Аккумуляторный электропоезд (БЭМУ) , аккумуляторный электровоз или аккумуляторный моторвагонный вагон — это электроприводной моторвагонный поезд или моторвагонный вагон , энергия которого поступает от перезаряжаемых батарей, приводящих в действие тяговые двигатели .
Главные преимущества этих транспортных средств в том, что они не используют ископаемое топливо, такое как уголь или дизельное топливо , не выделяют выхлопных газов и не требуют от железной дороги дорогостоящей инфраструктуры, такой как электрические рельсы или контактная сеть . [ требуется цитата ] С другой стороны, вес батарей увеличивает вес транспортного средства, влияя на запас хода до подзарядки от 300 до 600 километров (от 186 до 373 миль). В настоящее время аккумуляторные электрические агрегаты имеют более высокую закупочную цену и эксплуатационные расходы, чем бензиновые или дизельные вагоны. На маршрутах, по которым они работают, требуется одна или несколько зарядных станций, если только они не работают на смеси электрифицированных и неэлектрифицированных путей, при этом батареи заряжаются от электрифицированных путей. [ требуется цитата ]
Технология аккумуляторов значительно улучшилась за последние 20 лет, расширив сферу использования аккумуляторных поездов, отойдя от ограниченных нишевых приложений. Vivarail в Соединенном Королевстве утверждает, что их поезда имеют запас хода 100 миль (160 км) только на аккумуляторной энергии с 10-минутным временем зарядки. [1] Такого рода запас хода и время перезарядки аккумуляторов значительно расширяют сферу использования аккумуляторных или аккумуляторно-электрических поездов. Несмотря на более высокую покупку, на некоторых железнодорожных линиях аккумуляторные поезда экономически жизнеспособны, поскольку устраняются очень высокие затраты и обслуживание полной электрификации линии. Ранее включение малоиспользуемых неэлектрифицированных линий в электрифицированную сеть означало расширение дорогостоящей электрической инфраструктуры, что делало многие расширения нецелесообразными. Современные аккумуляторно-электрические поезда могут работать на обоих типах путей. Ряд сетей метро по всему миру расширили электрифицированные линии метро с использованием аккумуляторно-электрической технологии, и ряд сетей рассматривают этот вариант.
С марта 2014 года пассажирские поезда на аккумуляторах эксплуатируются в Японии на нескольких линиях. В Австрии есть контактные/аккумуляторные поезда, которые были введены в эксплуатацию в 2019 году. [2] В Великобритании успешно прошли испытания платных пассажирских гибридных контактных/литиевых аккумуляторных поездов в январе и феврале 2015 года. [3]
Согласно анализу VDE eV за 2019 год , на линиях, работающих чаще, чем каждые 24–30 минут, BEMU обходится дороже, чем электрификация линии и эксплуатация стандартных электропоездов ; для линий, работающих реже, чем это пороговое значение, BEMU обходится дешевле. [4]
.jpg/1280px-Railcar_at_Milton_of_Crathes_(geograph_1821382).jpg)
Эксперименты с аккумуляторными вагонами, как их изначально называли, проводились примерно с 1890 года в Бельгии, Франции, Германии и Италии. Полное внедрение аккумуляторных поездов было предпринято с различной степенью успеха. В США вагоны типа Edison-Beach с никель-железными батареями использовались с 1911 года. В Новой Зеландии аккумуляторный электрический вагон Edison с запасом хода 160 км (99 миль) эксплуатировался с 1926 по 1934 год на линии Little River Branch протяженностью 34 км (21 миля) . Никель-цинковая батарея Drumm использовалась на четырех двухвагонных составах между 1932 и 1946 годами на линии Harcourt Street Line в Ирландии . Британские железные дороги использовали свинцово-кислотные батареи в British Rail BEMU с 1958 по 1966 год на линии Абердин — Баллатер протяженностью 38 миль в Шотландии . BEMU имел успех, но был выведен из эксплуатации, так как линия была закрыта. BEMU был восстановлен и использовался в качестве маневрового поезда до тех пор, пока не будут построены надлежащие устройства для зарядки аккумуляторов. В Германии в период с 1955 по 1995 год железные дороги Deutsche Bahn успешно эксплуатировали 232 вагона DB Class ETA 150, использующие свинцово-кислотные аккумуляторы .
