Besserer Energiefluss für Eisenbahnsysteme
Die Entwicklung eines pan-europäischen Eisenbahnenergiemanagementsystems (railway energy management system, REM-S) ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die ein einzelne Anbieter, Betreiber oder Infrastrukturbetreiber allein nicht leisten kann. Ein Konsortium aus 18 Partnern, die die wichtigsten Akteure in Europa vertreten, hat gemeinsam am EU-geförderten MERLIN-Projekt (Sustainable and intelligent management of energy for smarter railway systems in Europe: An integrated optimisation approach) gearbeitet, um eine integrierte Lösung zu liefern. Indem sie ihr Know-how zusammen legten charakterisierten die Partner die wichtigsten Eisenbahnnetze in Europa, indem sie Infrastrukturen, Subsysteme und Komponenten definierten. Die Forscher entwickelten dann eine grafische Darstellung des gesamten Energieflusses. Für die Bahnstromversorgungssysteme der größten Netze in Spanien, Frankreich, Schweden und dem Vereinigten Königreich wurden Energieverbrauchskarten erstellt. Fünf Fallstudien in vier europäischen Ländern halfen dabei, die verschiedenen Aspekte eines verbesserten Energiemanagements zu beurteilen. Am Hochgeschwindigkeitsnetz zwischen Paris und Lyon wurde die Einführung eines Energiespeichersystems (ESS) bewertet, um die Leitungskapazität zu verbessern. Parallel dazu arbeiteten die Wissenschaftler an der Minimierung der Leistungsverluste und an der Verbesserung der Pünktlichkeit und Bereitstellung während der Spitzenstrombedarfszeiten der schwedischen Intercitynetze. Die Einführung eines ESS in der S-Bahn in Spanien, die bereits die Widerstandsbremsung (Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie) nutzt, wurde bewertet, um eine effizientere Traktionsenergie zu ermöglichen. Zwei Szenarien aus dem Vereinigten Königreich wurden ebenfalls eingeschlossen. Eines, um die Verwendung von elektrifizierten Loks oder Dieselfahrzeugen zu optimieren und eines, um neue vertragliche Vereinbarungen umzusetzen. Die Partner skizzierten die Referenzarchitektur für die REM-S auf der Basis des Smart-Grid-Modells und der wichtigsten Subsysteme der Haupteisenbahnnetze. Sie definierten auch die Struktur des Entscheidungshilfewerkzeugs, das die REM-S-Ziele und die Optimierungsmöglichkeiten für den Stromeinkauf unterstützt. Da es derzeit keine geltenden Normen für integrierte REM-S gibt, bewerteten die Wissenschaftler die Standardisierung und Kalibrierung von Energiezählern und Informationsaustauschprotokollen zwischen den Komponenten von On-Board-Energiezählern bis hin zu Smart-Grid-Komponenten. Die Projektergebnisse sind zwei technische Empfehlungsvorschläge. Der erste umfasst Unternehmen, Funktion und Komponentenschichten in einem, während die zweite Kommunikations- und Informationsschichten abdecken. MERLIN entwickelt die Komponenten und Management-Tools für ein effizientes Energieressourcenmanagement der europäischen elektrischen Eisenbahnen. Die erwartete Standardisierung wird einen wichtigen Beitrag zur zukünftigen Entwicklung, Umsetzung und Wirksamkeit leisten. Schließlich könnte ein optimiertes Energiemanagement für einen reduzierten Verbrauch zu Kosteneinsparungen führen, die in Form von niedrigeren Preisen an die Verbraucher weitergereicht werden könnten.
Schlüsselbegriffe
Eisenbahn, Energiemanagement, MERLIN, Energiezähler, Smart Grid
