Κάθε μέρα, χιλιάδες επιβάτες που ταξιδεύουν με τα τρένα που αναχωρούν από τον σταθμό Άλντερσοτ (Aldershot), 50 χλμ. νοτιοδυτικά του Λονδίνου, περνούν δίπλα από μια μικρή συστοιχία ηλιακών πάνελ που έχει τοποθετεί στις σιδηροδρομικές ράγες. Ελάχιστοι ωστόσο το παρατηρούν- κι όμως, το τρένο στο οποίο επιβαίνουν αντλεί ενέργεια από αυτήν.
«Ένα ηλιόλουστο απόγευμα, αν πάρετε το τρένο που περνά από το Άλντερσοτ, μέρος της ενέργειας που το κινεί προέρχεται από εκείνα τα ηλιακά πάνελ», εξηγεί ο Λίο Μάρεϊ, συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της Riding Sunbeams, μιας νεοφυούς εταιρείας που στοχεύει στη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για έργα ηλεκτροδότησης των σιδηροδρόμων.
Από μικρό έργο σε μεγάλο όραμα
Η Riding Sunbeams κατασκεύασε τη μικρή ηλιακή εγκατάσταση στο Άλντερσοτ το 2019. Το σύστημα είναι μικρής κλίμακας, με ισχύ εξόδου 40 κιλοβάτ. Αυτή η ισχύς ισοδυναμεί περίπου με την ισχύ εξόδου 10 ηλιακών συλλεκτών σε στέγες που συνήθως υπάρχουν σε ένα βρετανικό σπίτι. Ωστόσο, αποδεικνύει πως οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μπορούν να τροφοδοτήσουν απευθείας τους σιδηροδρόμους.
«Προς το παρόν, είναι η μοναδική ηλιακή συστοιχία στη χώρα που παρέχει ενέργεια απευθείας στις σιδηροδρομικές γραμμές για την κίνηση των τρένων. Και για τους σιδηροδρόμους, αυτή είναι η φθηνότερη ηλεκτρική ενέργεια που μπορούν να αγοράσουν» εξηγεί ο Μάρεϊ.
Παρά την πρόοδο, πολλά τρένα σε όλο τον κόσμο εξακολουθούν να λειτουργούν με ντίζελ, ένα ορυκτό καύσιμο με σημαντικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Για να στραφούν στην ηλεκτροκίνηση, οι σιδηροδρομικές εταιρείες είχαν παραδοσιακά δύο επιλογές: ηλεκτροκίνητες σιδηροδρομικές γραμμές ή εναέριες γραμμές, στις οποίες τα τρένα συνδέονται μέσω ειδικών «βραχιόνων» (παντογράφων). Ωστόσο, και οι δύο λύσεις είναι ακριβές και τεχνικά απαιτητικές.
Μηχανικοί ανά τον κόσμο εργάζονται πάνω σε νέες τεχνολογίες ή σε εντελώς διαφορετικές προσεγγίσεις, που θα μπορούσαν να επιταχύνουν τη μετάβαση.
Το πρόβλημα του δικτύου και η απάντηση
Ένα από τα κύρια εμπόδια είναι συχνά οι περιορισμοί του τοπικού ηλεκτρικού δικτύου.
«Είναι πολύ δύσκολο να εξασφαλίσεις ισχυρή ηλεκτρική σύνδεση για να τροφοδοτείς τα τρένα σου — και το πρόβλημα αυτό έχει επιδεινωθεί τα τελευταία χρόνια», λέει ο Μάρεϊ.
Γι’ αυτόν τον λόγο θεωρεί τα ηλιακά πάνελ καθοριστικά για το μέλλον της ηλεκτροδότησης των σιδηροδρόμων. Μετά το έργο του Άλντερσοτ, ήλπιζε ότι η Riding Sunbeams θα συνέχιζε την κατασκευή ενός πιλοτικού εμπορικού έργου πλήρους κλίμακας. Ωστόσο, προβλήματα με την χρηματοδότηση οδήγησαν στην ακύρωσή του. Τώρα όμως, η Network Rail, ο οργανισμός που διαχειρίζεται τις σιδηροδρομικές υποδομές της Βρετανίας, αναζητά προμηθευτές για νέα έργα ανανεώσιμης ενέργειας.