Ряд производителей трамваев предлагают аккумуляторные трамвайные вагоны, которые объединяют тяговую батарею с суперконденсатором, который будет заряжаться на каждой остановке. Основной мотивацией использования аккумуляторных трамваев является избежание установки системы электрификации железных дорог . Использование ускоренной зарядки на каждой остановке позволяет снизить размер необходимой тяговой батареи. Ожидается, что эта технология будет перенесена на полноценные поезда.
Трамваи CAF Urbos 3 были заказаны для Seville MetroCentro с системой Acumulador de Carga Rápida , которая использует короткие воздушные провода на каждой остановке для зарядки. Трамваи Севильи ходят с Пасхи 2011 года. [5]
Трёхвагонные трамваи Siemens будут использоваться в Education City в Дохе , столице Катара . [6] [7] Сеть открылась в 2010 году. [8] Воздушные провода не были установлены, поскольку 10 трамваев Avenio будут питаться от системы Siemens Sitras HES ( гибридное хранилище энергии ), которая представляет собой комбинацию суперконденсатора и тяговой батареи , заряжаемой на каждой остановке через контактный рельс . [7] [9] [10]
Трамвай Combino, состоящий из четырёх вагонов, оснащённых системой Sitras HES, регулярно курсирует от Алмады до Сейшала, Португалия, с ноября 2008 года. Он способен преодолевать расстояние до 2500 метров (2700 ярдов) без воздушных проводов. [11] [12]
В Китае открылось несколько трамвайных линий без контактной сети, которые подзаряжаются на трамвайных остановках и конечных станциях. Трамвайная линия Хуайань протяженностью 20,3 км (12,6 миль) в Китае открылась в феврале 2016 года. Линия полностью без контактной сети, на ней используются трамваи с питанием от аккумуляторов, поставляемые CRRC Zhuzhou , которые подзаряжаются на трамвайных остановках. [13]
Служба поездов Byron Bay в Байрон-Бей , Новый Южный Уэльс , использует исторический вагон класса 600. Ранее вагон работал на дизельном топливе и эксплуатировался с 1949 по 1994 год. Вагон был демонтирован с дизельным оборудованием и оснащен электрическими тяговыми двигателями, которые были преобразованы в солнечную энергию с помощью набора батарей для хранения солнечной энергии, вырабатываемой с помощью панелей крыши вагона . Солнечный поезд был введен в эксплуатацию на ранее заброшенном участке линии через Байрон-Бей в 2017 году. Считается, что это первый в мире поезд на солнечной энергии. [14] [15]
Трамваи CAF Urbos 3 с питанием от суперконденсаторов работают в сети Newcastle Light Rail , при этом трамваи подзаряжаются на каждой остановке. Сети Canberra и Parramatta Light Rail также планируют ввести в свои сети транспортные средства CAF Urbos 3 с питанием от аккумуляторов. Они будут работать от аккумуляторов на отдельных участках своих сетей. [16]
Австрийские федеральные железные дороги приобрели 189 поездов Siemens Desiro ML с 2013 по 2020 год. Один из этих поездов был переоборудован в аккумуляторный электропоезд и получил название cityjet eco . Аккумуляторно-электрическая версия поезда Siemens оборудована для работы от аккумуляторов и контактных проводов, с запасом хода только от аккумулятора 80 км (50 миль) и максимальной скоростью 100 км/ч (62 мили/ч) в режиме аккумулятора. Поезда будут испытываться на региональных и пригородных железнодорожных линиях на электрифицированных и неэлектрифицированных путях. Тестовые услуги начались в сентябре 2019 года на линии долины Камп между Хорном и Санкт-Пёльтеном . [2] [17]
В 1912 году Объединенные железные дороги Гаваны Томаса Эдисона и Ральфа Х. Бича аккумуляторный вагон . [18]
