Щодня тисячі пасажирів, які прямують на південний захід, проїжджають повз кластер сонячних панелей, розміщених біля колії на станції Олдершот. Багато з них, можливо, навіть не помічають цієї інсталяції. Але поїзд, на якому вони подорожують, отримує енергію з цих панелей.
«У ясний післяобідній час, якщо ви їдете поїздом через Олдершот, трохи енергії для цього поїзда надходить від цих сонячних панелей», – говорить Лео Мюррей, співзасновник і генеральний директор старт-апу Riding Sunbeams, який прагне використовувати відновлювальні енергетичні ресурси для проектів електрифікації залізниць.
Riding Sunbeams побудував сонячну електростанцію в Олдершоті у 2019 році. Вона невеликого масштабу – всього 40 кВт, що еквівалентно приблизно 10 сонячним панелям, які можна знайти на типовому британському домі. Але вона демонструє, як відновлювальні джерела можуть безпосередньо забезпечувати залізниці енергією.
Більше того, за словами пана Мюррея, це наразі єдина сонячна електростанція в країні, яка постачає електрику безпосередньо до залізничної мережі для руху поїздів. «Якщо ви залізниця, це найдешевша електрика, яку ви можете придбати», – додає він.
По всій країні і в світі багато поїздів все ще працюють на дизельному паливі – викопному паливі. Для переходу на електрику залізничні оператори традиційно мали дві опції: електрифікована колія або повітряні лінії, до яких поїзди підключаються за допомогою пантографів. Встановлення будь-якої з цих систем може бути дорогим та технічно складним.
Однак інженери працюють над новими способами впровадження таких технологій, а також з’являються зовсім нові альтернативи, які можуть прискорити проекти електрифікації.
Ключовим бар’єром для електрифікації часто є обмеження місцевої електромережі – важко отримати великі підключення для живлення ваших поїздів. «Ця проблема тільки погіршилася», – говорить пан Мюррей.
Тому він вважає, що сонячні панелі є дуже корисними для реалізації проектів електрифікації залізниць.
Після проекту в Олдершоті пан Мюррей сподівався, що Riding Sunbeams зможе створити повномасштабний комерційний пілот. Але фінансові проблеми завадили цьому.
Однак наразі Network Rail, яка володіє та обслуговує залізничну інфраструктуру Великої Британії, шукає постачальників для проектів відновлювальної енергії біля залізниць.
«Це велика угода», – говорить пан Мюррей, пояснюючи, що його бізнес планує подати заявку на контракт.
Нові проекти приносять нові складнощі. В Олдершоті колія вже була електрифікована – це було питання підключення сонячних панелей до існуючої системи.
Але для поїздів, які переходять з дизеля на повітряні лінії, використання сонячної енергії є складнішим. Це тому, що сонячні панелі виробляють постійний струм (DC), тоді як повітряні лінії використовують змінний струм (AC).
Проте в Англії тривають зусилля з розробки нового перетворювача, який міг би вирішити цю проблему.
Окремо, на розв’язці Колтон між Лідсом і Йорком, найдосвідченішою залізничною розв’язкою у Великій Британії, нещодавно було електрифіковано за допомогою програмного забезпечення, розробленого в Університеті Гаддерсфілда.
Програмне забезпечення створює 3D-модель системи повітряних ліній, що дозволяє інженерам детально планувати її будівництво – знижуючи витрати, усуваючи необхідність у певних традиційних тестуваннях та оцінках.
«Все було специфіковано в програмному забезпеченні з точки зору вимірювань», – говорить Жоао Помбо, заступник директора Інституту залізничних досліджень університету. «Усі поїзди з серпня працюють на максимальній швидкості на цій розв’язці».
Але є зовсім інші ідеї для електрифікації. Польський стартап Nevomo розробив електромагнітну тягу. Її встановлюють на існуючі колії, вставляючи товстий алюмінієвий кабель у футляр, що проходить між рейками. Це генерує магнітне поле, достатнє для впровадження вантажних вагонів з магнітами.
«Ми повністю ліквідуємо локомотиви», – говорить Бен Пачек, засновник і генеральний директор. «Кожен вагон стає незалежним. Вони можуть також працювати групами».
Ключова перевага технології, за словами пана Пачека, полягає в тому, що вона дозволяє оператором швидко зупиняти вантажні вагони – отже, в принципі, можна безпечно ставити багато незалежно рухомих вагонів достатньо близько один до одного на одній ділянці колії, що збільшує густоту вантажних перевезень у певній ділянці.
Nevomo сподівається запустити робочі реалізації своєї технології на металургійному заводі в Бремені, Німеччина, і в порту в Індії наступного року.
Ці проекти будуть відносно малими за масштабом, кожен охоплюючи відстані колій менше 1 км. Але пан Пачек сподівається бачити більші установки в майбутньому. «У такій досить консервативній сфері, як залізниця, ми спочатку повинні продемонструвати це належним чином».
Автоматизувати рух електромагнітно-приведених вагонів було б можливо, додає він, хоча спочатку вони будуть контролюватися віддаленими оператором.
У США компанія Parallel Systems також працює над електрифікацією окремих вантажних вагонів, щоб вони могли рухатися незалежно по залізничній мережі – але абсолютно іншим способом, із батареями. Вагон компанії має запас ходу 800 км, говорить співзасновник і генеральний директор Метт Соул.
Він описує це як рух пакетів по розподільчому центру – «атомізоване вантажоперевезення», на відміну від традиційних вантажних потягів, які можуть бути довжиною понад 2 км. «Ми зосереджені на тому, щоб займатись коротшими перевезеннями, які вони не виконують», – говорить пан Соул.
Він підкреслює, що його мета не замінити вантажні локомотиви, а запропонувати залізничний сервіс доставки, який міг би конкурувати із вантажними автомобілями. «Якщо ми просто захопимо 10% вантажного ринку, ми подвоїмо залізничну промисловість», – говорить він.
Стюарт Гіллмансен з Університету Бірмінгема, який працював з Riding Sunbeams в минулому, говорить, що організувати рух окремих вантажних поїздів на існуючій залізничній мережі може бути «досить складно – точно на [британських] залізницях».
Але він зазначає, що нові технології допомагають сприяти електрифікації – і що електрифіковані потяги зараз є «першим вибором» для нових залізниць.
«Всі ці технології фізично здійсненні та можуть працювати. Головне – керувати бізнес-справами», – резюмує він.
