Железопътен транспорт

Захранване със соларна енергия

Напоследък все по-често трансформираната в електричество слънчева енергия се използва за захранване на различни обекти. Въпреки това, доскоро приемахме влаковете-стрели, които се движат с енергия от PV панели, като част от футуристичното бъдеще.
На много места по света обаче, те станаха или са на път съвсем скоро да станат реалност.
Ще разгледаме някои знакови проекти на реконструирани жп гари и жп линии, които обслужват високоскоростни влакове и покриват част от нуждите си от електричество чрез соларни панели. Те показват hi tech постиженията при железопътната инфраструктура, влаковете, соларните технологии и тяхното съчетаване за постигане на енергийна ефективност и екологичност в жп сектора.

Транспортът е основен консуматор на горива и енергия, а като такъв е един от главните източници на емисии. И тъй като без него не можем, ще трябва да го направим по-екологичен и енергийно независим. Идеи за соларно електрически транспорт съществуват отдавна. Вече беше тестван соларен самолет, някои марки автомобили имат опция за поръчка със соларен покрив, а не закъсняха и соларните влакове. Соларно електрическият жп транспорт е безшумен, щадящ природата и бърз. След първоначалните инвестиции в обновяване на жп инфраструктурата, в нови влакове и в соларни инсталации за производство на възобновяема енергия, жп секторът ще използва чиста енергия. Това е важна крачка в реализиране на устойчив жп транспорт на бъдещето.

Европа вече има соларни високоскоростни влакове
Високоскоростната железопътна линия между Париж и Амстердам вече е частично захранвана със соларна енергия. Влаковете, които обслужват линията в района на Антверпен, Белгия, от 6 юни 2011 година се движат с електричество, произведено от соларен тунел. Това е първият по рода си проект в Европа, който се реализира благодарение на белгийската фирма за жп инфраструктура Infrabel. Тунелът е дълъг 3.2 километра, а покривът му е покрит с 16 000 фотоволтаични панела на компанията за чиста енергия Enfinity. С обща площ от 50 000m2, или 8 футболни игрища, панелите ще произвеждат 3 300MWh електричество, което порива енергийните нужди на 1 000 домакинства.

Тунелът преминава през вековна гора и първоначалната му цел е да предпази максимално линията от евентуално падане на дървета върху нея, като по този начин се избягва и изсичането на дървета около линията. След интегрирането на соларните панели на покрива му обаче, тунелът добива още по-голяма екологична значимост. След като в него са инвестирани 15.6 млн евро, той ще редуцира емисиите на въглероден диоксид от жп линията с 2 400 тона годишно.

Представители на Enfinity обясняват, че това е перфектен начин за операторите на железопътни линии да намалят въглеродния отпечатък от своята дейност. Използвайки покривите на жп тунелите за интегриране на PV панели, се оползотворява пространство, което не може да се използва за нещо друго. Така се намира елегантно решение на въпроса къде да поставим инсталациите за възобновяема енергия, така че да не се използва ценна земя и производството на електричество да е възможно най-близо до консуматорите. Подобни проекти изискват големи първоначални инвестиции, но гарантират производство на чиста енергия на място, без загуби от транспортиране.

Соларен жп транспорт и в Лондон
Към своя край е и проектът за обновен и екологичен, соларен железопътен транспорт в британската столица.

Иновативният проект е за реконструкция на железопътната гара Blackfriars в Лондон. «Еко» реконструкцията се изразява в изграждането на нов покрив на викторианския мост над р. Темза, построен през 1886 г. Върху новоизградения покрив, на площ около 6000 квадратни метра, са монтирани 4400 соларни панела.

Слънчевите панели ще генерират около 900 000 kWh всяка година, като по този начин ще се намалят емисиите на въглероден диоксид с около 510 тона годишно. А 1.1 мегаватовата соларна централа ще бъде първата задвижващата жп транспорта в Лондон.

Като допълнение към фотоволтаичните панели, в станцията са предвидени и други мерки с цел устойчиво развитие и опазване на околната среда – система за събиране на дъждовна вода и специална инсталация за естествено слънчево осветление.

Проектът за реконструкцията на Blackfriars е част от програма на британските железници за влаковете, движещи се по маршрута Бедфорд (на север от Лондон), до Брайтън (на южното крайбрежие), през Лондон.

Инсталацията ще е с мощност 1.058MW и ще осигурява половината от нужното на гарата електричество. Използването на фотоволтаични панели за реконструкцията на тази гара е важна стъпка, която подчертава ангажимента на операторите и управляващите към реализиране на енергийно ефективни и зелени жп инфраструктура и транспорт. Това не само ще спомогне за намаляване на цялостния въглероден отпечатък от жп сектора, но също така ще даде възможност за натрупване на опит в експлоатирането на подобни съоръжения. Благодарение на проекти от този род с течение на времето ще се разберат ползите на такива технологии и ще се върви към по-ефективното им бъдещо прилагане.

Соларен влак-стрела – скоро и в САЩ
Високоскоростен влак-стрела ще се движи със соларна енергия и в Аризона между Тусон и Финикс до 2018 г. Този транспорт не само ще намали времето за пътуване в отсечката от два и половина часа на половин час, но и ще е с нулеви емисии. Зеленият влак ще се движи с 330км/ч и ще използва електричество, произведено от соларни панели. Те ще покриват огромни площи и ще използват изобилието на слънчева енергия в този регион. Този проект ще изисква инвестиции от 27 млрд. долара. След като отсечката се реализира, е планирано разширяване на системата на север до националния парк Гранд Каньон и на юг до град Ногалес в окръг Санта Круз на границата с Мексико. По линията се очаква да се движат 4 влака. Соларният влак-стрела ще се нуждае от 110 мегавата електричество. За разлика от много други проекти, при които захранването с възобновяема енергия ще е частично, тук е обявено, че въглеродният отпечатък ще е нулев, което означава 100% захранване със соларна енергия.

