Sänkt hastighet i tunnelbanan

[kildor]

Jag hittade följande inlägg på SL:s facebooksida:

Det stämmer att tågen har sänkt hastigheten och detta på grund av att de ska bli en jämnare körstil och minskad energiförbrukning.
Röda och blå linjen kommer att sluta accelerera vid 70 km/h och den gröna linjen vid 65 km/h.

Jag vet inte mer om detta än vad som står i inlägget, men jag tycker det är lite märkligt att sänka hastigheten. Det är i och för sig en relativt liten hastighetssänkning, men det borde ändå vara värdefulla sekunder som försvinner. Någon som vet lite mer om detta?

[Harald]

Någon som vet lite mer om detta?

Inget specifikt, men generellt är det mycket liten tid som förloras på något sänkt topphastighet i trafik med täta stopp. Det är ju inte långa sträckor man hinner köra i den högsta hastigheten. Mycket viktigare är att man accelererar fort igenom de lägsta hastigheterna.

[Odd]

Jag hittade följande inlägg på SL:s facebooksida:

Det stämmer att tågen har sänkt hastigheten och detta på grund av att de ska bli en jämnare körstil och minskad energiförbrukning.
Röda och blå linjen kommer att sluta accelerera vid 70 km/h och den gröna linjen vid 65 km/h.

Jag vet inte mer om detta än vad som står i inlägget, men jag tycker det är lite märkligt att sänka hastigheten. Det är i och för sig en relativt liten hastighetssänkning, men det borde ändå vara värdefulla sekunder som försvinner. Någon som vet lite mer om detta?

Mörbygrenen på Tub 2 och Tub 3 är väl de som förlorar mest på det. För övriga linjer har det knappast någon betydelse. Jämfört med Cx så är det i alla fall en markant bättre prestanda.

[Hechtwagen]

Blå linjen är byggd för 90 km/h och man kör alltså 70? Hade väl snarare varit läge att skruva upp C20 till 92 km/h?

[daniel_s]

Om det är som det står i texten att tågen slutar accelerera vid 70 (men inte bromsas) så tycker jag inte att det är så problematiskt, utan nästan bättre (fast bara nästan). Många sträckor på T-bana 2 och 3 har ju en svacka på mitten där man ändå kommer upp i full fart, utan att man behöver dra på. T ex från Hornstull söderut kan man bara dra på upp till 55 eller något i den stilen och låta tyngdkraften sköta resten. Om man däremot även skulle göra så att tåget bromsas vid 70 så är det ju hål i huvudet, då får ju föraren sitta och dra på längre i nästa uppförsbacke i stället.

Att skruva upp C20 till 90 km/h är nog inte möjligt med nuvarande strömförsörjning på T-bana 3. Dock kan man kanske höja ATP-utrustningens sth vid ATC-körning till 90 och låta vagnen bryta drivningen vid 75 eller så, det borde man kunna spara ström på enligt samma princip som ovan. Men det går nog knappast att göra så länge T-bana 2 och 3 har samma signalsystem, då detta skulle medföra för höga hastigheter på T-bana 2 alternativt att vagnarna måste bindas till "rätt" bana.

[Hechtwagen]

Klart strömmen räcker? C20 återmatar väl när man elbromsar och då blir det ju mer återmatat ju fortare man kör? Hur mycket har elförbrukningen på bana 1 minskat sedan C20 infördes jämfört med då det bara gick C1-13 där? Måste ju vara jättestor skillnad!

[twr]

Klart strömmen räcker? C20 återmatar väl när man elbromsar och då blir det ju mer återmatat ju fortare man kör? Hur mycket har elförbrukningen på bana 1 minskat sedan C20 infördes jämfört med då det bara gick C1-13 där? Måste ju vara jättestor skillnad!

Men det måste väl finnas förluster också? Annars kunde ju alla tåg köra runt på en bestämd mängd energi som omvandlas mellan elektrisk och mekanisk hela tiden. Sånt tycker termodynamikpolisen inte om!

[Harald]

Klart strömmen räcker? C20 återmatar väl när man elbromsar och då blir det ju mer återmatat ju fortare man kör? Hur mycket har elförbrukningen på bana 1 minskat sedan C20 infördes jämfört med då det bara gick C1-13 där? Måste ju vara jättestor skillnad!

Ström är en momentan storhet. Den måste räcka till i varje ögonblick och den ström ett tåg behöver är proportionell mot hastigheten gånger accelerationen (vid en given spänning). Ska man accelerera i hög hastighet så behöver man mycket ström just då. Det hjälper ingenting att man om en stund kommer att kunna leverera mycket ström tillbaka. Den strömmen kan bara användas av ett annat tåg som accelererar i samma ögonblick och finns det inget sådant på samma sektion så får man dumpa strömmen i ett motstånd.

[643]

Klart strömmen räcker? C20 återmatar väl när man elbromsar och då blir det ju mer återmatat ju fortare man kör? Hur mycket har elförbrukningen på bana 1 minskat sedan C20 infördes jämfört med då det bara gick C1-13 där? Måste ju vara jättestor skillnad!

