ABB recicla energía sobrante en la red ferroviaria de Melbourne

Aug 18, 2023

ABB ha aprovechado la última tecnología para ofrecer a los pasajeros de Melbourne un viaje más suave y con menos emisiones de carbono.

El sistema de la empresa recoge la energía de un tren que frena cuando se acerca a una estación, la almacena brevemente y luego la reinyecta en la fuente de alimentación del tren a medida que acelera en su camino.

El redistribuidor de energía se ha aplicado como alternativa a la construcción y conexión de una nueva subestación rectificadora Metro Trains Melbourne (Metro) Hurstbridge Line Upgrade Project.

La primera aplicación australiana del sistema de almacenamiento de energía (ESS) ABB Enviline de 1500 V CC de ABB, que almacena y devuelve a la red el excedente de energía de frenado, permitirá que el servicio de Metro haga un uso más eficiente de la electricidad, aumentando su sostenibilidad y permitiendo para agregar trenes adicionales a un costo más bajo de lo habitual.

El proyecto piloto, completado a fines de 2021, ha tenido que sortear varios obstáculos en su viaje de tres años hasta su finalización.

Dos ingenieros de ABB, Stephen Poh, gerente de marketing de productos de energía de tracción de CA y CC, y Steven Dineen, ingeniero principal de proyectos, junto con el equipo de la fábrica de ABB en Bielsko-Biala, Polonia, han alineado y realineado continuamente las pistas con el cliente para completar este proyecto.

Cuando Metro licitó por primera vez el proyecto en la línea Hurstbridge en 2017, ABB ya se había comprometido a determinar qué tipo de solución se aplicaría mejor a la brecha en el suministro de energía alrededor de Diamond Creek, entre Wattle Glen y Eltham en la línea Hurstbridge.

Antes de la pandemia, la estación de enlace de Diamond Creek había experimentado frecuentes caídas de voltaje, y Metro buscaba una solución para brindarles a los clientes un viaje más tranquilo. Metro también quería aumentar la frecuencia de los trenes en la línea, lo que aumentaría el requisito de energía más confiable en Diamond Creek.

Un trozo de cuerda no puede ser demasiado largo

"Imagínese que el suministro de electricidad es como un trozo de cuerda", dijo Poh.

"Cuanto más larga es la distancia entre las subestaciones, más se afloja la cuerda hasta que hay una verdadera caída en el medio. La solución tradicional es instalar otra subestación rectificadora para mejorar esa caída de suministro. Metro identificó un caso de negocios para trabajar con nosotros en una energía solución de gestión".

ABB entendió que un sistema de gestión de la energía sería más rentable en términos de construcción y uso del suelo.

Agregue a eso una reducción del 15 por ciento en las emisiones de carbono, lograda mediante el reciclaje efectivo de la energía perdida en la red, y la capacidad de complementar la electricidad extraída de la red, y el sistema de administración de energía se decidió como la mejor opción para Diamond Creek.

ABB se adjudicó el proyecto en base a su fuerte presencia local en Australia, lo que permitiría una fácil colaboración, y por su experiencia con esta tecnología.

ABB había desarrollado previamente soluciones ESS para líneas ferroviarias de 750 V en Estados Unidos y Europa, pero en los estados del sur de Australia, principalmente Victoria y Nueva Gales del Sur, las líneas ferroviarias funcionan con 1500 V.

"Para este entorno de alta capacidad y alto voltaje, necesitábamos diseñar una versión de 1500 V", dijo Poh.

Los expertos en la materia de ESS de ABB tenían su base en el Centro de Tecnología de Polonia y trabajaron durante 12 meses con el equipo de ingeniería en Australia, desarrollando y probando un sistema de almacenamiento de energía de 1.500 V CC utilizando almacenamiento de supercondensador con una capacidad de 44 MJ, que cumplía con los requisitos de Metro y los estándares aplicables.

El impulso australiano hacia la súper seguridad

Posteriormente, Metro solicitó un mayor nivel de seguridad para sus empleados de mantenimiento.