С конца 2020 года аккумуляторные поезда Stadler FLIRT Akku будут испытаны на двух линиях: 25-километровой (16 миль) линии Хельсингёр — Хиллерёд в Северной Зеландии и 18-километровой (11 миль) линии Лемвиг в Северо-Западной Юлландии. [19] Поезда будут введены в эксплуатацию в 2024 году. [20]
В январе 2021 года Bombardier подписала новый контракт на модернизацию и запуск предварительной серии из пяти поездов AGC с батарейным питанием к 2023 году в сотрудничестве с SNCF и пятью французскими регионами , включая Овернь-Рона-Альпы , О-де-Франс , Новая Аквитания , Окситания и Прованс-Альпы-Лазурный берег . Пять поездов AGC будут переоборудованы в работающие на батареях, чтобы помочь декарбонизировать французский железнодорожный транспорт. Идея состоит в том, чтобы преобразовать двухрежимные ( цепные и дизельные) самоходные поезда большой вместимости в двухрежимные AGC с батарейным питанием. Этот проект предлагает доказательство концепции и путь вперед к ликвидации дизельных поездов к 2035 году, цель, установленная французским правительством и SNCF . [21]
В 1887 году на Королевских Баварских государственных железных дорогах были введены в эксплуатацию первые немецкие аккумуляторные вагоны .
До Второй мировой войны классы ETA 177-180. Послевоенный DB класс ETA 176 (позже 517) и, наконец, DB класс ETA 150 (позже 515) . Последние использовались до 1995 года, после чего были модернизированы в Nokia ETA , окрашены в светло-серый и зеленый цвета и развернуты на так называемой Nokia Railway (номер расписания RB 46), в настоящее время Glückauf-Bahn из Гельзенкирхена через Ванне-Айкель в Бохум .
В июле 2019 года железнодорожное управление Шлезвиг-Гольштейна NAH.SH выдало Stadler заказ на сумму 600 млн евро на 55 аккумуляторных поездов Flirt Akku с обслуживанием в течение 30 лет. Поезда, которые предлагают 150 км (93 мили) запаса хода на аккумуляторах, начнут вводиться в эксплуатацию в 2022 году, заменив дизель-поезда на неэлектрифицированных маршрутах. [22]
Пять маршрутов: Оффенбург — Фройденштадт/Хорнберг, Оффенбург — Бад-Грисбах, Оффенбург — Ахерн, Ахерн — Оттенхёфен и Биберах (Баден) — Оберхармерсбах-Рирсбах начали работать с апреля 2024 года на электрифицированных и неэлектрифицированных путях, 120-местные поезда Siemens Mireo Plus B с питанием от аккумуляторных батарей/контактной линии электропередачи. При работе только от аккумуляторных батарей поезда имеют запас хода 80 километров (50 миль). [23] [24]
Новоафонская пещерная железная дорога в Абхазии в Грузии имеет три узкоколейных электропоезда с концентрированной мощностью, построенных на заводах железнодорожных машин Риги в Латвии . Два поезда Эп «Турист» были построены в 1975 году и позже модернизированы в 2005 и 2009 годах, а новый поезд Эп-563 был построен в 2014 году. [25] С 2014 года это единственный поезд, который используется. Первый поезд Эп базируется на станции Анакопеа для дублирования поезда Эп 563 в случае неисправности. Другой поезд Эп базируется в депо. [25] Каждый поезд состоит из 6 вагонов, включая 1 моторный вагон с кабиной машиниста, двигателями и силовым оборудованием и 5 прицепных вагонов для пассажиров (4 промежуточных вагона и 1 смотровой вагон в конце). [26] Обе модели могут работать либо от третьего рельса с напряжением 300 В постоянного тока, либо от батарей с напряжением 240 В постоянного тока, используемых на коротких неэлектрифицированных участках на стрелках без третьего рельса, а также на пассажирских станциях, где третий рельс не имеет напряжения по соображениям безопасности. [27]