Специално за Санта Круз е планиран така нареченият ултра лек жп транспорт (Ultra Light Rail, ULR), който ще използва наличната инфраструктура в подобрено състояние. Превозното средство тук няма да прилича толкова на влак, колкото на състезателна кола с аеродинамична форма на сълза. Ще се издига до 1.2m над земята и ще побира 20-40 пътника, разположени като в скоростно влакче в увеселителен парк.

На покрива на всяка гара ще има соларни панели с мощност 10kW, които ще произвеждат нужното електричество за зареждането на батериите на превозното средство. Очаква се реализирането на проекта да направи жп транспорта още по-популярен, достъпен и екологичен. Така секторът ще стане енергийно независим и ще се реализира като платформа за практическо изпитване на най-новите постижения при фотоволтаичните панели, батериите за съхраняване на енергия и интегрирането им в подобни проекти.

Най-големите жп гари в Азия се захранват соларно
Реконструираната Южна жп гара Пекин започна да функционира на 1 август 2008 г. като втората по големина и една от най-усъвършенстваните в технологично отношение в Азия. Има най-големият прозрачен покрив в света. Покривната площ е с размер на 24 футболни игрища, структурата й обхваща 320 000m2 и може да посрещне и изпрати 30 000 пътника за час само със 150 служители. Зоните за изчакване са с площ 251 000m2, предоставяща възможност за настаняване на 15 000 пътника. Със своите 13 платформи и 24 релси гарата обслужва многобройни високоскоростни влакове, които се движат с рекордните 350км/ч. Сградата е пететажна, с овална форма, по проект на британско-хонгконгската архитектурна компания на Тери Фарел и партньори със сътрудничеството на Университета по дизайн в Тянжин. Покривът е стъклен за максимално оползотворяване на слънчевата светлина и интегрира 3 246 соларни панела в структурата си, които захранват гарата със зелена енергия.

Напоследък мегаполисът Пекин, в който живеят над 11 млн. души, показва драстично влошаване на екологичната обстановка. Загрижеността на управляващите и обществото в това отношение нарасна и Китай инвестира 900 млн. долара в обновяването на Южна жп гара Пекин, така че днес тя е една от най-екологичните и енергийно ефективни в света. Поставянето на соларните панели в покривната конструкция е етап от решаването на екологичните и енергийните проблеми на всеки град. В този случай те ще произвеждат 10 000kWh електроенергия на ден.

Две гони по-късно, през юли 2010 година шанхайската жп гара Hongqiau се включи в мрежата с 6.7MW соларен покрив, като най-голямата сега жп гара в Азия с площ 1.3 млн. м2. Соларна система от 20 000 PV панела с обща площ 61 000m2 произвежда 6.3млн. kWh електричество годишно. Тъй като Китай е най-големият емитер на парникови газове в света, чрез подобни проекти страната се стреми да редуцира въглеродните си емисии, развивайки възобновяеми източници на енергия. Усилията в това направление продължават с редица реализирани проекти и такива, които са в процес на планиране и осъществяване.

В началото на 2011 г. беше обявено, че след реконструкцията си жп гара Юг в източно-китайския град Нандзин ще бъде една от най-зелените, защото ще има най-големия покрив в света с интегрирани фотоволтаични панели. Китайският производител на соларни клетки Sunergy подписа договор със Изследователския институт за соларна енергия за доставка на 7MW слънчеви модули за Южна жп гара Нандзин. През април соларните панели бяха инсталирани на покрива на гарата, а за юни беше обявено приключването на обекта като най-големият в света проект за сградно интегрирани фотоволтаични панели (BIPV). Очаква се соларният покрив да генерира 228млн. kWh електричество за 25 години, спестявайки употребата на повече от 85 000 тона въглища. Освен междинна спирка за едни от най-бързите влакове в света по линията Пекин-Шанхай, тази гара ще бъде една от най-енергийно ефективните обществени сгради в Китай.

Африка също ще има соларен жп транспорт
В рамково споразумение между Мароко и Франция през 2008 г. беше договорено транспортният сектор на компания Alstom да осъществи проектирането, производството, изграждането, експлоатацията и поддръжката на нова високотехнологична жп линия за бързи влакове между Танжер и Казабланка. Alstom се ангажира да изгради съоръжения за производство на електроенергия с капацитет от 470 мегавата за захранване на железопътната връзка. Докато по-голямата част от капацитета ще дойде от стандартния комбиниран цикъл на горене на газ, 20 мегавата ще бъдат осигурени от слънчева енергия. Около 183 000m2 (45 декара) ще бъдат покрити със соларни панели за доставка на електроенергия за жп транспорта без емисии. Първата фаза на железопътната връзка ще бъде между Танжер и Кенитра. Тази 200км (124 мили) линия ще бъде използвана от свръхскоростни влакове, движещи се със скорост 320км/ч (200 мили в час) и трябва да бъде в експлоатация до 2013 г.

След като първата отсечка от линията започне да функционира, Мароко ще е първата страна в Африка с високоскоростен жп транспорт от световна класа. Приносът на възобновяемата слънчева енергия ще остава незабелязан от пътниците, но ще има голямо значение за енергийната независимост и ефективност в този вид транспорт, както и за неговата екологосъобразна визия. Използването на пътническия железопътен транспорт в Мароко се увеличи с 10% за последните 15 години. За да се отговори на търсенето, мароканският железопътен план предвижда изграждане на 1 500km (900 мили) железопътни линии за високоскоростни влакове до 2030-2035 г., като се очаква на много места част от необходимата енергия да се доставя от соларни панели.