"Cuando trabaja en este equipo, debe asegurarse de que todo esté apagado, para que sepa que es seguro entrar y trabajar en él", dijo Dineen.

A nivel internacional, estos sistemas de puesta a tierra han sido operados manualmente, pero para Metro esto representaba un alto riesgo.

"Metro solicitó que incorporáramos interruptores de puesta a tierra automáticos en el diseño del ESS, de modo que el equipo se conecte a tierra con solo pulsar un interruptor", dijo el Sr. Dineen.

ABB tuvo en cuenta los comentarios de Metro y rediseñó el sistema de almacenamiento de energía.

"Creamos una especificación de 20 páginas solo para la innovadora pieza de puesta a tierra automática", dijo el Sr. Poh.

ABB adquirió piezas únicas y diseñó un nuevo sistema, integrando el más alto nivel de seguridad para satisfacer las necesidades de Metro. Luego, el equipo tuvo que volver a la fase de fabricación y a su propia fase de prueba.

Con la pandemia de COVID-19 llegó el desafío de la instalación y las pruebas in situ que normalmente involucrarían al equipo polaco de ABB junto con expertos locales de ABB. En cambio, ABB inició un proceso de puesta en marcha virtual para permitir que todas las partes, incluidos Metro y colegas en el extranjero, realicen la operación de forma remota.

"El proceso de organizar una carrera de ajuste desde la medianoche hasta el amanecer con material rodante, conductores de trenes, controladores, etc. había comenzado cuando los países comenzaron a cerrar sus fronteras en respuesta a la pandemia de COVID-19. Nuestro equipo polaco tenía familias jóvenes y no podía no se quedará atrapado en Australia indefinidamente", dijo Dineen.

"Así que se apresuraron a regresar a casa y comenzamos a trabajar en cómo poner en marcha el sistema con ellos apoyando de forma remota los procedimientos necesarios".

En la primera mitad de 2021, se puso en servicio el sistema y, a fines de 2021, se conectó el ESS a la red de Hurstbridge Line.

"Ningún momento de los más de tres años de evaluación e ingeniería ha sido en vano. Tanto el ESS de estándar global de 1500 V Enviline original como el exclusivo sistema ultra-seguro mejorado ahora están completamente probados para cumplir con los requisitos de Metro", dijo el Sr. Poh. .

En camino de maximizar los rendimientos

Puede imaginar que todos los operadores ferroviarios y de transporte urbano del mundo querrían una porción de esta tecnología sostenible de reciclaje de energía. Poh y Dineen han señalado que varios factores maximizarán el rendimiento de la inversión de un sustituto de la subestación.

Por ejemplo, genera la mayor cantidad de energía en las estaciones donde el tren debe aplicar sustancialmente los frenos a medida que se acerca a la plataforma, por lo que las aproximaciones planas o con curvas limitarán la energía generada. El Enviline ESS puede capturar hasta el 30 por ciento de la energía que de otro modo se desperdiciaría, lo que puede representar un ahorro significativo en la electricidad que de otro modo se obtendría de la red.

"Y, por supuesto, si su línea o red tiene las condiciones adecuadas para diez de estos, obtiene diez veces los beneficios", dijo Poh.

Metro continuará estudiando la demanda de su red para identificar más casos comerciales para el uso del Sistema de gestión de energía, y el sistema de almacenamiento de energía estático Enviline ESS continuará evolucionando en respuesta a las necesidades de los clientes.

"Metro puede decidir que le encantaría el sistema aún más si tuviera un almacenamiento ampliado, de modo que la energía capturada pueda dirigirse a satisfacer múltiples necesidades", dijo Poh.

"ABB siempre se esfuerza primero por lo mejor y luego por sacar más provecho de su ingeniería".

El equipo de ABB ha manifestado su entusiasmo por continuar este viaje. Sin embargo, por el momento, están disfrutando de la plataforma de un proyecto de tres años bien ejecutado, con tecnologías ahora probadas y comprobadas que pueden ayudar a los ferrocarriles de todo el mundo a circular de forma más ligera por la superficie terrestre.

Este editorial patrocinado es presentado por ABB. Para obtener más información, visite https://new.abb.com/au.