Mötesplatsen för dig inom järnvägsindustrin, nov, 12 2018
Senaste Nytt

Så ska tunnelbanan bli mer energismart

Bild: Pixabay.
Bild: Pixabay.
Publicerad av
Sanna Kesselfors - 21 mar 2018

Nya strömriktare i tunnelbanevagnarna kan kapa energiförlusterna i tågens drivsystem med drygt en tredjedel. På köpet blir drivsystemen både mindre och tystare. Det visar ett testprojekt som företaget Bombardier genomfört i Stockholm, skriver Energivärlden. 

I början av december 2017 utrustade företaget Bombardier en av MTR/SL:s tunnelbanevagnar i Stockholm med nya strömriktare med kiselkarbidhalvledare. Strömriktarna reglerar spänningen och elmotorns frekvens och är en av drivsystemets nyckelkomponenter.

Vanligtvis är strömriktarna bestyckade med kiselhalvledare, men i detta projekt användes alltså kiselkarbid som klarar av betydligt högre spänning, switchfrekvens och temperatur. Därmed blir det lägre energiförluster. Genom kiselkarbiden kan de totala energiförlusterna i motor och strömriktare i tunnelbanevagnen reduceras med 34 procent. Det motsvarar upp till cirka 15 procent lägre total energianvändning i tåget.

– Vi är väldigt nöjda med testerna. Det handlar inte bara om att energianvändningen blir lägre. Det blir många bieffekter: systemet tar mindre plats, väger mindre och kräver ingen kylning förutom fartvinden. Och så blir det mer behagligt för passagerarna med en lägre ljudnivå, säger Anders Blomberg, projektledare på Bombardier.

Bombardier Transportation – en av världens stora tågtillverkare med huvudkontor i Berlin – har ett av sina globala designcenter i Västerås med fokus bland annat på tunnelbanesystem.

– Vi har jobbat med småskaliga projekt med kiselkarbid innan. Men under senare år har det kommit nya komponenter som kan klara högre spänningsnivåer, vilket gör att vi kan skala upp testerna. 2016 gjorde vi en förstudie som visade att det fanns en stor potential att utveckla strömriktare av kiselkarbid, säger Anders Blomberg.

Hösten 2017 sattes projektet igång i skarpt läge i samarbete med MTR som driver tunnelbanan i Stockholm på uppdrag av SL. Tre forskningsinstitutioner är också inkopplade för att följa upp projektet, som också är delfinansierat av Energimyndigheten.

Huvudfokus har legat på att reducera energianvändningen. Det är stora mängder det handlar om. Om samtliga tunnelbanevagnar i Stockholm – cirka 270 vagnar – bytte till strömriktare av kiselkarbid skulle det ge en besparingseffekt på 680 milj kWh sett över en livscykel (30 år), enligt Bombardiers beräkningar. Det vill säga en kostnadsminskning med cirka 680 miljoner kronor.

De nya strömriktarna var inte särskilt komplicerade att montera på de befintliga tågen. I och med att modulerna bara är hälften så stora krävdes en speciell montageram för att anpassa till de befintliga upphängningsfästena i tågets underrede.

FAKTA

Fem mål med tunnelbanans nya strömriktare

Målet för Bombardiers projekt med strömriktare av kiselkarbid i tunnelbanan är:

  • 57% mindre energiförlust i strömriktarna.
  • 34% mindre totalförluster i strömriktare och motor (motsvarar 23 miljoner kWh per år).
  • 51% mindre volym på strömriktarna.
  • 22% mindre vikt på strömriktarna.
  • Att använda passiv kylteknik baserad på fartvind från tågets rörelse.

En omfattande konvertering av alla tunnelbanetåg vore således möjlig. Det finns dock en betydande hake än så länge: priset är betydligt högre på kiselkarbid och komponenterna finns än så länge i små kvantiteter. Kiselkarbid är ett komplicerat material att tillverka och processa.

– Det viktiga nu är att få igång en marknad för detta så att volymerna kan öka. Då kommer priserna sjunka successivt. Vi måste också vara tydliga med att förklara för våra kunder att de måste räkna på livscykelkostnaden när de investerar i dessa system, säger Anders Blomberg.

Energimyndigheten gick in och delfinansierade projektet hösten 2017 med totalt 3 miljoner kronor (knappt 20 procent av kostnaden).

– Det är ett spännande projekt med stor potential. Ingen aktör i Europa har testat den här tekniken tidigare, men det har dock gjorts demonstrationer av tekniken i Japan. Nu vill vi hjälpa till att få igång få företagen att prova den tekniken i sina tillämpningar så att de kan utvärdera fördelarna. Sedan kommer den att sköta sig själv, säger Pierre-Jean Rigole, handläggare på Energimyndigheten. Kiselkarbid är ett av dessa material – så kallade bredbandgapsmaterial – som kan klara högre spänningsnivåer och därmed minska energiförlusterna betydligt, säger Pierre-Jean Rigole.

Vad är då nästa steg för Bombardier när testet nu är slutfört?

– Nu ska vi göra en färdig produkt av detta så att vi kan leverera i större skala. Vi kommer också göra fler storskaliga tester för att studera tekniken ytterligare. Och så måste vi jobba för att få ut budskapet om kundvärdena med den nya tekniken till marknaden, säger Anders Blomberg.

Nu har strömriktaren på SL/MTR:s tåg plockats ned efter att ha använts i 3 000 mil skarp miljö. Få passagerare lär ha märkt av förändringen. Men på lång sikt går vi kanske mot en betydligt mer energieffektiv – och tystare – tunnelbana. Det får framtiden utvisa.

Annons

Annons

Annons