قطارهای برقی با باتری می توانند خیلی زود از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشند

26 نوامبر 2021 توسط باب یرکا، Tech Xplore

شکل 1: قیمت انرژی شامل زیرساخت های شارژ سریع در نرخ های مختلف استفاده از ایستگاه برای یک ایستگاه شارژ 72 مگاواتی. الف، تصویری از بازار ERCOT، که فرض می‌کند مشتریان ریلی به قیمت‌های عمده فروشی دسترسی دارند. ب، تصویری از بازار CAISO گویا که ساختار نرخ CPP ERCOT را فرض می‌کند و هیچ هزینه اضافی برای کفایت منابع ندارد. مفروضات پایه شامل عمق 80 درصدی شارژ مجدد، هشت رام در هر ایستگاه، زمان شارژ 1 ساعته، 7 درصد بازگشت درآمد مخارج سرمایه ای و 10 درصد تلفات راندمان در تبدیل نیرو است. طول عمر ایستگاه 20 سال تخمین زده می شود. قیمت‌های نسل میانگین قیمت‌های ساعتی مشاهده شده برای هر بازار برای تمام ساعات 2017-2019 است.

اعتبار: DOI: 10.1038/s41560-021-00915-5

تیم کوچکی از محققان آزمایشگاه ملی لارنس برکلی و دانشگاه کالیفرنیا دریافته‌اند که قطارهای باتری‌دار می‌توانند تا سال 2023 اقتصادی شوند. انرژی های تجدیدپذیر می تواند به زودی به باتری اجازه دهد تا با سوخت دیزل در قطارها رقابت کند. فدریکو زنیت با NTNU، تروندهایم، یک مقاله News & Views در مجله منتشر کرده است که دلایل تجهیز قطارها به باتری را تشریح می کند و یک نمای کلی از کار انجام شده توسط تیم در این تلاش جدید ارائه می دهد.

همانطور که Zenith اشاره می کند، قطارها تقریباً 40 درصد از بارهای بین شهری را در ایالات متحده حمل می کنند و ارسال کالا با قطار ارزان تر از استفاده از کامیون است. به گفته او، اکثر قطارهای باری در ایالات متحده با سوخت دیزل حرکت می کنند و تقریباً 0.6 درصد از کل انتشار کربن در ایالات متحده را منتشر می کنند. در این تلاش جدید، محققان پیشنهاد می‌کنند که استفاده از باتری می‌تواند از این انتشارات جلوگیری کند.

قطارهای برقی در ایالات متحده نیروی مورد نیاز خود را از خطوط هوایی تامین می کنند – سیستمی که گران و ناکارآمد است. تیم پیشنهاد می کند که باتری ها می توانند گزینه بهتری را ارائه دهند. به طور خاص، آنها ادعا می کنند که یک لوکوموتیو مجهز به سیستم باتری 14 مگاواتی برای جایگزینی با قطاری که با موتور دیزلی کار می کند کافی است. آنها همچنین ادعا می کنند که چنین لوکوموتیوی می تواند قطاری را با یک بار شارژ تقریباً 240 کیلومتر حمل کند.که نیمی از انرژی یک قطار با موتور دیزلی را مصرف می کند. و اگر باتری با استفاده از یک منبع تجدید پذیر شارژ شود، ردپای کربن یک قطار الکتریکی را به صفر می رساند.

محققان خاطرنشان می کنند که اکثر لوکوموتیوهای دیزلی فعلی در واقع با برق کار می کنند. بنابراین، تمام چیزی که برای اکثر لوکوموتیوها مورد نیاز است، تعویض ژنراتورها و اضافه کردن یک جعبه اختصاصی درست در پشت لوکوموتیو برای حمل یک باتری بزرگ است. افزودن باتری اختصاصی بیشتر ، برد قطار را افزایش می دهد. آنها همچنین خاطرنشان می کنند که باتری ها می توانند در ایستگاه های تعیین شده شارژ شوند، به شرط اینکه شارژرهای سریع برای چنین باتری های بزرگی ساخته شده باشند. https://techxplore.com