Римские ученые разработали модель расчета соотношения емкости аккумуляторов и мощности водородных топливных элементов в гибридных поездах для конкретных маршрутов

Разработанная учеными Римского университета Ла Сапиенца динамическая модель подтвердила необходимость оптимизации силовой установки гибридного водородно-аккумуляторного поезда в части соотношения мощности топливных элементов и емкости аккумуляторов для каждого конкретного маршрута в зависимости от его географии.

Целью проведенного с помощью модели исследования была оценка технико-экономических показателей различных конфигураций силовых установок водородно-аккумуляторных поездов. Модель учитывает динамику поезда, управление энергопотреблением, эффективность системы и износ компонентов, что позволяет проводить анализ энергопотребления и затрат в течение всего срока службы подвижного состава.

Анализ проводился путем изменения двух параметров: номинальной мощности топливного элемента и общей емкости аккумулятора на нескольких реальных железнодорожных маршрутах. Результаты показали незначительное снижение стоимости жизненного цикла при увеличении мощности топливных элементов, в основном за счет снижения их износа. При этом увеличение ёмкости аккумулятора снижает затраты за счёт уменьшения нагрузки на аккумулятор и контроллер.

Результаты исследования демонстрируют критическое влияние эксплуатационных характеристик: при фиксированной конфигурации силовой установки удельная стоимость резко возрастает с 4,44 €/км на длинном ровном маршруте до 15,8 €/км на холмистой местности и до 76,7 €/км на горном маршруте, в первую очередь из-за серьёзного износа топливных элементов при переходных нагрузках. Для сравнения, у европейских дизель-поездов показатель затрат обычно составляет от 6 до 8 евро/км.

В связи с полученными результатами авторы исследования подчёркивают экономическую целесообразность перехода к гибким решениям для тяговых систем водородно-аккумуляторных поездов, с возможностью адаптации к конкретным условиям эксплуатации.

Фото: Siemens Mobility

@tzdjournal