OV in Nederland

Trein en tram gaan op batterijen rijden
Geplaatst op: zaterdag 3 juli 2010 22:59
Laatst bijgewerkt: zaterdag 3 juli 2010 23:00

Het railingenieursbureau Strukton wil treinen en trams gaan uitrusten met batterijen die het mogelijk moeten maken stukken zonder bovenleiding te rijden. Volgens Strukton kan met de batterijen de remenergie van treinen beter worden opgeslagen. Die energie kan weer worden gebruikt bij het wegrijden, of om stukken zonder bovenleiding af te leggen.
Lees verder

*Dingdong* I.v.m. legen batterijen kan de intercity naar Rotterdam centraal van 7.54 vandaag helaas niet rijden* *herhaling...*

owjee de trein doet het niet
* lege batterijen... wat nu?
als je er 10 hebt, stop ze in een zakje, schrijf je naam en adres op een papiertje stop dat erbij en lever ze in!

Ronzol schreef:*Dingdong* I.v.m. legen batterijen kan de intercity naar Rotterdam centraal van 7.54 vandaag helaas niet rijden* *herhaling...*

..."Reizigers in het bezit van batterijen wordt verzocht zich te melden bij de machinist"

Een tram zonder bovenleiding was er al. Bij een trein zie ik er niet zo veel in. Je zou tunnels lager kunnen maken bijvoorbeeld. Alleen in tunnels wil je juist niet stilstaan dus kan het weer niet zonder bovenleiding worden uitgevoerd. Met andere woorden, je hebt er geen fluit aan.....

Het voorkomt dat treinen stranden op bruggen zonder bovenleiding. Ik ken een traject in Nederland waar dit heel erg nuttig voor zou kunnen zijn

Ook is het makkelijker voor het inzetten van bijv. extra treinen naar Pinkpop. Je kunt dan makkelijker met electrisch materieel op een stukje diesellijn rijden. Ook bij grensovergangen kan het handig zijn. Wellicht kun je Aachen bereiken ondanks dat dat station op de Duitse bovenleidingsspaning staat...

Toen ik de kop las dacht ik "wat een nonsens", maar als supplement naast de bovenleiding lijkt het me een prima idee. Zo had ik zelf al eens zitten nadenken over een trolleybus die stukken zonder bovenleiding kan doen. Voor kleine stukjes kan het interessant zijn: niet meer ingewikkelde bovenleidingconstructies bij bruggen die open kunnen en dergelijke. En dat van die remenergie kan relevant zijn, zeker als er op 25kV wisselstroom gereden wordt wat je niet zomaar terug de bovenleiding in pompt. Ook voor de veiligheid kan het handig zijn: als de stroom uitvalt kan je toch nog een tunnel uit komen.

Ik vraag me alleen af hoe groot die batterijen moeten zijn: een beetje tram trekt al ruim een halve megawatt bij vol vermogen, dan heb ik het nog nieteens over 12 bakken VIRM...

Overigens: ik zat een keer wat te niksen op station Delft waar ik eens in de zoveel minuten een 1700 of 1800 loc, een aantal bakken DDAR (ik dacht destijds 2, maar ik geloof dat dit per 3 ging/gaat), nog een loc en nog een aantal bakken. Als de trein dan wegreed hoorde je "zoemmm" en dan ging-ie. Vervolgens kwam er een trein die net zo veel bakken had, maar maar één loc. Die reed weg: "zoemmmmmmmm..." en kwam dan eindelijk heel langzaam in beweging. Treinen zijn zwaar en trekken veel stroom.

Wist je dat treinen allang en breed uitgerust zijn met grote hoeveelheden batterijen? Die worden gebruikt bij het gereedmaken (opstarten) van een trein. Verder voeden ze het boordnet van de trein op stukken zonder bovenleidingspanning of wanneer een trein spanningsloos staat. (Daarom valt bv bij het passeren van stroomloze bruggen de verlichting niet uit.) Ze worden als de trein in bedrijfsvaardige staat is opgeladen door de motorgenerator of statische omzetter.

Misschien zou je batterijen kunnen aanwenden om korte stukken zonder bovenleiding te kunnen overbruggen, of als back-up op een opstelterrein. Maar ik denk dat als je batterijen wil aanwenden om te kunnen optrekken met een trein, dat die batterijen dan wel enorm groot of in enorme hoeveelheden aanwezig moeten zijn. Zoals Iljitsch al zei, zijn treinen zwaar en verbruiken veel energie bij het aanzetten.

Het plan komt van Strukton. Daar werken gewoon goede railingenieurs hoor, die verstand van zaken hebben. Het is niet een of andere proefballon van een TU-student...

De trams in Nice hebben al supercondensatoren op het dak, waarmee een stuk van het stadstrace zonder bovenleiding overbrugd kan worden. Ook in Spanje zijn er plannen voor trams met deze technologie, ik geloof in Zaragoza. Voor tramsteden die wel overal bovenleiding hebben is het concept echter minder nuttig, zeker gezien het prijskaartje ervan.

Vinny schreef:Het plan komt van Strukton. Daar werken gewoon goede railingenieurs hoor, die verstand van zaken hebben. Het is niet een of andere proefballon van een TU-student...

Wat volgens jou direct moet betekenen dat wij er niet onze bedenkingen bij mogen hebben? Of dat die kerel van Strukton altijd gelijk heeft? :?

En veel belangrijker: wat is er mis met TU-studenten?

Je kan zeggen wat je wil, maar universitaire wetenschappers (in het algemeen) zoals ze zichzelf noemen zijn nou niet bepaald sterren in het brengen van ideeën die ook echt haalbaar en praktisch zijn.
Verder zal optrekken nooit gaan, maar aan de andere kant heb je wel veel meer elektrische auto's. Met een goede, efficiënte motorcontroller kan je al veel doen.

webguy schreef:Verder zal optrekken nooit gaan, maar aan de andere kant heb je wel veel meer elektrische auto's. Met een goede, efficiënte motorcontroller kan je al veel doen.

Een prius heeft een accu die 37 kW kan leveren (weliswaar maar twee minuten lang, maar toch). Met een paar dozijn van die prius-accu's moet een trein dus wel in beweging te krijgen zijn.

webguy schreef:Je kan zeggen wat je wil, maar universitaire wetenschappers (in het algemeen) zoals ze zichzelf noemen zijn nou niet bepaald sterren in het brengen van ideeën die ook echt haalbaar en praktisch zijn.
Verder zal optrekken nooit gaan, maar aan de andere kant heb je wel veel meer elektrische auto's. Met een goede, efficiënte motorcontroller kan je al veel doen.

Toch wordt er nog behoorlijk wat toegepast onderzoek gedaan aan universiteiten. De Nederlandse universitaire informaticaopleidingen kregen bijvoorbeeld juist op hun kop van een internationale evaluatiecommissie omdat er te weinig fundamenteel onderzoek wordt gedaan.

Maar sowieso, ik ben wel benieuwd of dit systeem wat gaat worden. Het lijkt me een mooi alternatief voor de huidige diesellijnen, het scheelt een hoop lokale vervuiling, lawaai en stank. Maar het optrekken zal inderdaad wel een groot probleem zijn, als je ziet wat voor een energie daarvoor nodig is...

iljitsch schreef:Toen ik de kop las dacht ik "wat een nonsens", maar als supplement naast de bovenleiding lijkt het me een prima idee. Zo had ik zelf al eens zitten nadenken over een trolleybus die stukken zonder bovenleiding kan doen. Voor kleine stukjes kan het interessant zijn: niet meer ingewikkelde bovenleidingconstructies bij bruggen die open kunnen en dergelijke. En dat van die remenergie kan relevant zijn, zeker als er op 25kV wisselstroom gereden wordt wat je niet zomaar terug de bovenleiding in pompt. Ook voor de veiligheid kan het handig zijn: als de stroom uitvalt kan je toch nog een tunnel uit komen.

Ik vraag me alleen af hoe groot die batterijen moeten zijn: een beetje tram trekt al ruim een halve megawatt bij vol vermogen, dan heb ik het nog nieteens over 12 bakken VIRM...

Overigens: ik zat een keer wat te niksen op station Delft waar ik eens in de zoveel minuten een 1700 of 1800 loc, een aantal bakken DDAR (ik dacht destijds 2, maar ik geloof dat dit per 3 ging/gaat), nog een loc en nog een aantal bakken. Als de trein dan wegreed hoorde je "zoemmm" en dan ging-ie. Vervolgens kwam er een trein die net zo veel bakken had, maar maar één loc. Die reed weg: "zoemmmmmmmm..." en kwam dan eindelijk heel langzaam in beweging. Treinen zijn zwaar en trekken veel stroom.

Geert schreef:

webguy schreef:Je kan zeggen wat je wil, maar universitaire wetenschappers (in het algemeen) zoals ze zichzelf noemen zijn nou niet bepaald sterren in het brengen van ideeën die ook echt haalbaar en praktisch zijn.
Verder zal optrekken nooit gaan, maar aan de andere kant heb je wel veel meer elektrische auto's. Met een goede, efficiënte motorcontroller kan je al veel doen.

