Το Ινστιτούτο Fraunhofer ISE στη Γερμανία εντόπισε σημαντικό δυναμικό για την ανάπτυξη φωτοβολταϊκών συστημάτων (PV) κατά μήκος του σιδηροδρομικού δικτύου της χώρας. Σύμφωνα με τα ευρήματά του, οι περιοχές που βρίσκονται σε ακτίνα έως 2 χιλιομέτρων από έναν υποσταθμό θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν έως και 37,6 GW εγκατεστημένης φωτοβολταϊκής ισχύος.

Το Ινστιτούτο επισημαίνει ότι οι inverters που επιτρέπουν την άμεση έγχυση ηλεκτρικής ενέργειας στο σιδηροδρομικό δίκτυο θα είναι καθοριστικής σημασίας για την υπέρβαση των ρυθμιστικών και αγοραστικών εμποδίων που μέχρι σήμερα περιορίζουν τέτοιες εγκαταστάσεις. Τα συμπεράσματα προέρχονται από το ερευνητικό έργο «PV4Rail», το οποίο χρηματοδοτείται από το Ομοσπονδιακό Υπουργείο Οικονομικών και Ενέργειας και στοχεύει στην άμεση ενσωμάτωση της ηλιακής ενέργειας στο μονοφασικό σιδηροδρομικό δίκτυο των 16,7 Hz της Γερμανίας.

«Ένα σημαντικό μέρος της ενεργειακής ζήτησης του σιδηροδρομικού δικτύου θα μπορούσε να καλυφθεί από φωτοβολταϊκά, καθώς το δυναμικό για εγκατάσταση φωτοβολταϊκών κατά μήκος των γραμμών είναι πολλαπλάσιο της ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία του δικτύου», δήλωσε, σύμφωνα με το περιοδικό pv, ο Andreas Hensel, υπεύθυνος έργου PV4Rail στο Fraunhofer ISE.

Ακόμη μεγαλύτερο θα μπορούσε να είναι το δυναμικό στη Γερμανία

Το Fraunhofer ISE εκτιμά ότι η ετήσια δυναμική παραγωγή από φωτοβολταϊκά συστήματα κοντά σε σιδηροδρομικούς υποσταθμούς ανέρχεται σε 32.920 GWh, έναντι περίπου 7.500 GWh που αντιστοιχούν στην ενεργειακή ζήτηση των τρένων το 2023. Το δυναμικό αυτό θα μπορούσε να είναι ακόμη μεγαλύτερο, λαμβάνοντας υπόψη τα σχεδόν 8.000 χιλιόμετρα του ηλεκτρικού δικτύου που λειτουργεί ο εθνικός σιδηροδρομικός φορέας Deutsche Bahn.

Αν και η Γερμανία έχει πραγματοποιήσει πιλοτικά έργα, αυτά περιορίστηκαν από προβλήματα συμβατότητας δικτύου και τεχνολογίας inverter. Η εταιρεία Vensys Elektrotechnik GmbH, εταίρος του έργου, ανέπτυξε κεντρικό inverter ισχύος 2 MW, χωρισμένο σε δύο μονάδες του 1 MW. Μία από αυτές, που δοκιμάστηκε στα εργαστήρια του Fraunhofer ISE, πέτυχε απόδοση 96,6%.

Το Fraunhofer ISE έχει επίσης αναπτύξει συστήματα ελέγχου για “grid-forming” λειτουργία inverter, αναλύοντας τις δυνατότητες σύνδεσης ανάλογα με το μέγεθος του συστήματος.

  • Φωτοβολταϊκά έως 5 MW θα μπορούσαν να συνδεθούν απευθείας στις εναέριες γραμμές,
  • συστήματα έως 12 MW θα απαιτούσαν σύνδεση μέσω ζυγών υποσταθμών,
  • ενώ μεγαλύτερα συστήματα, έως 40 MW, θα χρειάζονταν ξεχωριστούς υποσταθμούς με μετασχηματιστές και ειδικό εξοπλισμό για ενσωμάτωση στο σιδηροδρομικό δίκτυο των 110 kV.

Η Αυστρία έχει ήδη επιτύχει μεγάλης κλίμακας ενσωμάτωση φωτοβολταϊκών στο σιδηροδρομικό της δίκτυο, με πολλά συστήματα άνω των 10 MW να τροφοδοτούν απευθείας το δίκτυο. Ωστόσο, το Fraunhofer σημειώνει ότι τα πρότυπα σύνδεσης διαφέρουν μεταξύ των ÖBB (Αυστρία) και Deutsche Bahn (Γερμανία).

Λόγω των τεχνικών και απαιτήσεων ασφαλείας του γερμανικού σιδηροδρομικού δικτύου, προς το παρόν μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο inverter που επιβάλλουν τάση (voltage-impressing inverters). Το Fraunhofer ανέφερε ότι αυτή η λειτουργία έχει επαληθευθεί μέσω προσομοιώσεων στο πλαίσιο του έργου PV4Rail και μπορεί να περάσει σε πραγματική εφαρμογή στη δεύτερη φάση του προγράμματος.

Διαβάστε ακόμη