рекуперированной энергии технически осуществимым и коммерчески привлекательным».

По его оценкам, парк трамваев в России составляет 7 700 трамваев, и оснащение их системами накопления энергии позволит в год вырабатывать примерно 400 000 МВт*ч электроэнергии, экономить 49 тыс.т условного топлива и снизить выбросы CO2 на 180 тыс.т.

Источник: «Сделано у нас»