Между 1932 и 1949 годами два электропоезда на аккумуляторах успешно курсировали между Дублином и Бреем. Два дополнительных поезда были построены и введены в эксплуатацию в 1939 году, также работавшие до 1949 года. Аккумуляторы поезда заряжались на каждой конечной станции через верхний пикап. Поезд мог развивать скорость 65 миль в час или 105 км/ч, хотя скорость обслуживания обычно была ограничена 41 милей в час или 66 км/ч. [28]
В 2019 году Iarnród Éireann объявила, что они приобретут 250 новых вагонов, с возможностью до 600 в течение 10 лет, для использования в сети DART . Заказ будет состоять как из электропоездов , так и из аккумуляторных электропоездов. [29] [30] [31] [32]
В июне 2020 года в поезде N700S появилась резервная батарея. Батареи питают поезд на пониженной скорости до ближайшей станции, когда происходит отключение электроэнергии. Поезд курсирует по линии Tokaido Shinkansen между Токио и Shin-Osaka и по линии Sanyo Shinkansen между Shin-Osaka и Hakata. [33]
В Японии JR East провела испытания аккумуляторного электровоза « NE Train Smart Denchi-kun » 2009 года выпуска. Это транспортное средство способно работать под напряжением 1500 В постоянного тока от контактной сети или только от аккумуляторной батареи на расстоянии до 50 км от контактной сети. [34] Аккумуляторные батареи заряжаются через пантограф либо при движении под контактной сетью, либо на специально построенной зарядной станции. [34] [35]
С марта 2014 года двухвагонный аккумуляторный электропоезд серии EV-E301 с контактной сетью постоянного тока напряжением 1500 В и возможностью питания от аккумуляторов начал приносить прибыль на неэлектрифицированной линии Карасуяма длиной 20 км (12 миль) . [36]
С 4 марта 2017 года аккумуляторные электропоезда полностью заменили дизельные поезда на этом маршруте. В эксплуатации находятся четыре двухвагонных состава, каждый из которых оснащен литий-ионной батареей емкостью 190 кВт·ч. [37]
Поезда подзаряжают свои батареи на станции Карасуяма (конечная станция линии) через пантографы , используя жесткую проводящую планку, размещенную там, где будут воздушные провода, подключенные к местной электросети. На другом конце, в Хосякудзи , линия Карасуяма встречается с электрифицированной главной линией Тохоку . Затем поезда продолжают движение по электрифицированной главной линии Тохоку до Уцуномии , где пассажиры могут пересесть на высокоскоростные поезда Синкансэн .
С апреля 2016 года JR Kyushu начала опытную эксплуатацию двухвагонного поезда серии BEC819 BEMU, получившего прозвище «DENCHA», на части главной линии Chikuhō , с коммерческой службой, запланированной с октября того же года, и еще шесть поездов, запланированных к запуску на линии весной 2017 года. [38] Он также может питаться от воздушной линии переменного тока. Аккумуляторные электропоезда серии BEC819 начали работать на сквозных линиях на линии Fukuhoku Yutaka в октябре 2016 года, которая электрифицирована на 20 кВ 60 Гц переменного тока и неэлектрифицированной главной линии Chikuhō, известной как «линия Вакамацу», между Орио и Вакамацу. [39]
Емкость аккумуляторной батареи составляет 360 кВт·ч (480 л.с.·ч ).
В 2019 году на линии Касии было введено в эксплуатацию 11 новых поездов BEC819 , которые заменили все дизельные поезда, ранее эксплуатировавшиеся на этой линии. [40] [41] [42] Таким образом, общее количество поездов BEC819, находящихся в коммерческой эксплуатации, достигло 18.
