PVTrain - Photovoltaic Train , to nazwa projektu badań stosowanych założonego w 2002 roku przez koleje włoskie i eksperymentującego z wykorzystaniem paneli fotowoltaicznych instalowanych na dachach pociągów.
Projekt PVTrain jest realizowany przez Unità Tecnologie Materiale Rotabile di Trenitalia (Jednostkę Technologiczną Taboru Trenitalia) Włoskich Kolei - FS przy udziale finansowym Wspólnoty Europejskiej . Ten projekt jest częścią programu środowiskowego LIFE .
Było to pierwsze doświadczenie w stosowaniu paneli fotowoltaicznych instalowanych na dachach kilku typów pociągów w regularnej eksploatacji. Ten projekt był oryginalny, ponieważ było to pierwsze doświadczenie z wykorzystaniem kolektorów słonecznych na urządzeniu mobilnym. Wcześniejsze doświadczenia w dziedzinie kolei wskazywały na wykorzystanie tego rodzaju produkcji energii w instalacjach stałych o niskim zużyciu, takich jak sygnalizacja i konstrukcje stałe. Biorąc pod uwagę innowacyjny charakter doświadczeń, projekt, który miał trwać dwa lata, był kontynuowany do 2005 roku, aby lepiej mierzyć jego ewolucję w czasie.
Głównym celem Ferrovie dello Stato było sprawdzenie, czy energia elektryczna wytwarzana przez kolektory słoneczne ( ogniwa fotowoltaiczne ) może zasilać instalacje pomocnicze lub wtórne oraz zasilać akumulatory na pokładzie pociągów. Zrozumiano, że energia trakcji może pochodzić tylko z sieci jezdnej, biorąc pod uwagę niezbędne moce.
Cele były następujące:
Oczywiste jest, że pierwszy cel jest stosunkowo marginalny, jeśli umieścić go w kontekście olbrzymiej ilości energii zużywanej przez koleje, głównie przez trakcję. Z drugiej strony drugi cel jest znacznie bardziej realistyczny. Wśród możliwych zastosowań wymienionych w projekcie, oprócz ładowania akumulatorów, jest wykorzystanie tego bezpłatnego wkładu do ogrzewania i klimatyzacji wagonów, manewrów pantografu, zasilania GPS (Global Positioning System) .
Do eksperymentu FS wybrano panele fotowoltaiczne typu US.116 w postaci „fotowoltaicznej płytki” na bazie amorficznego krzemu, które zapewniają optymalne działanie nawet w warunkach słabego nasłonecznienia i nadają się do zakrzywionych powierzchni, takich jak dachy budynków. Pociągi . Panele fotowoltaiczne zostały zainstalowane na 5 wagonach osobowych, lokomotywie, wagonie i 3 wagonach towarowych.
Energia wytwarzana przez panele fotowoltaiczne może mieć bardzo różne zastosowania w zależności od typu pojazdu, w którym są zainstalowane. Wybrane przez FS miały na celu sprawdzenie możliwości ładowania akumulatorów bez zasilania z sieci trakcyjnej (3 kV ), zarówno podczas postojów, jak i podczas podróży:
Powierzchnia dostępna na dachach samochodów, biorąc pod uwagę ich zakrzywiony kształt, ma około 20 metrów długości i 2 metry szerokości. W obszarze tym jest możliwe zastosowanie dwóch rzędów ośmiu panelach, z których każda składa się z płytki o wymiarach 12 x 5 PV dla produkcji kreta 1,360 kW przy 80 V . Używane samochody to:
Na dachu trzech wagonów towarowych, takich Habiliss, SPO zainstalowano 3 US.116 modułów, dostarczając moc szczytową 348 W .
Stosowanie US.116 paneli w lokomotywie seria e.636 fs .385 składa się z sześciu płyt zapewniających całkowitą moc szczytowa 616 W . (Kilka zdjęć instalacji na dachu lokomotywy E.636 znajduje się na stronie internetowej: E.636 PVTrain
Wybór wyposażenia wagonika FS ALn 668 jest świadomym wyborem, aby w pełni kontrolować zalety takiego rozwiązania w taborze spalinowym, który nie ma możliwości zasilania w energię elektryczną inną niż akumulatory ładowane przez generator. Rozwiązanie to posłużyłoby również jako test na zanieczyszczenie spalin gazami spalinowymi z silników Diesla i ich wpływ na panele fotowoltaiczne. Dach wagonu 9 może pomieścić moduły mocy szczytowej 1044 W .
Aby zapewnić ważność testów eksperymentalnych, karta MSDS przeprowadziła wcześniej pomiary komponentów i całego systemu:
W ciągu dwóch lat, podczas których prowadzono pomiary podczas normalnej eksploatacji, Czerwiec 2003 w Maj 2005panele słoneczne wygenerowały łącznie 1017,41 kWh . Ostatnie badanie związane z projektem polegało na sprawdzeniu możliwości wykonania na etapie budowy samochodu zadaszenia pokrytego ogniwami fotowoltaicznymi zwymiarowanego dzięki opracowaniu modelu matematycznego oraz symulacji skutków. dach pociągu Pendolino .
Wyniki były dobre dla samochodów osobowych, z odchyleniem zaledwie 5% od pierwotnych szacunków teoretycznych. Przyczyny tej różnicy są liczne:
W przypadku wagonów towarowych, wagonów i lokomotyw wyniki różniły się znacznie od oczekiwanych wyników.
Wnioski z tego projektu doprowadziły do wniosku, że wobec braku silnych zachęt, takich jak te stosowane w przypadku mieszkań, czasy nie były jeszcze dojrzałe do zastosowania technologii fotowoltaicznej w taborze kolejowym. Być może w przyszłości, wraz ze stopniową redukcją kosztów paneli, zobaczymy dachy samochodów pokryte elastycznymi czujnikami.
Dostępna jest szczegółowa dokumentacja dotycząca tego projektu: