450 Fachwissen Bahnenergieversorgung 122 (2024) Heft 11-12 Herausforderungen beim Laden im Stillstand von DC-Stadtbahnen mit fahrzeugseitigen Energiespeichern Felix Hüttig, Braunschweig Die Anwendung von alternativen Antrieben mit fahrzeugseitigen Energiespeichern für DC-Bahnen ist besonders international gefragt. Dabei sind für die Nachladung der Speicher hohe Ladeströme im Stillstand erforderlich. Die daraus entstehenden Herausforderungen sind nicht unbekannt und wurden erst kürzlich durch Publikationen in der Fachzeitschrift eb – Elektrische Bahnen für den AC-Bereich beschrieben. Für die Ladung im Stillstand von DC-Bahnen werden die darin beschriebenen Effekte durch die deutlich niedrigeren Nennspannungen verstärkt. Die Entwicklung technischer Sonderlösungen für die Nachladung im Betrieb der batterieelektrischen Fahrzeuge war zwingend notwendig. Challenges of charging DC light rail vehicles with on-board energy storage systems when stationary The application of alternative drives with on-board energy storage systems for DC railways is particularly in demand internationally. High currents are required to recharge the storage systems at a standstill. This challenge is not unknown and has recently been described in publications in the journal eb – Elektrische Bahnen for AC systems. The challenges for standstill charging of DC railways are exacerbated by the significantly lower nominal voltages. The development of special technical solutions for the operation of these railways was necessary. Défis de la recharge à l'arrêt des trains légers CC avec stockage d'énergie embarqué L'utilisation de chaines de traction alternatives avec des accumulateurs d'énergie embarqués pour les trains à courant continu est particulièrement demandée au niveau international. Dans ce contexte, la recharge des accumulateurs nécessite des courants de charge élevés à l'arrêt. Les défis qui en résultent ne sont pas inconnus et ont été décrits récemment par des publications dans la revue spécialisée eb – Elektrische Bahnen pour le domaine du CA. Pour la charge à l'arrêt des trains à courant continu, les effets qui y sont décrits sont renforcés par les tensions nominales nettement plus faibles. Il était impératif de développer des solutions techniques spéciales pour la recharge pendant l'exploitation des véhicules électriques à batterie. 1 Motivation Alternative Antriebe werden als sogenannte Brückentechnologie in Deutschland im Vollbahnbereich stark diskutiert. Dabei werden vorwiegend Wasserstofflösungen (HEMU, FCEMU) oder batterieelektrische Züge mit einem fahrzeugseitigen Akkumulator (BEMU) präferiert [1]. Das Ziel bei Verwendung alternativer Antriebe liegt in der Umsetzung des elektrischen Betriebs auf nichtelektrifizierten Strecken im Netz, solange die Elektrifizierung mit Oberleitung aus wirtschaftlichen oder terminlichen Gründen nicht realisiert werden kann. Grundlegend stellt sich dabei die Frage, welche Hybridlösung für welches Netz in Abhängigkeit technischer, wirtschaftlicher, betrieblicher und infrastruktureller Randbedingungen geeignet ist [2]. Im DC-Vollbahnbereich, wie in Italien, den Niederlanden oder Frankreich betrieben, sind ebenfalls Bestrebungen bezüglich alternativer Antriebe vorhanden. Vorwiegend werden dabei batterieelektrische Lösungen in Betracht gezogen. In Bild 1 ist der Elektrifizierungsgrad für eine Auswahl europäischer Länder gezeigt. Die Ladung der fahrzeugseitigen Speicher wird an betrieblich sinnhaften Punkten im Netz, wo längere Aufenthaltszeiten geplant sind, durchgeführt. Es muss dabei bedacht werden, die Fahrzeugflotte auf ein Optimum zur Gewährleistung des Betriebsablaufs zu reduzieren. Aus diesem Grund ist die notwendige Nachladezeit bei gegebener maximaler Ladeleistung ein wichtiges Bewertungskriterium für die Integration batterieelektrischer Fahrzeuge in den Betriebsablauf. Die möglichen Standzeiten abzüglich eventueller Verspätungszeiten sind betrieblich vorgegeben, wohingegen die Ladeleistung in technisch zulässigen Grenzen variiert werden kann. Neben dem DC-Vollbahnbereich gewinnen speziell auf dem internationalen Markt alternative Antriebe für Straßen- und Stadtbahnneubauprojekte an eb 11-12 2024 ePaper Abonnement 2024 ã Georg Siemens Verlag GmbH & Co. KG Vervielfältigung und Verbreitung unzulässig und strafbar!
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