Новый двухвагонный поезд BEMU серии EV-E801 был представлен на неэлектрифицированной линии Ога длиной 26,6 км (16,5 миль) в префектуре Акита в марте 2017 года. Он разделяет некоторые характеристики с поездами BEC819: он использует аккумуляторную батарею емкостью 360 кВт·ч и заряжается от контактной сети переменного тока напряжением 20 кВ и частотой 50 Гц вместо контактной сети постоянного тока напряжением 1500 В, которая использовалась в более ранних поездах EV-E301. [43]
В 2022 году Управление автомобильного транспорта (ATD), которое организует услуги по перевозке пассажиров в Латвии, объявило о закупке на строительство и поставку 9 составов BEMU с возможностью поставки еще 7 до конца 2026 года. Stadler, CAF и Škoda Transportation подали заявки на поставки BEMU в первой части тендера. [44] Семь из этих поездов будут использоваться на самых загруженных неэлектрифицированных железнодорожных линиях Рига-Болдерая и Рига-Сигулда, а два других — на неэлектрифицированных маршрутах, таких как Рига-Добеле и Рига-Екабпилс. Эти поезда заменят на этих маршрутах поезда DR1A , которые в настоящее время курсируют , а оператор еще будет определен в ходе будущей закупки.
Исторически сложилось так, что на британских железных дорогах использовалось несколько электропоездов на аккумуляторах. British Rail BEMU был выведен из эксплуатации, поскольку линия от Абердина до Баллатера в Шотландии была закрыта в 1966 году. Поезда были отремонтированы и готовы к повторному использованию на Королевской железной дороге Дисайд . [45] British Rail Class 419 , моторизованный багажный фургон (MLV), эксплуатировался с 1959 по 2004 год, он мог работать как от аккумуляторов, так и от третьего рельса , и использовался для коротких неэлектрифицированных участков на причалах.
В Великобритании почти две трети, 58%, из 20 000 миль (32 000 км) железнодорожной сети находятся на неэлектрифицированных путях, которые потребляют 103 миллиона галлонов (469 миллионов литров) дизельного топлива каждый год. Марк Карн из Network Rail , отвечающий за пути британской железнодорожной сети, в марте 2017 года заявил: «Идея о том, что вам нужно электрифицировать весь маршрут, больше не является обязательной. Я думаю, что там, где у нас есть гибридные поезда, это открывает довольно много интересных возможностей для частичной электрификации». Карн также заявил: «технологии развивались такими темпами, что можно было достичь большей надежности без строительства неприглядных воздушных кабелей». Он добавил, что разработки в области аккумуляторов таковы, что вскоре может стать экономически эффективным заменять дизельные двигатели на аккумуляторные или гибридные устройства, тем самым экономя огромные затраты на установку линий электропередач над каждым участком пути. [46]
Такие компании, как британские Hitachi , Vivarail и Bombardier, взяли на себя обязательство или производят поезда на аккумуляторных батареях. Эти поезда будут либо новыми единицами, либо преобразованием существующих единиц, чтобы выполнить цели введения Network Rail поездов на аккумуляторных батареях. [47] [48]
В январе 2015 года одномесячный испытательный поезд Class 379 Electrostar, оснащенный литиевыми батареями, начал пассажирские перевозки на линии Mayflower в Эссексе. Поезд проезжал до 60 миль (97 км) на энергии, запасенной в батареях, а также подзаряжал батареи через контактные провода на электрифицированных участках линии, на станциях и посредством рекуперации тормозной мощности . [49] Network Rail называет эту модель-прототип и ее возможных будущих потомков независимыми электрическими многоместными единицами (IPEMU). [50]
Через месяц после испытаний в марте 2015 года Network Rail предложила рассмотреть возможность введения поездов на аккумуляторных батареях на пятнадцати станциях длиной 27 миль (43 км) с дизельным приводом от Рексхэма до Бидстона , линии Borderlands . [51] [1] Цель состоит в том, чтобы объединить линию с электрической третьей железной дорогой Merseyrail Wirral Line, простирающейся в подземную часть центра города Ливерпуль , сделав Рексхэм одним из конечных ответвлений линии. Линия работает на дизельном топливе и не может перейти в подземные туннели и станции Birkenhead и Liverpool Merseyrail. Если будут введены аккумуляторные поезда, способные работать в туннелях, линия Borderlands будет включена в линию Wirral, став городской линией метро между Ливерпулем и Рексхэмом.
