РОЗШИРЕННЯ МОЖЛИВОСТЕЙ ВИКОРИСТАННЯ СИСТЕМ АКУМУЛЮВАННЯ ТА ГЕНЕРАЦІЇ ЕНЕРГІЇ З ВІДНОВЛЮВАНИМИ ДЖЕРЕЛАМИ ДЛЯ ЕНЕРГОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ІНФРАСТРУКТУРНИХ ОБ’ЄКТІВ ЗАЛІЗНИЦІ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2313-8890.2023.11.09Ключові слова:
нерегульований залізничний переїзд, відновлювальні джерела енергії, фотоелектрична батарея, вітрогенератор, акумуляторний накопичувач, електричний транспортний засібАнотація
У статті проаналізовано варіанти впровадження систем відновлюваних джерел та накопичення енергії на залізничній інфраструктурі та рухомому складі. Зазначено, що енергетичний сектор залізничної інфраструктури України, як і деяких європейських країн, не диверсифікований за джерелами енергії, а використання відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) обмежене. Розглянуто можливість використання гібридних систем з фотоелектричними батареями та вітрогенератором для забезпечення потреб в електроенергії інфраструктурного об’єкту залізниці. Запропонована концепція регульованого залізничного переїзду, що працює на відновлюваних джерелах енергії (ВДЕ), у поєднанні з електричними транспортними засобами (електричний велосипед та електродрезина), що дозволить забезпечити балансування гібридної системи електроживлення, зберігання надлишкової енергії ВДЕ та виробництво додаткової енергії по мірі необхідності. У відповідності до запропонованої концепції визначено можливі сценарії функціонування навантаження залізничного переїзду. Проведено оцінку споживання електроенергії та визначено типовий графік навантаження залізничного переїзду.
Посилання
Ivaniuk N. D., Shvedchikova I. O. The use of renewable energy sources on railway infrastructure objects. Technical sciences in Ukraine: modern development trends: Materials of the 3rd All-Ukrainian Scientific and Technical Internet Conference in Izmail-Kyiv, November 18–19, 2021. Izmail. Danube Institute Publishing House of water transport of the State University of Infrastructure and Technologies, reg. UkrINTEI No. 871 22.10.2021, 2021. P.107-108.
In Ukraine, 50% of power grids need immediate overhaul. Available at: https://ua-energy.org/uk/posts/v-ukraini-50-elektromerezh-potrebuiut-nehainoho-kapremontu.
Vaičiūnas G., Gintautas Bureika G., Lionginas Liudvinavičius L. Expedience of Applying Solar and Wind Hybrid Power-Plants in Railway Infrastructure Objects. Procedia Engineering. 2016. 134. P. 9–13. doi: 10.1016/j.proeng.2016.01.030.
Law of Ukraine "On Critical Infrastructure" No. 1882-IX dated November 16, 2021. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1882-20#Text.
Ukraine and Germany are launching a joint project to equip critical infrastructure facilities with renewable energy sources. Available at: https://www.kmu.gov.ua/news/ukraina-ta-nimechchyna-zapuskaiut-spilnyi-proekt-z-osnashchennia-obiektiv-krytychnoi-infrastruktury-vidnovliuvanymy-dzherelamy-enerhii.
Mingliang W., Weiying W., Wenli D., Huabo C., Chaohua D. and Weirong C. Back-to-back PV generation system for electrified railway and its control strategy. 2017 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo, Asia-Pacific (ITEC Asia-Pacific), Harbin, China, 2017. P. 1-6. doi: 10.1109/ITEC-AP.2017.8080799.
Deng W., Dai C. A multifunctional energy storage system with fault-tolerance and its hierarchical optimization control in AC-fed railways. IEEE Trans. Power Del. 2022. 37. P. 2440–2452. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9536433.
Badea I., Șerban B., Anasiei I., Mitrică D., Olaru M. T., Rabin A., Ciurdaș M. The Energy Storage Technology Revolution to Achieve Climate Neutrality. Energies. 2023. 17(1). P. 140. URL: https://doi.org/10.3390/en17010140.
Bobba S., Mathieux F., Ardente F., Blengini G. A., Cusenza M. A., Podias A., Pfrang A. Life cycle assessment of repurposed electric vehicle batteries: An adapted method based on modelling energy flows. J. Energy Storage. 2018, 19. P. 213–225. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X18300677?via%3Dihub.
