Nye letbanetog bruger lynopladning i stedet for luftledninger

Superkapacitorer og batterier er nu blevet så gode og billige, at lynopladning erstatter luftledninger på flere letbaner. Ingen af de danske letbaneprojekter vil droppe tråden, men lagringsteknologien kan bruges alligevel.

De kommende danske letbaner vil kræve tusindvis af master og kilometervis af luftledninger. Men sådan behøver det ikke at være. I Doha i Qatar er det første letbanetog til en ny ledningsfri strækning leveret, og i Nice i Frankrig vil togene på størstedelen af en 11,3 km lang letbanestrækning blive lynopladet med strømførende skinner på stoppestederne.

Endnu længere fremme er man i Kina, hvor 90 procent af to linjer i Nanjing er anlagt uden luftledninger, ligesom en strækning i millionbyen Guangzhou, og en ledningsfri strækning åbner i Wuhan senere i år.

Superkapacitorer og batterier erstatter sammen med lynopladning køreledningerne på størstedelen af en ny letbane, der skal anlægges i Nice. Foto: Alstom

Teknologierne i togene har været under udvikling længe, og flere steder i Europa har man haft letbaner, hvor dele af strækningerne - eksempelvis gennem de historiske bymidter i Sevilla, Zaragoza og Nice - er gjort ledningsfri med forskellige løsninger. Men nu bliver hele letbanelinjer stort set uden ledninger opført flere steder - eller er under opførelse.

Trådfri fordele

Ifølge producenterne er der flere fordele ved at udstyre togene med batterier og superkapacitorer. Hjemmesiden Global Mass Transit Report opsummerer nogle af dem:

  • Intet energitab i transmissionen
  • Bremseenergien opsamles og bruges i det samme køretøj. Alternativt skal opsamlet bremseenergi sendes tilbage i systemet, hvor det enten kan bruges af et accellererende køretøj i nærheden eller brændes af i resistorer som varme
  • Systemet bliver ikke påvirket af træer, vind og vejr.
  • Det fylder ikke meget byrummet og er derfor bedre i eksempelvis gamle bymidter.
  • Det er ikke nødvendigt at hæve broer, sænke traceer, etc. for at få plads til køreledninger.
  • Ingen problemer med at elektromagnetisk stråling fra køreledningerne påvirker omgivelserne.
  • Der er ingen begrænsninger for brugen af byrummet - eksempelvis for høje køretøjer, brandbiler med stiger, etc.
  • Vedligeholdelsesomkostningerne til infrastrukturen er mindre.

Læs også: Hospital skal beskyttes mod stråler fra letbane

Fordelene betyder, at der allerede er blevet anlagt ledningsfrie letbaner flere steder i verden.

Mange løsninger

De fleste ledningsfrie systemer er imidlertid baseret på en strømførende tredje skinne i jordhøjde, hvor der typisk kun er strøm i et skinneafsnit, der er fuldt dækket af toget, så der ikke er risiko for, at forbipasserende får stød. Andre steder bruges induktion til at forsyne togene med energi. En tredje løsning er at udstyre togene med batterier, der bliver opladet langs linjen - enten mens togene kører, eller mens de holder stille. Flere producenter har også installeret superkapacitorer i deres modeller - men oftest kun til at opsamle bremseenergi - som et supplement til energiforsyningen via luftledninger.

Læs også: Nu kan letbanen smide køreledningerne

I Doha leverer Siemens hele systemet. Det er baseret på virksomhedens Avenio-modeller, der er blevet udstyret med batterier og superkapacitorer.

»Vi har leveret det første tog til kunden og er i gang med at færdigteste nogle stykker på vores anlæg i Düsseldorf, der er anlagt med det samme system, som vi bruger i Doha,« fortæller Ellen Schramke fra Siemens' presseafdeling.

I Doha ligger der primært æstetiske hensyn bag valget af det ledningsfrie system, som stadig er noget dyrere end traditionelle systemer.

»Prisforskellen betyder, at man mange andre steder vælger kun at bruge ledningsfrie strækninger de steder, hvor det er nødvendigt - eksempelvis gennem gamle bymidter - og bruger almindelige luftledninger på resten af ruten.«

Faldende batteripriser gør løsning billigere

Men de ledningsfrie løsninger er på vej ned i pris, så de bedre kan konkurrere med de traditionelle løsninger.

»Prisen på batterier faldet meget, og kapaciteten stiger. Og superkapacitorerne bliver også billigere,« bekræfter Ellen Schramke.

Læs også: Forbedring af batterier er et langt, sejt træk

Oplader på 20 sekunder

I Nice har Alstom, der leverer hele systemet, også valgt at udstyre deres Citadis X05-modeller med superkapacitorer og batterier. I modsætning til i Doha, hvor togene bliver lynopladet via en strømførende skinne i stoppestationernes tag, har Alstom valgt et mere jordnært opladningsystem. Se grafik nederst i artiklen.