Maar sowieso, ik ben wel benieuwd of dit systeem wat gaat worden. Het lijkt me een mooi alternatief voor de huidige diesellijnen, het scheelt een hoop lokale vervuiling, lawaai en stank. Maar het optrekken zal inderdaad wel een groot probleem zijn, als je ziet wat voor een energie daarvoor nodig is...

Even voor de duidelijkheid: *vanitas vanitatum omnia vanitas* ... d.i. niks nieuws onder de zon ;-). Denk aan, en zie de mooie Wittfeld Accuwagen (nog afgezien van de eerste elektrische tram in Nederland, nl. de Haagse Accutram gebouwd in 1889 en operationeel in 1890 op Lijn 9) hier op http://www.youtube.com/watch?v=fLPuftBW6JA&NR=1. Het steeds opduikende probleem concentreert zich op de energie-dichtheid (bijv. in MJ/kg) d.w.z.: i.t.t. benzine of gas moet er teveel extra massa aan lading-*capaciteit* meegevoerd worden. Dit loos gewicht gaat ten koste van (winst in) energiebesparing, hoe je het ook wendt of keert, zelfs met lichte maar korte *capaciteit* met supercondensatoren. Denk ook aan eind vorige eeuw gehouden proeven met Lithium- of Natrium-Zwavel-batterijen bijv. door Chloride en ABB B-11 series. Hoe staat het nu daarmee.??
De lichtere onderhoudsvrije loodaccu's van AC-Delco Freedom zijn ook al in het GTL8-materieel toegepast.!
D.A. Borgdorff - e.i.

Uh ja, maar de gloeilamp was ook 19e eeuws, terwijl ledverlichting echt iets is van de laatste tijd. Kortom, je moet wel af en toe met je tijd meegaan...

- daarmee ontken ik helemaal niet het probleem van de vorige poster, ik schets alleen dat een oplossing meestal gevonden wordt in het optimaliseren van bestaande producten dan het verzinnen van iets compleet nieuws...

Vinny schreef:Uh ja, maar de gloeilamp was ook 19e eeuws, terwijl ledverlichting echt iets is van de laatste tijd. Kortom, je moet wel af en toe met je tijd meegaan...

- daarmee ontken ik helemaal niet het probleem van de vorige poster, ik schets alleen dat een oplossing meestal gevonden wordt in het optimaliseren van bestaande producten dan het verzinnen van iets compleet nieuws...

Nou ja Vinny, ik ben het dan wel niet (geheel ) met U oneens, maar dat is toch appels met peren vergelijken en nog even afgezien van al die EMC-storingen + extra Elca kosten, dus meer "milieuvervuilende" LED-lamp, die (wat fotoëlektriciteit betreft) al tegelijk met de (speciale) relativiteitstheorie in 1905 door Albert Einstein in zijn publicaties voorzien was of werd, maar de simpele gloeilamp is met eenvoud kenmerk van het ware niet waar.??
Graag zie ik met belangstelling een voorstel van U tegemoet, waarmee energie- (en/óf vermogens)-dichtheden verduizendvoudigd kunnen worden tot bijv. zeg een benzine of gastank, met een ordegrootte van ca. 100 MJ/kg, vergeleken met -- in het gunstigste geval -- (ontplofbare) Lithium-ion of NiH e.a. oplaadbare accubatterijen met slechts (ruim) 100 kJ/kg ...
Met een ouderwetse draagbare (midden- en kortegolf) MG/KG-Radio is de interessante *Ether*-EM-straling van de modern gestuurde, dus nu juist relatief *lager rendement* LED-lamp, waar met nogal geflatteerde cijfers zeer onterecht hoog van opgegeven wordt, gemakkelijk te peilen en beluisteren, zodat men kan weten: welk soort storingsbronnen men aldus (in het materieel gehuld of) in huis gehaald heeft ... en dat ook nog voor niet weinig geld.! -- Niettemin D.A. Borgdorff - e.i.

Tja ik zit te wachten op het moment dat men de bovenleiding vervangt door zonnepanelen...

* droomt nog even verder...

Vinny schreef:Tja ik zit te wachten op het moment dat men de bovenleiding vervangt door zonnepanelen...

* droomt nog even verder...

