Elektrische bus rijdt op rem-energie trein

Het Hedgehog Systeem is een geïntegreerd systeem met als belangrijkste component een grote batterij, die middels hoge vermogens elektronica gekoppeld is aan de bovenleiding en ervoor zorgt dat we (rem)energie kunnen onttrekken en opslaan.

Technisch gezien zorgt het Hedgehog Systeem ervoor dat een omkering van de elektrische energiestroom kan plaatsvinden zodat treinen, metro’s en trams regeneratief kunnen remmen. Deze energie, die nu grotendeels onbenut blijft, wordt opgevangen in een grote batterij.

Een trein die vanaf Amersfoort of Deventer Apeldoorn nadert, heeft 4 kilometer voor het station een rijsnelheid van ongeveer 140 km per uur. Om op tijd tot stilstand te komen moet deze trein worden afgeremd naar 0 km/uur. Met het moderne rijden wordt daar ongeveer 50km/uur afgehaald door het niet meer aandrijven van het voertuig. Wanneer de trein de 4 km zone binnenrijdt moet hij dus nog circa 90km/uur afremmen. Op dat moment is er nog circa 40 -75 kWh aan kinetische energie voorhanden, afhankelijk van het bruto voertuig gewicht (GVW).

Free Floating Energy verbinding

Door de inverter van de elektromotor lager in te stellen dan het toerental ontstaat een tegengesteld magnetisch veld, waardoor de trein afremt en energieleverancier wordt aan de bovenleiding. De spanning loopt hier op en er gaat een stroom gaan lopen. De maximale spanning die de tot onderstations toegelaten kan worden, is 1800 Volt. Als dit wordt bereikt, houdt de stroom op te lopen en wordt 0 ampère: de trein kan niet verder regeneratief worden afgeremd.

Op dat moment moeten andere middelen worden ingezet om de trein te stoppen. Bij Intercity’s wordt hiervoor het mechanisch remsystem gebruikt en bij Sprinters een remweerstand op het dak van de trein. In beide gevallen wordt de resterende kinetische energie omgezet in slijtage en warmte.

In het voorgestelde systeem komt er een Free Floating Energy verbinding tussen de bovenleiding en een door Hedgehog ter beschikking gestelde energie opslag. Nu kan de energie blijven stromen en kan het regeneratief remsysteem blijven werken tot bijna 0 km/uur.

Tien keer per uur vindt een dergelijke energie-overdracht plaats die in totaal circa 500kWh bedraagt. Om deze energie zo snel mogelijk door te transporteren naar de elektrische bussen zijn Ultra Fast laders geïnstalleerd, die twintig bussen in drie minuten voldoende opladen om hen een half uur te laten rijden. Als deze bussen na een half uur terugkomen, is de batterijbuffer weer voldoende geladen om ze opnieuw op te laden voor de volgende sessie.

Gedurende de dag zal enige fluctuatie optreden. Die kan worden opgevangen door overcapaciteit in de energie-opslag van de bussen (vier uur rijtijd) en in de bufferbatterij (zes uur reserveopslag).

Peakshaving

De huidige berekeningen, rekening houdend met de geplande reductie van stadsvervoer wijzen uit dat we rekening moeten houden met een overschot aan remenergie. Het Free Floating System houdt in dat energie vrij kan stromen in elke richting afhankelijk van de spanning die in een bepaalde sectie aanwezig is. Hele zware treinen die in de spits ook in Apeldoorn binnenkomen – tot 900 ton is aannemelijk- zullen op dit moment de onderstations redelijk zwaar belasten, waarbij de spanning aan de bovenleiding tijdens accelaratie tot redelijk ver onder de nominale spanning kan zakken. Dan kan het batterijpakket de spanning in het net te egaliseren (peakshaving). Hierdoor kunnen zware treinen in gemakkelijker accelereren. Tevens fungeert het pakket in noodgevallen als back up voor de onderstations.