Polska kolej coraz bardziej słoneczna

PKP Energetyka chce „przesuwać” źródła OZE jak najbliżej bezpośrednich odbiorców, czyli sieci trakcyjnej. Co innego bowiem energia z zielonym certyfikatem od dostawcy oddalonego o setki kilometrów, a co innego z własnej, przytorowej elektrowni. Z tego też powodu okolice podstacji trakcyjnej Garbce (ok. 50 km od Wrocławia) stały się istnym polem eksperymentalnym, gdzie w jednym miejscu ma łączyć się instalacja fotowoltaiczna i magazyn energii.

Problemem bywa przeważnie integracja OZE, a w tym przypadku – przyłączenie farmy fotowoltaicznej, pracującej przy napięciu 400V AC, do magazynu energii zasilanego prądem stałym (DC). Zmagazynowana energia ze słońca musi być już dostosowana do parametrów sieci trakcyjnej, która zasila pociągi, a więc przekształcona do napięcia 3kV DC. W tym celu firma ABB dostarczy niezawodny i wydajny zespół prostownikowy. Całość zabudowana zostanie w kontenerze.

– Nie ma na rynku takich rozwiązań dostępnych od ręki, prosto z katalogu. Nikt do tej pory nie próbował zbudować przekształtnika fotowoltaicznego spełniającego wyśrubowane normy trakcyjne. To układ projektowany od zera. W tym przypadku wychodzimy bowiem od prądu stałego z farmy fotowoltaicznej, który jest przekształcany za pomocą standardowych falowników solarnych. Następnie podbijający transformator „reguluje” poziom napięcia prądu przemiennego (AC), aby uzyskać wyprostowany prąd 3kV DC na zaciskach prostownika diodowego. Ostatnim ogniwem jest rozdzielnica prądu stałego, która zostanie przyłączona do szyny DC w podstacji trakcyjnej. Do niej jest również przyłączony magazyn energii – tłumaczy Maciej Kordas z biznesu Elektryfikacji ABB w Polsce.

Jak dodaje, w przypadku podstacji Garbce cały proces wytwarzania i dystrybucji energii odbywa się poza krajowym systemem dystrybucyjnym. To instalacja niezależna od sieci energetycznej, co daje ogromne możliwości w przypadku terenów niezelektryfikowanych, ale stawia też duże wyzwania.

Z perspektywy PKP Energetyka projekt jest przyszłościowy i ma kilka zalet. Jedną z nich jest potencjał oszczędności – taki magazyn energii pozwoli zamawiać u dystrybutora energii mniej mocy na konkretną podstację trakcyjną. Wykorzystanie OZE pomoże obniżyć ten próg jeszcze bardziej.

– Dodatkową zaletą jest możliwość dokładnego zbadania charakteru OZE i specyfiki ich współpracy z magazynem energii w uwarunkowaniach kolejowych. Jest to bowiem chyba pierwsza instalacja fotowoltaiczna przyłączona do sieci 3kV pod kątem zasilania trakcji. Generacja energii z OZE charakteryzuje się pewną nieprzewidywalnością, ruch na linii kolejowej również jest zmienny, a jednocześnie mamy do czynienia z dużymi przepływami energii. To dużo czynników, które trzeba wziąć pod uwagę – mówi Damian Artyszak, starszy specjalista w Biurze Badań i Rozwoju PKP Energetyka. – Na podstacji Garbce możemy określić odpowiednie parametry i funkcje, w jakich magazyn energii ma sprawnie działać. Chcemy taką wiedzę wypracować, aby móc później zaimplementować podobne rozwiązanie na większą skalę. Niezawodne technologie prostownikowe to kluczowy element w tym projekcie.

Polska sieć trakcyjna już wcześniej w niewielkim stopniu została uzupełniona odnawialnymi źródłami energii. Projekt w Garbcach pokazuje jednak, że dla większej wydajności i oszczędności warto te źródła przesuwać bliżej samych pociągów, uniezależniając się od krajowej sieci energetycznej.

Co istotne, projekt realizowany jest nie w warunkach „laboratoryjnych”, na wydzielonym obszarze sieci, a na żywym organizmie, przy eksploatowanej podstacji trakcyjnej, która cały czas zasila przejeżdżające w pobliżu pociągi. Oczywiście nie jest to podstacja zasilająca Warszawę Centralną, ruch jest tu zdecydowanie mniejszy.

– Cały czas śledzimy trendy i zmieniające się oczekiwania pasażerów, stąd też projekty cyfryzacji i modernizacji trakcji, realizowane przez PKP Energetyka. Traktujemy innowacje jako sposób do zwiększania wydajności, zmniejszania negatywnego wpływu na środowisko, a jednocześnie podnoszenia komfortu pasażerów. Dzięki projektowi w Garbcach stajemy się technologicznie gotowi do transformacji – dodaje Piotr Obrycki, dyrektor Biura Badań i Rozwoju w PKP Energetyka.

Energia słoneczna jest niestabilna i nie zastąpi całkowicie innych źródeł, co nie zmienia faktu, że w pewnym – nawet stosunkowo dużym – zakresie może z powodzeniem pełnić rolę paliwa dla elektrycznych pociągów. Niedawno SNCF Voyageurs, spółka odpowiedzialna za kolejowe przewozy pasażerskie we Francji, zapowiedziała, że do 2026 roku 40-50 proc. realizowanych przez nią połączeń będzie zasilanych energią z fotowoltaiki. Swoje systemy fotowoltaiczne posiada m.in. kolej austriacka (OBB) i niemiecka (Deutsche Bahn), która testuje nawet system paneli umieszczonych na podkładach kolejowych. Polska kolej jeszcze nie jest na tym etapie, ale trend jest optymistyczny. PKP PLK zainwestowała m.in. w mikroinstalacje do zasilania przytorowych budynków i nastawni. Z energii słonecznej korzystają przewoźnicy towarowi, w pewnym zakresie również Łódzka Kolej Aglomeracyjna (ŁKA) – jako pierwsza linia pasażerska.

PKP Energetyka poszła krok dalej i zaangażowała się w program Zielona Kolej. Zgodnie z jego założeniami, do 2030 roku 85 proc. połączeń kolejowych w Polsce powinno być zasilanych z OZE. Spółka jest koordynatorem projektu, do którego przystąpili już ŁKA oraz DB Cargo i CTL Logistics, a kolejnych siedem podmiotów, w tym Koleje Mazowieckie, Małopolskie i Śląskie, podpisało list intencyjny.

www.abb.pl

źródło: ABB