Ji L., Yu Z., Ma J., Jia L., Ning F. The Potential of Photovoltaics to Power the Railway System in China. Energies. 2020. 13(15). P. 3844. URL: https://doi.org/10.3390/en13153844.
Kim S., Lee Y., Moon H.-R. Siting criteria and feasibility analysis for PV power generation projects using road facilities. Renew. Sustain. Energy Rev. 2018. 81. P. 3061–3069.
Vasisht M. S., Vashista G., Srinivasan J., Ramasesha S. K. Rail coaches with rooftop solar photovoltaic systems: A feasibility study. Energy. 2017. 118. P. 684–691.
World’s first solar panel 'carpet' on railway tracks may generate electricity. URL: https://interestingengineering.com/innovation/solar-panel-carpet-on-railway-tracks (accessed Aug 11 2023).
Jan Fabián, Tomáš Binar, Pavel Šafl. Photovoltaic system design for strategic infrastructure and mobile command center. Acta Innovations. 2023. no. 46. P. 81-92. URL: https://doi.org/10.32933/ActaInnovations.46.6.
Asensio F. J., Martín J. I. S., Zamora I., Oñederra O., Saldaña G. and Eguia P. A system approach to harnessing wind energy in a railway infrastructure. IECON 2018 - 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Washington, DC, USA. 2018. P. 1646-1651. doi: 10.1109/IECON.2018.8591777.
Kachan Yu., Kuznetsov V. Features of operation of wind power stations as an supplementary source of electricity for non-traction consumers of railway electric mains. Теорія та практика металургії. 2019. № 3. C. 36-41. URL: https://doi.org/10.34185/tpm.3.2019.06.
Mitrofanov S. V., Kiryanova N. G., Gorlova A. M. Stationary Hybrid Renewable Energy Systems for Railway Electrification: A Review. Energies. 2021. 14. P. 5946. URL: https://doi.org/10.3390/en14185946.
Shavolkin O., Gerlici J., Shvedchykova I., Kravchenko K. Solar–Wind System for the Remote Objects of Railway Transport Infrastructure. Energies. 2022. 15. P. 6546. URL: https://doi.org/10.3390/en15186546.
Kampik M., Bodzek K., Piaskowy A., Pilśniak A., Fice M. An Analysis of Energy Consumption in Railway Signal Boxes. Energies. 2023. 16(24). P. 7985. URL: https://doi.org/10.3390/en16247985.
Iftekharuzzaman I., Ghosh S., Basher M. K., Islam M. A., Das N., Nur-E-Alam M. Design and Concept of Renewable Energy Driven Auto-Detectable Railway Level Crossing Systems in Bangladesh. Future Transportation. 2023. 3(1). P. 75-91. URL: https://doi.org/10.3390/futuretransp3010005.
Instructions on the arrangement and operation of railway crossings. Available at: https://ips.ligazakon.net/document/REG6921?an=23
Railway crossing. Wikipedia. Available at: Railway crossing - Wikipedia (wikipedia.org)
Order of the Ministry of Transport №386 ( z0607-99 ) from 23.07.99. Rules of technical operation of railways of Ukraine. On the approval of the Rules of Technical Operation of Railways of Ukraine. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0050-97 (date of access 02.01.2024)
Lead-acid batteries ABN-72 and ABN-80. "Vladarmet" LLC. Available at: https://www.vladar.ua/uk/main-2/
Kohlrautz D., Kuhnimhof T. E-Bike Charging Infrastructure in the Workplace—Should Employers Provide It? Sustainability. 2023. 15(13). P. 10540. Available at: https://doi.org/10.3390/su151310540
Electromechatronic system of autonomous electric cart. Mechanisms of Scientific and Technical Potential Development: Materials of the 3rd International Scientific and Practical Internet Conference. November 23-24, 2023, Dnipro, Ukraine, 195. P. 141-144. Available at: http://www.wayscience.com/wp-content/uploads/2023/12/Conference-Proceedings-November-23-24-2023-1.pdf
MEC 4 - Motorised Electric Cart. Available at: https://www.donfabsandconsillia.com/railway/Rail-utility-vehicles/Motorised-Electric-Cart-MEC4
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через [6 місяців] з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).