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太阳能铁路?马斯克时速760英里的火车梦想有了现实版本

   日期:2019-08-27     来源:国际能源网、铁路视点    浏览:3505    评论:0    
以前曾有太阳能驱动轨的设备,现在火车头也可以太阳能驱动了。但如何解决火车车体的尺寸和太阳能发电的能量密度之间的矛盾,是太阳能提供牵引供电可行性的关键问题。

出行是人们的基本需求,新能源交通工具也在快速发展,如何能让新能源出行真正变成清洁能源出行或者直接太阳能出行?

特斯拉CEO马斯克(Elon Musk)曾经在6年前提出“超级高铁(Hyperloop)”概念,它已经渐渐由理想迈向现实。

按照马斯克的设想,超级火车每小时可以奔驰760英里,乘客坐在里面没有噪音,离引擎最近的是管道,而且是可以测量速度和温度的智能管道。乘务舱经过增压后可以将重力降至最低,整个旅程将像坐飞机一样舒服。整个火车由太阳能驱动。

外界反响强烈,有人激动,有人怀疑,有人干脆不相信;甚至还有人指责马斯克,说他提出超级高铁只是为了破坏加州的高铁项目而从中牟利。马斯克退居幕后,他将舞台让给了学生、工程师、企业家,这些人迅速接受了挑战。

8月23日,一条完全由太阳能供电的铁路线,在英国南部奥尔德肖特市正式启动。


在铁路轨道一侧,你会看到约 100 块太阳能发电板,它们将提供总计 30kW 的电力,负责当地威塞克斯(Wessex)线所有的信号指示以及照明灯。

这个太阳能铁路网计划由英国铁路网公司、伦敦帝国学院及环保慈善机构于两年前发起,现在正在进行首轮测试,所以规模相对较小,但最终目标是让全国铁路的电力系统完全由太阳能供应,甚至可以让机车不再使用柴油。

研究人员表示,该计划不仅可以减少电力输送的成本,同时也可以降低电网输电造成的电流损耗,以及减少温室气体排放及空气污染。

英国铁路网公司的线路总监斯图尔特·基斯特里克(Stuart Kistruck)接受 《卫报》采访时称,希望通过这个示范项目,为公众提供更环保、友好的铁路线。并且希望将计划推广至全国或是其它国家,尤其是像南美洲、印度等一些拥有充沛阳光资源的区域。毕竟,比起使用煤炭发电,拥抱新能源可能是一个更好的选择。


据悉,印度铁路公司现在已经试行了首列装配了太阳能发电板的混合柴油列车,这些电板主要为车厢内的风扇、电灯等系统提供电力,以节省柴油发电机的负担。

但太阳能输出的功率取决于受光面积,而车顶上的电板也会受汽车前进方向变化,以及树木、建筑阴影的影响。

所以,英国采取的做法是将太阳能电池板放置在铁路网两侧,再通过专用变电站和储电设施向列车供电,而不是直接安装在列车身上。

注意这次即不是轨旁设备供电,也不是机车辅助供电,而是牵引供电。

我们有必要了解其他国家采用太阳能直接给列车供电的案例:

【印度】

印度的“太阳能列车”于2017年7月14日正式投入使用。这列火车总共六节车厢,车顶上搭载了光伏太阳能电池板。


不过这台车动力部分仍是传统柴油电力机车,6节车厢每节装载的4.8kW光伏系统仅用于车厢照明、车厢门操作、广播等。而机车动力的主要消耗部分依旧还是柴油。

【澳大利亚】

澳大利亚的“太阳能列车”于2017年12月17日首秀,首秀地位于澳大利亚新南威尔士州北部的拜伦湾小镇一条3公里长的观光线路上。

这辆改装过的老式“火车”顶部装有定制的6.5kW曲面单晶硅光伏组件,当然这些电力不足以驱动火车庞大的身躯,火车内部还装有采用锂电池的动力电池模块、刹车的能量回收装置以及一套备用柴油动力系统。

如果你还怀疑充电的电力机车能不能算太阳能机车,那火车站屋顶还装有30kW的并网光伏发电系统,这进一步提高太阳能在火车行驶动力中的占比。

【瑞士】

瑞士的一家铁路运营商Swiss South Eastern Railway AG也对太阳能机车开展了可行性研究。

项目开始的研究重点也是放在如何将光伏组件集成在电力机车的车厢顶部。

但由于这一方案发电量远低于工程师的预期,公司将后续的研究重点放在了如何利用车站屋顶、站台顶棚和铁轨两侧的隔音墙。

新能源与绿色能源一直是全球关心的议题,近几年太阳能板的成本下降,越来越多国家尝试让再生能源与运输工具相结合。处在阳光最充沛地区之一的智利,圣地亚哥地铁预计今年将有 60% 的能源来自太阳能与风力,更阿他加马沙漠的太阳能厂供应地铁 42% 的电力需求。

印度则是将太阳能板设备在火车上,在 6 节车厢顶部各安装 16 片太阳能板,主要供应给车头照明、车内风扇,且还搭载储能系统,可以支持 72 小时的电力。而近年大力发展太阳能与风力的澳洲,也推出世界首辆完全以太阳能驱动的列车。

未来,印度还计划打造容量高达 30GW 的太阳能电厂,并将这些电力供铁路系统使用,并在 10 年打造全球首个 100% 绿色环保的铁路网。

随着再生能源的技术稳定,设备量逐年上升,成本也越来越能与传统火力发电抗衡,未来再生能源的发电占比将会逐渐升高,而这些能源转型也反映在其他产业的应用。 
 

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