Waarde Vinny, ik heb sympathie voor deze visie -- laat dat duidelijk zijn -- maar de auto- en busindustrie heeft (te) lange tijd de brandstoffenhandel boven verlichte elektra verkozen. Als men toentertijd (de óók door mij gepropageerde) ideëen inzake bijv. energieopslag of (anders) de elektromechanische CVT, bijv. de koppelomvormer etc. van ir. G.T. Rodenhuis, serieuzer had genomen, waren we nu al verder geweest. Zie hiertoe o.a.: http://nds-nl.wikipedia.org/wiki/Gebruk ... bliografie
Thans lijkt me dus de Lithiumionisatie, een Brandstofcelconversie, of (ten laatste) een HR-nikkelmetaalhydraat-accubatterijcel-toepassing nog het meest kansrijk, mits de AutoBus-racewereld er ook aan wil, want dan stijgt de belangstelling en zakken de prijzen. Van een Solaire, zelfs Nucleaire of Inductieve overdracht van (meer dan) een MegaWatt aan constant vermogen voor transmissie naar dynamisch-kinetische energie voor onze voertuigen, zie ik uit een strikt natuurkundig oogpunt (te :o ) weinig (ooit) terecht (kunnen) komen. :@
Overigens: nog dank voor Uw betrokkenheid et cetera: D.A. Borgdorff ...+>

Beste D.A. Borgdorff, hoe kijkt u aan tegen bijvoorbeeld dye-sensitized zonnecellen? (of zit deze techniek al verstopt in een van de andere technieken die reeds genoemd zijn?)

Je moet wel bedenken dat er per vierkante meter aardoppervlak ongeveer 1 kW naar beneden komt, waarbij je de vuistregel kan hanteren dat je hiervan 100 W in electriciteit om kan zetten met een hedendaagse fotoelectrische cel.

Ik weet niet hoeveel een trein trekt bij bij het rijden, maar laten we dat voor het gemak eens op een mooie ronde 100 kW stellen. Dan heb je dus 1000 m² aan zonnecellen nodig om een trein te laten rijden. Met 3 meter breed en 33 meter lang misschien net te doen...

Als de zon schijnt. :o

Chauf21 schreef:Beste D.A. Borgdorff, hoe kijkt u aan tegen bijvoorbeeld dye-sensitized zonnecellen? (of zit deze techniek al verstopt in een van de andere technieken die reeds genoemd zijn?)

iljitsch schreef:Je moet wel bedenken dat er per vierkante meter aardoppervlak ongeveer 1 kW naar beneden komt, waarbij je de vuistregel kan hanteren dat je hiervan 100 W in electriciteit om kan zetten met een hedendaagse fotoelectrische cel.
Ik weet niet hoeveel een trein trekt bij bij het rijden, maar laten we dat voor het gemak eens op een mooie ronde 100 kW stellen. Dan heb je dus 1000 m² aan zonnecellen nodig om een trein te laten rijden. Met 3 meter breed en 33 meter lang misschien net te doen...

Als de zon schijnt. :o

Ja, ik geef coll. iljitsch meer dan gelijk: een trein.. trekt ordegrootte van 1 tot 10 MW of meer; goederentreinen een verder meervoud. Dus bijv. voor gekoppeld ICM-3/4-materieel is al gauw gemiddeld zo'n honderdvoudige waarde nodig op deze met recht dan (zogenoemde) trein van ca. 3 km lengte, als de zon (A) schijnt met dit (-kleur-) type zonnecellen, waarvan het rendement zich (ook) rond de 15% beweegt. Dan moet de uit de zonpanelen afkomstige energie nog door (DC/AC/DC)-inverters/converters met tussenkringen aangepast worden voor (alsnog, ja!) een elektrisch energie-opslagmeduim i.c. dus condensatoren of spoelen en/of elektrochemische batterijen van Metaalhydroxyde- \Alkali- of Brandstof-Cellen. Verder kan een simpele natuurkundige berekening U mogelijk overtuigen van dit fata morgana, terwijl wij hier (nog) niet in de *woestijn* (hoeven) vertoeven.
<+ kHoop U -- Chauf21 -- niet al te zeer teleurgesteld te moeten hebben ... D.A. Borgdorff +>
Nota Bene: als rekenvoorbeeld uit de Pakket Soload 170 via http://www.pvshop.nl/sol170.htm voor 85Wp/paneel, levert 5 A x 12 V = 60 W/stuk, waarbij men (op wagenbreedte van ca. 3 m) ongeveer 4 panelen per meter kwijt kan ..., zodat bij een lengte van 4 m +> 16 x 60 W = 960 W dus ca. 1 kW geleverd kan worden. Dan moet voor 1 MW (megawatt) de trein dus al 4 km lang zijn, 2,5 maal de door de NS locomotief 1607 getrokken *langste reizigerstrein van 1,6 km ter wereld*. --
E.e.a. ook nog onder voorbehoud van (effectieve) rendementen e.a. fouten ... :X dAb

Ik maak natuurlijk wel even een mooie kommafout, 3 x 33 = 100 m², maar 10% van wat je nodig hebt.

Ik noemde specifiek de hoeveelheid stroom die nodig is om te (blijven) rijden, niet om op te trekken. Optrekken kan je natuurlijk aan de hand van een accu doen, die opgeladen wordt tijdens het stilstaan (niet onder de stationsoverkapping natuurlijk) en bij het regeneratief remmen. Ik weet niet of 100 kW per rijtuig die ik noemde voldoende is om een redelijke snelheid te handhaven, die 10 kW die je bij mooi weer van het dak kan trekken zeker niet. Lengte is niet relevant, want uiteraard bedekken we alle rijtuigen met zonnepanelen, niet alleen de locomotief.

In theorie zou je zonder vermogenselectronica kunnen werken door gewoon het juiste aantal zonnecellen in serie te schakelen om het juiste voltage aan een gelijkstroommotor te kunnen leveren, in praktijk is dit lastig want de opbrengst van de zonnecellen varieert en je zit met het optrekken. Ik weet ook niet in hoeverre draaistroommotoren met vermogenselectronica efficiënter zijn dan gelijkstroommotoren zonder.

Wellicht is een interessantere optie om de zuidkant van spoordijken van zonnecellen te voorzien. Uitgaande van 2 meter breed kan je per kilometer spoor 200 kW opwekken. Je zou dan zoveel zonnecellen neer kunnen leggen dat die bij goed weer net niet voldoende energie leveren voor het aantal treinen dat op een stuk spoor rijdt en dan de normale voedingsstations het verschil dynamisch laten bijpassen. In dit opzicht is het voordelig dat de bovenleiding gelijkstroom levert.

Als zonnecellen goedkoper worden zou je ze zelfs plat tussen de rails kunnen leggen, hoewel dat minder efficiënt is, meer kans op rommel die erop blijft liggen en beschadigingen.

iljitsch schreef:Ik maak natuurlijk wel even een mooie kommafout, 3 x 33 = 100 m², maar 10% van wat je nodig hebt.

Ik noemde specifiek de hoeveelheid stroom die nodig is om te (blijven) rijden, niet om op te trekken. Optrekken kan je natuurlijk aan de hand van een accu doen, die opgeladen wordt tijdens het stilstaan (niet onder de stationsoverkapping natuurlijk) en bij het regeneratief remmen. Ik weet niet of 100 kW per rijtuig die ik noemde voldoende is om een redelijke snelheid te handhaven, die 10 kW die je bij mooi weer van het dak kan trekken zeker niet. Lengte is niet relevant, want uiteraard bedekken we alle rijtuigen met zonnepanelen, niet alleen de locomotief.

Met mijn (veel te simpel) rekenvoorbeeld gaf ik ongeveer aan: dat een trein -- met een zeer geringe acceleratie -- (: één treinstel ICM-4 heeft al bijna 2 MW uurvermogen aan boord nodig) nog 10 à 100 x de eigen lengte met zonnecellen bedekt moet zijn in een woestijnklimaat, om deze *überhaupt* te kunnen laten rijden , dus vergeet het maar helemaal zonder een bufferbedrijf in elektrochemicalia en vereiste tractieregelingen door toepassing van vermogens-elektronica ... Zoals gezegd is (nu zonder extra verliezen) bij een vermogenevenwicht op snelheid P = v.F = E.I voor dit ICM treinstel bij v = 40 m/s en o.a. door rol- en luchtweers6tand F < 30 kN begroot op ruim 1 MW continue, zonder wind, helling, bogen of al te lange treinen, welke nog niet aan de topsnelheid zijn. De tractiestroom beloopt dan I = P/E = 550-650 A, gemiddeld dus zo'n 600 A per treinstel bij de huidige NS gelijkspanning :Y - Dat restvermogen is duidelijk nodig, anders ligt de versnelling en de evenwichtsnelheid nog (veel) lager, bijv. bij 100 km/h :neg:
Zoals ook opgemerkt moet de opslagcapaciteit in elektrische Lading voldoende zijn, bijv. hier voor I = 1 kA en E = 1,5 kV, dus met P (gem) = 1,5 MW - heeft men zo'n 125 seriegeschakelde accumulatorcellen van 12 V bij iets van 5 à 6 MC Lading nodig, met Energie van ca. 9 GJ = 2½ MWh, of dat nu door Lithium of andere *ionen* is.!. D.A. Borgdorff