Νέες τεχνολογικές προκλήσεις
Το έργο στο Άλντερσοτ ήταν σχετικά απλό, καθώς η γραμμή ήταν ήδη ηλεκτροδοτημένη· αρκούσε να συνδεθούν τα ηλιακά πάνελ στο υπάρχον σύστημα. Όμως, η μετάβαση από ντίζελ σε εναέριες γραμμές είναι πιο περίπλοκη. Τα ηλιακά πάνελ παράγουν ρεύμα συνεχούς τάσης (DC), ενώ οι εναέριες γραμμές λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) — κάτι που απαιτεί νέα τεχνολογική προσέγγιση. Στην Αγγλία, ερευνητές εργάζονται ήδη πάνω σε μια νέα συσκευή μετατροπής ρεύματος, που θα μπορούσε να επιλύσει αυτό το τεχνικό εμπόδιο.
Ψηφιακή επανάσταση στην ηλεκτροδότηση
Στο μεταξύ, το Colton Junction – το ταχύτερο σιδηροδρομικό σημείο της Βρετανίας μεταξύ Λιντς και Γιορκ, όπου τα τρένα περνούν με ταχύτητες έως 200 χλμ/ώρα – ηλεκτροδοτήθηκε πρόσφατα χάρη σε λογισμικό που ανέπτυξε το Πανεπιστήμιο του Huddersfield. Το λογισμικό δημιουργεί ένα τρισδιάστατο μοντέλο του εναέριου συστήματος, επιτρέποντας στους μηχανικούς να σχεδιάζουν με απόλυτη ακρίβεια, μειώνοντας παράλληλα το κόστος και την ανάγκη για δοκιμές πεδίου.
Τρένα που κινούνται με ηλεκτρομαγνητική δύναμη
Παράλληλα, άλλες εταιρείες αναπτύσσουν εντελώς διαφορετικές τεχνολογίες. Η πολωνική νεοσύστατη εταιρεία Nevomo έχει αναπτύξει ένα σύστημα ηλεκτρομαγνητικής πρόωσης, το οποίο προσαρμόζεται στις υπάρχουσες σιδηροδρομικές ράγες. Ένα παχύ καλώδιο από αλουμίνιο τοποθετείται ανάμεσα στις γραμμές, δημιουργώντας μαγνητικό πεδίο αρκετά ισχυρό ώστε να κινεί εμπορευματικά βαγόνια εξοπλισμένα με μαγνήτες.
Ένα βασικό πλεονέκτημα της τεχνολογίας είναι ότι επιτρέπει στους χειριστές να ακινητοποιούν τα εμπορευματικά βαγόνια πολύ γρήγορα. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσαν να τοποθετήσουν με ασφάλεια πολλά ανεξάρτητα κινούμενα βαγόνια σχετικά κοντά το ένα στο άλλο σε ένα τμήμα της σιδηροδρομικής γραμμής, αυξάνοντας την πυκνότητα της μεταφοράς εμπορευμάτων σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Η Nevomo σχεδιάζει να εφαρμόσει την τεχνολογία της το επόμενο έτος σε μια χαλυβουργία στη Βρέμη και σε ένα λιμάνι στην Ινδία, σε πιλοτικά έργα μικρής κλίμακας, καλύπτοντας αποστάσεις γραμμής μικρότερες από 1 χλμ.
Μπαταρίες και «έξυπνα» εμπορευματικά βαγόνια
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η εταιρεία Parallel Systems αναπτύσσει επίσης τεχνολογία ηλεκτροδότησης για μεμονωμένα εμπορευματικά βαγόνια, ώστε να μπορούν να κινούνται αυτόνομα μέσα στο σιδηροδρομικό δίκτυο — αλλά με εντελώς διαφορετική προσέγγιση, χρησιμοποιώντας μπαταρίες. Τα βαγόνια της εταιρείας θα έχουν αυτονομία 800 χιλιομέτρων, σύμφωνα με τον συνιδρυτή και διευθύνοντα σύμβουλο Ματ Σόουλ.
Ο καθηγητής Στιούαρτ Χίλμανσεν του Πανεπιστημίου του Μπέρμιγχαμ, που έχει συνεργαστεί με την Riding Sunbeams, αναγνωρίζει πως ο συντονισμός της κυκλοφορίας ανεξάρτητων βαγονιών σε υπάρχοντα δίκτυα αποτελεί πρόκληση, ειδικά στο βρετανικό σιδηροδρομικό σύστημα. Ωστόσο, προσθέτει ότι οι νέες τεχνολογίες καθιστούν την ηλεκτροδότηση πιο εφικτή από ποτέ.
«Όλες αυτές οι τεχνολογίες είναι εφικτές και λειτουργικές. Το ζήτημα είναι να διαμορφωθεί το σωστό επιχειρηματικό μοντέλο» καταλήγει ο καθηγητής.
ΠΗΓΗ: BBC