Дизельные поезда на медленной линии Borderlands заканчивают свой путь на железнодорожной станции Bidston в Биркенхеде, и пассажирам приходится пересаживаться на поезда электрической сети Merseyrail, чтобы добраться до центра Ливерпуля. Network Rail предложила использовать подвижной состав с двойным питанием от аккумуляторов/третьим рельсом без полной электрификации линии, что является более дешевым способом включения линии в линию Wirral. Поезда будут заканчиваться только в Рексеме, в то время как на конце линии в Ливерпуле поезда будут следовать по петле электрифицированных подземных туннелей центра Ливерпуля с тринадцатью остановками на станциях. По мере того, как поезд следует по петле электрифицированной линии из Бидстона и обратно, аккумуляторы поезда заряжаются.
Объединенное управление городского округа Ливерпуль объявило в июле 2021 года, что испытания версии BEMU (IPEMU, независимый электрический многоместный поезд) их нового класса 777 на сети Merseyrail показали, что они способны проезжать до 20 миль (32 км) без подзарядки. [52] Аккумуляторная электрическая версия класса 777 позволит осуществлять перевозки по Merseyrail из Ливерпуля в Скелмерсдейл , Рексем , Уоррингтон и Ранкорн без полной электрификации линии. Испытания Stadler достигли дальности 135 км. [53]
В октябре 2023 года гибридные аккумуляторные электропоезда поступили в регулярную эксплуатацию на Merseyrail от станции метро Liverpool Central до пересадочной станции Headbolt Lane . На участке пути от Kirkby до Headbolt lane поезда работают только на энергии бортовых аккумуляторов. [54]
Vivarail выпустили поезд класса 230 , который был преобразован из устаревших поездов D-Stock лондонского метрополитена . Второй демонстрационный модуль, двухвагонный 230002, был оснащен аккумуляторным питанием в отличие от дизель-электрического питания более раннего демонстрационного модуля 230001. Vivarail разработали быстрое зарядное устройство, обеспечивающее запас хода в 100 миль (160 км) с 10-минутным временем подзарядки. [1] Питание обеспечивается двумя литий-ионными аккумуляторами на вагон, что дает четыре на поезд, обеспечивая 106 кВт·ч (142 л. с.·ч ), с ожидаемым сроком службы аккумуляторов в семь лет. [55]
В 2017 году рассматривалось использование аккумуляторных поездов Vivarail в сети Valley Lines в Южном Уэльсе. Поезда будут работать на аккумуляторах, способных заряжаться через 25 кВ OHLE . [56]
Аккумуляторный вагон Edison-Beach был разработан Томасом Эдисоном и Ральфом Х. Бичем. Последний возглавлял Railway Storage Battery Car Company и Electric Car & Locomotive Corp. [ 57] Вагон № 105 Аляскинской железной дороги был вагоном Edison-Beach, [58] и примеры работали на Центральной Вермонтской железной дороге, курсирующей между Миллерс-Фолс, Нортфилдом и Уэст-Тауншендом. [59] Примечательной особенностью вагонов Edison-Beach была система привода Beach. Каждое колесо было установлено на шарикоподшипниках на мертвой оси и приводилось в движение отдельным тяговым двигателем через зубчатую передачу . [60] [61]
В августе 2023 года Caltrain осуществила опционный заказ у Stadler, своего производителя подвижного состава, который включал один четырехвагонный поезд BEMU. Этот поезд будет обслуживать самые южные станции линии после завершения электрификации центральных и северных станций . Есть надежда, что успешная демонстрация технологии BEMU на линии Caltrain даст представление о возможности других потенциальных внедрений BEMU в Соединенных Штатах. [62]
В феврале 2024 года Metra объявила о заказе 16 поездов Stadler FLIRT Akku для использования на ветке Беверли округа Рок-Айленд . Ожидается, что новый подвижной состав значительно увеличит частоту движения на линии, станции которой расположены близко друг к другу. [63]
{{cite news}}: |last=имеет общее название ( помощь )CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )