In dem Beitrag werden die Vorteile des Einsatzes von Schwungradmassenspeichern auf Triebfahrzeugen gezeigt sowie in einem gleichspannungsgeladenen Stadtbahnnetz untersucht. Es werden verschiedene Speichertechnologien SMS (Schwungmassenspeicher), Batterie, Super-Kondensator, SMES (Super Magnetic Energy Storage) in Bezug auf Energie-, Leistungsdichte, Entladezeit, Zyklenzahl und Wirkungsgrad miteinander verglichen. Dabei wird gezeigt, dass SMS der am besten geeignete Speicher für den Einsatz im Traktionsbereich ist. Anschließend wird der Schwungmassenspeicher beschrieben und der prinzipielle Aufbau des magnetdynamischen Speichers gezeigt. Das Modell des Gleichspannungsnetzes für Straßenbahnen wird mit den wichtigsten Komponenten beschrieben und das Modell des Triebfahrzeugs vorgestellt. Danach wird das Kennlinienmodell des SMS erstellt, dabei sind auch Verluste berücksichtigt. Es werden verschiedene Varianten für das Straßenbahnnetz in Darmstadt berechnet: Energiespeicher auf den Triebfahrzeugen, Energiespeicher in den Unterwerken, RUW (rückspeisefähiges Unterwerk) und Standardnetz (keine Speicher). Für jede Variante erfolgt eine Energiebetrachtung im Netz, eine Analyse des Leistungsbedarfs des Netzes und Spannungshaltung im Netz. Der Vergleich zeigt, dass die zweiseitige Speisung gegenüber der einseitigen Vorteile hat. Der Energiebedarf ist geringer, die Spannungshaltung im Netz wird verbessert. Nachteil ist der Mehraufwand an Sicherheitstechnik. RUW reduziert den Energiebedarf. Abschließend erfolgt eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. Da SMS noch nicht in Serie produziert wird, wurden die Produktionskosten noch nicht berücksichtigt. Der Einsatz der Speicher im Netz zeigt, dass die Nachrüstung eines Netzes mit SMS auf dem Triebfahrzeug oder im Unterwerk bei den gegebenen Randbedingungen zur Zeit nicht wirtschaftlich ist. Gleiches gilt auch für RUW. Es wurde aber gezeigt, dass der Einsatz von Speichern Vorteile gegenüber einem Standardnetz besitzt. Der Leistungsbedarf wird vergleichmäßigt, der Energiebedarf reduziert und die Spannungshaltung verbessert. Durch den Einsatz von SMS können neu zu bauende Unterwerke mit einer kleineren Nennleistung ausgeführt werden und weitere Komponenten der Infrastruktur mit einem geringeren konstruktiven Aufwand eingesetzt werden. Dies führt zur Reduzierung von Kosten im allgemeinen und den Energiekosten.
Einsatz von Speichern auf Triebfahrzeugen in Gleichspannungsstraßenbahnnetzen
2002
10 Seiten, 7 Bilder, 3 Tabellen, 2 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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