Tools

Siemens BelgiëSiemens België

Site ExplorerSite Explorer
Close site explorer

Intelligente spoornetten

For the business and trade press
Berlijn, 25.09.2014

Het aandeel van hernieuwbare energiebronnen neemt niet alleen toe in openbare stroomnetten; ook het aandeel hernieuwbare energie  in spoorwegstroomnetten groeit. Bij de transitie naar een nieuwe energiemix in Duitsland wordt als doel gesteld een verschuiving in de energieopwekking te realiseren van het huidige cijfer van ongeveer 80 procent uit conventionele elektriciteitsinstallaties naar minstens 80 procent uit hernieuwbare bronnen tegen 2020. Ook de Duitse spoorwegen (Deutsche Bahn) zijn van plan tegen 2020 meer dan een derde van de jaarlijkse energiebehoefte van twaalf miljard kilowattuur voor het spoorwegnet te winnen uit hernieuwbare energiebronnen. Het actuele aandeel bedraagt ongeveer 20 procent. Deze energietransitiedoelen zijn alleen realiseerbaar door de creatie van intelligente stroomnetten (smart grids), maar ook de tractienetten zullen intelligenter moeten worden om het geplande aandeel van hernieuwbare energiebronnen aan te kunnen en de milieudoelen te halen. Voor deze technologie hanteert Siemens de term intelligente spoorelektrificatie of 'smart rail electrification'. Ons  portfolio omvat alle noodzakelijke producten, systemen en oplossingen.

In het verleden bestond de enige functie van het tractienet - dat hoofdzakelijk door grote elektriciteitsinstallaties gevoed wordt – uit het verstrekken van elektriciteit aan de spoorvoertuigen. De verkeerscontrole op spoorweglijnen werd d.m.v. spoorautomatisering met eigen sein- en controlesystemen grotendeels onafhankelijk van de tractievoeding geïmplementeerd.

Vandaag neemt het aandeel van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen in het tractienet toe, waardoor nieuwe uitdagingen worden gesteld voor het systeem. Net zoals in de openbare stroomnetten worden er steeds meer informatie- en communicatietechnologie en smart grid-componenten in het tractienet geïnstalleerd, zowel om het net stabiel te houden als om de schommelingen in hernieuwbare energiebronnen op te vangen.

In de toekomst zal de uitdaging erin  bestaan de energiestroom in tractienetten te optimaliseren via genetwerkte, gedistribueerde sturingscomponenten verbonden met een overkoepelend netwerkbeheerssysteem. Dit overkoepelende netwerkbeheerssysteem ontvangt alle relevante gegevens van het openbare intelligente stroomnet (smart grid), het tractienet, het spoorautomatiseringssysteem, en de spoorvoertuigen zelf. Het overkoepelende netwerkbeheerssysteem zal alle gegevens verwerken met het oog op een energie-efficiënte en milieuvriendelijke interactie tussen alle afzonderlijke technische systemen in het spoorwegnetwerk.

Oplossingen voor de tractievoeding van de toekomst

De focuspunten voor het optimaliseren van een tractiesysteem zijn: 

  • Het verzekeren van een betrouwbare voeding,

  • Het onder controle houden van de energie- en stroomeisen,

  • De verbetering van het operationele management. Het groeiende gebruik van netwerken en communicatie opent ook nieuwe mogelijkheden op het vlak van tractievoeding, voertuigen, en treinbesturing.

Operators worden geconfronteerd met bijzondere eisen bij de implementatie van deze optimaliseringmaatregelen. Indien nodig, moet het optimale aantal aansluitpunten met het openbare net bepaald worden en moeten het piekvermogen en het stroomverbruik van het tractienet verlaagd worden.

Om dit te realiseren, is er een waaier van verschillende oplossingen mogelijk:

  • De operator van een tractienet kan bijvoorbeeld het aantal aansluitpunten met het openbare net verlagen door maatregelen te nemen om de netspanning te stabiliseren. Hierdoor worden ook de investeringskosten verlaagd.

  • De aansluitpunten met het openbare net kunnen worden geoptimaliseerd door een verbetering van de stroomkwaliteit. 

