Štítek: elektromobilita

Zvonění vozů elektrické dráhy zní ulicemi již sto třicet let. Současné tramvaje každý den přepraví miliony cestujících, aniž by ve smogem zkoušených centrech měst vypustily jediný gram emisí. Považujeme je za pohodlný, efektivní a ekologicky šetrný způsob cestování. Napadlo Vás však někdy, zda by tramvaje nemohly být ještě úspornější a „zelenější“?

Možná ne. Tato otázka je přitom zcela na místě. Například po Praze se ve všední den prohání necelá tisícovka tramvají, které přepraví devět set šedesát tisíc cestujících. Jejich služba trvá v průměru patnáct a půl hodiny a souprava během ní ujede dvě stě deset kilometrů. U nově pořizovaných tramvají se přitom počítá, že nás budou vozit ještě za třicet let.

Topení, klimatizace a ventilace mohou v extrémních případech tvořit 30 až 40 % celkové spotřeby vozu. To jsou čísla k zamyšlení.

Moderní soupravy, za kterými se dnes vypravíme do Vídně, nabízejí svým pasažérům veškerý myslitelný komfort – nízkopodlažní uspořádání, informační systémy, kvalitní systém ventilace i klimatizaci. Ale každá legrace něco stojí. „Topení, klimatizace a ventilace mohou v extrémních případech tvořit 30 až 40 % celkové spotřeby vozu,“ říká Dr. Walter Struckl, expert na systémy veřejné dopravy společnosti Siemens. To jsou čísla, která stojí za zamyšlení.

Tramvaje pod drobnohledem

Proto vznikl ve Vídni projekt Ecotram, ve kterém spojily síly společnost Siemens, výrobce klimatizačních systémů Vossloh Kiepe, technická univerzita a dopravní podnik. Cílem osmnáctiměsíčního výzkumu je nalézt při udržování klimatu ve voze rovnováhu mezi energetickou efektivitou, ekonomikou provozu a uspokojivým pohodlím cestujících.

„Klimatizace a ventilace jediné soupravy spotřebují ročně 100.000 kWh elektřiny,“ prozrazuje motivy vídeňského dopravního podniku jeho výkonný ředitel Günter Steinbauer. „Pokud se nám podaří snížit toto číslo u všech našich tří stovek nových tramvají o desetinu, uspoříme ročně 3.000 mWh elektřiny.“  To odpovídá roční spotřebě dvanácti set domácností.

Cíl je jasný, řešení však nejsou jednoznačná. Dobrá izolace vozu sníží v zimě spotřebu energie potřebné pro vytápění, ale naproti tomu po celý rok zvyšuje hmotnost tramvaje. Výsledek takového opatření je tedy nejistý. Proto chtějí partneři zapojení v projektu Ecotram detailně prověřit efektivitu dvaceti úsporných návrhů.

Dvacet adeptů

Ve hře jsou vyspělé technologie i jednoduchá opatření. Dnešní ventilační systémy jsou dimenzovány na plnou obsazenost tramvaje. Senzory monitorující aktuální hladinu oxidu uhličitého proto mají pomoci určit potřebnou míru obměny vzduchu ve voze. Tím se sníží množství vzduchu, který je třeba ohřívat nebo chladit.

Ve hře jsou vyspělé technologie i jednoduchá opatření. Značné úspory někdy přinese pouhé plánování.

Ve hře jsou vyspělé technologie i jednoduchá opatření. Značné úspory někdy přinese jednoduché plánování.

Profesor Martin Kozek z vídeňské technické univerzity zase sází na prediktivní řídící jednotky. Víme-li, že na trati je tunel, můžeme k intenzivnímu vyvětrání vozu využít chladnějšího vzduchu v podzemí. Tramvaj projíždí stejnou trasu několikrát denně. K dosažení úspor nám proto postačí plánování.

Ke slovu přichází i psychologie. „Při studeném osvětlení vnímají lidé okolní teplotu jako o dva stupně chladnější,“ vysvětluje Dr. Struckl. „Pokud k osvětlování vozů použijeme LED, ušetříme značné množství energie pouhým přepínáním mezi teplými a studenými tóny osvětlení.“

V klimatické komoře

Mnohá z těchto doporučení mají podstatnou nevýhodu. Efekt přinesou pouze za specifických podmínek, které musí nastávat opakovaně. Experti proto zkoumali měnící se energetickou bilanci tramvaje v klimatické komoře, kde se snažili napodobit reálné provozní podmínky. Pro měření byly využívány dvě klimatické komory unikátního testovacího zařízení Rail Tec Arsenal.  Komory umožňují simulovat arktické zimy i horké slunečné dny, vánek i vichřici, déšť i sněžení. Plynule se dá nastavovat i vlhkost vzduchu.

Unikátní klimatické komory testovacího zařízení Rail Tec Arsenal umožňují simulovat arktické zimy i horké slunečné dny, vánek i vichřici, déšť i sněžení.

Při testech tramvají výzkumníci pracovali v rozsahu běžných vídeňských teplot, tedy mezi mínus dvaceti a plus dvaatřiceti stupni Celsia. Simulovány byly různé rychlosti, kterými se tramvaj pohybuje. Na zastávkách se otevíraly a zavíraly dveře, cestující byli na sedadlech nahrazeni ohřívacími podložkami. Klimatizační a ventilační systémy tramvaje se stejně jako za běžného provozu snažily udržet požadovanou vnitřní teplotu. A experti zaznamenávali jejich energetickou spotřebu.

Hudba blízké budoucnosti

V květnu loňského roku opustil projekt laboratoř. Během následujících šesti měsíců probíhalo ověřování na soupravě nasazené v běžném provozu. Nasbíraná data budou konfrontována s modely vytvořenými na základě pokusů v klimatické komoře. Výsledkem všech testů bude software, který umožní simulovat jízdu po jednotlivých linkách, ověřit vhodnost jednotlivých úsporných konceptů a na základě toho optimálně nastavit systémy v tramvajové soupravě.

Tím však práce ani zdaleka nekončí. „Hlavními trendy do budoucna je zvyšující se energetická úspornost všech systémů, snižující se hmotnost celé soupravy a důsledná rekuperace energie získávané při brzdění i z odpadového tepla klimatizačních systémů,“ uzavírá Dr. Struckl. „Do roku 2030 by díky tomu mohla spotřeba tramvají klesnout na polovinu.“

Článek vznikl pro jarní číslo časopisu Visions (Visions 01-2011, http://www.siemens.cz/visions/). V případě zájmu o použití textu prosím kontaktujte pražské Tiskové centrum koncernu Siemens.