Det jordbaserede system består af en strømførende skinne ved hvert stoppested. Når toget ankommer til stoppestedet, sænkes en ‘sko’ ned på skinnen, og i løbet af 20 sekunder oplades togets superkapacitorer og batterier tilstrækkeligt til, at toget kan komme frem til den næste station, hvor processen gentages.

En del af banen føres under jorden, og på denne del af strækningen vil der blive brugt luftledninger, så togene skal også have en strømaftager monteret.

Alstom skal levere de første af i alt 19 tog i midten af 2017, og banen skal efter planen åbne året efter. Kontrakten på 680 mio. kr. inkluderer 12 års vedligehold og en option om at købe 18 tog mere.

Danske projekter holder fast i kabler

I Danmark har ledningsfri systemer været under overvejelse på de tre danske letbaneprojekter - eksempelvis i Odense, hvor batteridrift på strækningerne forbi Syddansk Universitet og sygehuset Nyt OUH blev overvejet i en udredningsrapport.

Læs også: Letbaner i landets fire største byer

Også i Aalborg og Aarhus har ledningsfri drift været på banen, men begge steder er tanken blevet droppet igen.

‘Når Aarhus Letbane alligevel ikke kommer til at køre på batterier, skyldes det, at erfaringerne med batteridrevne letbaner er beskedne lige som det vil fordyre togene markant. Teknologien bag en batteridreven letbane er endnu ikke almindelig brugt, hvilket også betyder, at valg af en batteridreven letbane kan give bindinger i forhold til leverandører,’ lyder begrundelsen på Aarhus Letbanes hjemmeside.

Uden køreledninger kan tog med energilagring kører op til et par kilometer. Hvis der er mange stop, stigninger etc. på ruten, bliver rækkevidden meget forkortet. Foto: Tramway de la Métropole Nice Cöte d’Azur

I udredningsrapporten om Ring 3 i hovedstadsområdet bliver batteridrift også afvist på grund af den begrænsede erfaring, der endnu er med denne type drift:

Læs også: Ny superkondensator lagrer ti gange så meget energi

‘Disse løsninger er på nuværende tidspunkt kun i begrænset omfang i kommerciel drift og med de foreliggende erfaringer ikke velegnede til vores klima. Samlet set er vurderingen, at køreledningsfri løsninger ikke kan karakteriseres som standardmateriel på nuværende tidspunkt.’

Energilagring kan retrofittes

Det er dog ikke ensbetydende med, at de danske letbaner aldrig kommer til at bruge energilagringsløsninger, vurderer Niels Thougaard Pedersen, der rådgiver om baneprojekter i sit enmandsfirma Trailc.

»Jeg tror, at energilagringsteknologien har en en stor fremtid i letbaneverdenen. Der er kort mellem stationerne, så der er mange accelerationer og nedbremsninger. De foreløbige erfaringer viser, at man kan spare 15-30 procent af energiforbruget ved at opsamle bremseenergien og genanvende den under accelerationen. Ideelt sendes energien tilbage i nettet til et tog, der er ved at accelerere op. Men det kræver, at man kan få køreplanen til at passe. At gemme energien i det enkelte tog er noget dyrere, men udviklingen inden for både superkapacitorer og især batterier går rigtig stærkt i disse år. Og den teknologi kan man retrofitte på de almindelige tog, man har tænkt sig at købe nu.«

Kommentarer (15)

I Aalborg er letbaneløsningen blevet fjernet fra finansloven. Vi arbejder i stedet med en BRT-løsning med batteri-ledbusser, der søges rækkeviddeforlænget med f.eks. methanolbrændselsceller.
Lykkes det, betyder det, at der slet ikke skal etableres opladning - eller luftledninger - undervejs i traceet. Samtidig vil det være nemt at omlægge ruten midlertidigt ved f.eks. større gravearbejder.

  • 8
  • 0

Det er idag overhoved ikke nødvendigt med skinner, der er letbaner på gummihjul

  • 9
  • 4

... hvad så hvis der slet ikke bliver tordenvejr?

Hej Torsten

Det er slet ikke nødvendigt - nogle motorer kan køre på den udvundne DC-elektricitet fra luftens elektriske felt - mellem en leder et stykke oppe i luften - og en jordleder - men der står ikke hvor mange mW man kan udvinde - men det er grønt :-) :

The Earth's Atmosphere As a source for Electric Power. William Aston:
Citat: "...[pdf-side 4]...A modern version of the Poggendorff Corona motor utilizes a cylinder rotor instead of a disk. This particular motor was operated from charges of the earth's electric field. Dr. Jefimenko and Mr. Walker performed the experiment from the top of the Engineering Building using an antenna suspended from a baloon..."