  • De operator kan het afgeleverde piekvermogen van een tractienet verlagen door bijvoorbeeld dienstregelingen te optimaliseren, remenergie terug te winnen, of door meer energieopslagsystemen te installeren.

  • Om het energieverbruik te verlagen, kan de operator een hogere spanning selecteren voor elektriciteitstransmissie, gerecupereerde remenergie gebruiken, en ervoor zorgen dat treinen energie-efficiënt rijden.

Voor het tractienet van de toekomst, beschikt de Rail Electrification Business Unit van Siemens over de ideale technische oplossingen voor langeafstandslijnen evenals voor lokale en regionale lijnen.

Indien bijvoorbeeld het doel voor langeafstandsspoorverkeer eruit bestaat het aantal aansluitpunten te verminderen door stabilisering van de netspanning, kan Siemens spoorwegmaatschappijen, in combinatie met andere opties, oplossingen voor reactief elektriciteitsverbruik bieden. Deze technologie, die ook beschikbaar is in de vorm van mobiele systemen, voorziet de vereiste reactieve  elektriciteitscompensatie om de stroomkwaliteit en de netstabiliteit te verhogen. Er zijn ook automatische transformatorsystemen beschikbaar voor de verhoging van de spanningsstabiliteit. Ook een dubbele voeding met actieve stabilisatoren kan worden geïmplementeerd. Met een actieve stabilisator is het mogelijk asymmetrie te vermijden bij de aansluiting van eenfasige lasten op het driefasige openbare stroomnet. Verandering van het sturingssysteem van het voertuig met betrekking tot de faseverschuiving (cos phi) is een andere manier om de spanning te stabiliseren. Siemens biedt zowel actieve stabilisatoren als frequentieomvormers voor de verbetering van de stroomkwaliteit.

Om het afgeleverde piekvermogen van het tractienet te verlagen, ondersteunen Siemens-experts spoorwegmaatschappijen bij de optimalisering van hun dienstregelingen met behulp van geavanceerde technologie voor spoorwegautomatisering en moderne automatiseringsarchitecturen. Frequentieomvormers verzekeren dat remenergie efficiënt naar het net wordt teruggevoerd. Siemens levert stationaire energieopslagsystemen voor de tijdelijke opslag van elektrische energie op basis van gelijkstroom. Een hogere spanning voor de transmissie van tractie-elektriciteit in het net helpt het energieverbruik in het tractienet verlagen. En tot slot kan een anticiperende rijstijl ervoor zorgen dat treinen energie-efficiënter rijden en dat het stroomverbruik in het netwerk verlaagd wordt. Hiertoe organiseert Siemens speciale opleidingscursussen voor treinbestuurders.

Siemens biedt operators van lokale en regionale spoorvervoersystemen ook de geschikte oplossingen voor de spoorstroomnetten van de toekomst, met een stroomnet op basis van gelijkstroomtechnologie (DC). De spanning kan bijvoorbeeld gestabiliseerd worden door gestuurde gelijkrichters en mobiele en stationaire energieopslagsystemen. Het Siemens-aanbod omvat stroomomvormers en 24-puls diodegelijkrichters voor de verbetering van de stroomkwaliteit. Concepten voor spoorautomatisering zijn nog interessanter voor operators van lokale vervoersnetwerken bij de optimalisering van de dienstregelingen van hun diverse operationele cycli dan voor langeafstandsvervoersnetwerken.

Omvormers worden gebruikt om remenergie terug te voeren naar het net. Zowel stationaire als mobiele energieopslagsystemen verlagen het piekvermogen in lokale vervoersnetwerken. Het verhogen van de tractiespanning in lokale vervoersnetwerken is een andere geschikte maatregel voor het verlagen van het stroomverbruik in het netwerk, en Siemens kan de vereiste transmissietechnologie leveren. Om het stroomverbruik te verminderen biedt het bedrijf ook onbemande voertuigen met automatische treinbesturing voor stads- en streekvervoersnetten. Het productaanbod omvat stationaire en mobiele energieopslagsystemen voor het hergebruik van remenergie. Zo kan het stroomverbruik in het net verder verlaagd worden – overeenkomstig het concept voor tractienet van de toekomst dat zo energie-efficiënt en ecologisch mogelijk beheerd wordt.