Mere info her.

  • 0
  • 1

Er der et miljøregnskab for løsningen?

Toget bliver vel tungere med batterier ombord, og dermed skal der bruges mere energi på at drive det frem.

Batterier er vist heller ikke helt forureningsfrie at producere og komplicerede at behandle som affald.

  • 0
  • 2

Hvis man skal oplade batteri / superkondensator på 20 sekunder bliver det nogle voldsomme strømme der skal leveres fra lysnettet. Det bliver ikke billigt at sørge for at 'lyset hos naboerne' ikke blinker. Hvis man overvejer at bruge batterier er det interessant at se hvad levetiden af batterierne bliver. Hvis op- og afladestrøm bliver stor, så går det ud over levetiden af batterierne. En Tesla Powerwall er f.eks. ikke lavet til at aflades med mere end 0,5 C. Det svarer til at batteriet kan 'holde' i 2 timer. Hvis der regnes med 5 min. mellem 'stoppesteder' så skal der lades med 15 gange den strøm der bruges når toget kører.

  • 2
  • 3

Du tænker vist på en BRT løsning (Bus Rapid Transit) i stedet for LRT (Light Rail Transit - på dansk Letbane)

Valget mellem transportformer handler om, hvor mange mennesker du vil have flyttet og hvor hurtigt. En forsigtig "udviklingslinie" vil være: Bus - Ledbus - BRT - LRT 32 meter - LRT 42 meter, idet Letbanekøretøjerne generelt leveres i længder af 32 og 42 meter. Normalt kan 32 meter køretøjer forlænges til 42 meter (blandt andet set i Marseille)

En BRT-bus vil typisk være 24-28 meter, og kræver forstærkning af vejbanerne. Denne forstærkning kan senere anvendes til etablering af en Letbane. Se evt på planerne for Malmö, hvor busser blev erstattet af ledbusser, der blev erstattet af BRT, og nu er der Letbaneplaner til erstatning af BRT i takt med passagervæksten (det er ofte sådan, at hvis kapaciteten udvides kommer passagervæksten)

Omkring batteridrift, så tilbyder Bombardier både opladning via køreledning eller via induktion. Induktionsløsningen er ret populær for busser, og i drift i blandt andet Berlin. Vores produkt markedsføres under navnet PRIMOVE. interesserede kan læse mere i nedenstående link

http://www.bombardier.com/en/transportatio...

Udover letbaner og busser er der indgået en samarbejdsaftale med "en af de store bilfabrikanter", om introduktion af PRIMOVE teknologien i personbiler. I den anden ende af skalaen har vi batteritoget i England, der har været nævnt i andre artikler på Ingeniøren. Så teknikken er afgjort kommet for at blive - omend udbredelsen af systemet for Letbaner går forholdsvist langsomt.

Med venlig hilsen

Lasse
Bombardier

  • 3
  • 0

En BRT-bus vil typisk være 24-28 meter, og kræver forstærkning af vejbanerne. Denne forstærkning kan senere anvendes til etablering af en Letbane. Se evt på planerne for Malmö, hvor busser blev erstattet af ledbusser, der blev erstattet af BRT, og nu er der Letbaneplaner til erstatning af BRT i takt med passagervæksten (det er ofte sådan, at hvis kapaciteten udvides kommer passagervæksten)

Alderen på anlægget taget i betragtning lyder det som en dyr løsning: Københavns Kommune brugte ca. 160 mio. kr. på at lave de 2-3 km busbane langs tagensvej og Nørre Alle: En god del af de anlægsudgifter har så været forgæves.
Det er mig bekendt også en af grundende til ikke at starte med BRT-løsninger langs Ring 3.
Har Malmø præsteret samme?

  • 1
  • 1

Quote"PRIMOVE teknologien i personbiler."
Det må være en mulig måde at mindske el-bilens rækkevidde begrænsning. Godt at have et skøn over tid og længde. Hvis 20 sek bringer et tog 2 km med ufærdig teknologi, kan man fristes til at gætte på at samme 20 sek kan sende en person bil 10 km videre ved rullende opladning og minimal hastighedsændring. Det vil så ved 100 km/t kræve 500 meter strømskinne for hver 10 km. På flersporede veje vil det give trafikale problemer da det bedst og billigst integreres i autoværn og overvåges af rigtige mennesker. Til gengæld giver det en håndgribelig løsning. Ingen roser uden torne.

  • 0
  • 2

sådan en løsning kan ikke bruges i århus . den er for billig , der er bestilt hos ansaldo , og de vil have milliarder for ændringer.

  • 0
  • 2