Ström är en momentan storhet. Den måste räcka till i varje ögonblick och den ström ett tåg behöver är proportionell mot hastigheten gånger accelerationen (vid en given spänning). Ska man accelerera i hög hastighet så behöver man mycket ström just då. Det hjälper ingenting att man om en stund kommer att kunna leverera mycket ström tillbaka. Den strömmen kan bara användas av ett annat tåg som accelererar i samma ögonblick och finns det inget sådant på samma sektion så får man dumpa strömmen i ett motstånd.

Buffertbatterier? Omöjligt, det är ju en GAMMAL teknik...

[C20_rules]

Klart strömmen räcker? C20 återmatar väl när man elbromsar och då blir det ju mer återmatat ju fortare man kör? Hur mycket har elförbrukningen på bana 1 minskat sedan C20 infördes jämfört med då det bara gick C1-13 där? Måste ju vara jättestor skillnad!

Ström är en momentan storhet. Den måste räcka till i varje ögonblick och den ström ett tåg behöver är proportionell mot hastigheten gånger accelerationen (vid en given spänning). Ska man accelerera i hög hastighet så behöver man mycket ström just då. Det hjälper ingenting att man om en stund kommer att kunna leverera mycket ström tillbaka. Den strömmen kan bara användas av ett annat tåg som accelererar i samma ögonblick och finns det inget sådant på samma sektion så får man dumpa strömmen i ett motstånd.

Buffertbatterier? Omöjligt, det är ju en GAMMAL teknik...

Batterier skulle aldrig palla dom strömmarna som behövs för att kunna ta emot enegin vid bromsning, utan att brinna upp - och även om dom gjorde det skulle man få kyla bort merparten iallafall som blir värme pga batteriernas inre resistans istället. Dom skulle också slitas ut väldigt fort få bytas ofta (vilket är dyrt). Men en sak som kanske skulle funka är ju stora bankar med superkondensatorer
http://www.youtube.com/watch?v=EoWMF3VkI6U

Energi som lagras vid föregående bromsning eller i t ex en nerförsbacke med låg hastighetsbegränsning, kan sen användas som "boost" i accelerationerna från kanske 60 km/h och uppåt när det behövs som mest ström - det skulle ge både bättre prestanda och spara energi i form av minskade resistansförluster i strömskenan och återledare.
Skulle förövrigt vara bra även för pendeltågen - dom har samma problem när ett fullängds X60 drar på vid acceleration att spänningen faller och det blir sämre drag och stora energiförluster i ledningen. Även fast spänningen är så mycket högre på järnvägen så har kontakttråden har mycket klenare tvärsnittarea än strömskenan och pendeltågen har mer effekt då dom är både tyngre och går mycket snabbare. Det är dock mycket energi som måste lagras där - t ex 2 st X60 som kör i 160 km/h har över 100 kWh i rörelseenergi.

[M_M]

... men samtidigt kan hybridbilar och hybridbussar ha batterier som kan ta emot bromsenergin, ombord på fordonen.

I princip skulle man kunna ha batterier anslutna i stort sett direkt till strömskenan i tunnelbanan, men nån har väl räknat ut att det inte lönar sig.

Min kristallkula pekar mot att i framtiden med mer automatiskt körda tåg så har vi kanske automatik som ser till att ett tåg lämnar en station precis när ett tåg i motsatt riktning börjar bromsa påväg till samma eller intilliggande station.

[mamma Ulla]

Men en sak som kanske skulle funka är ju stora bankar med superkondensatorer
http://www.youtube.com/watch?v=EoWMF3VkI6U

Kul!

Ett C20-sätt i 70 km/h har rörelseenergin 25 MJ. De här superkondensatorerna i filmen kan lagra 8 kJ. Vid 2,5 V visserligen, så man får koppla en massa i serie. Men med bortemot 4000 st totalt, både serie- och parallellkopplade, så kommer man upp i samma mängd energi, dvs man skulle teoretiskt kunna lagra all den bromsade energin i kondensatorbatteriet. Med en brasklapp för att dom inte gillar att bli uppladdade alltför fort. Men nästan i alla fall.

4000 st kondensatorer av typen i filmen kostar $ 10/st, dvs totalt ca 280 000 kr. De väger 0,6 kg/st, totalt ca 2,4 ton. Och de upptar ca 500 cm3 volym/st, totalt ca 2 m3.

Det är alltså nästan genomförbart. Krävs en rätt avancerad omriktare för att ladda i och ur, men det är ett mindre problem än att faktiskt lagra energin.

[Odd]

Hur som helst så är det effekterna som är komplicerade. I en lite Prius så är det kanske hanterbart, även om en hel del effekt nog vädras bort.

Man kan kanske tänka sig att man använder likriktarstationen till att mata tillbaka ström till högspänningsnätet. Frågan är om det är lönt att göra det, det kostar ju säkert en del att fixa till det.

[gbd]

Med en brasklapp för att dom inte gillar att bli uppladdade alltför fort. Men nästan i alla fall.

Detta borde inte vara ett problem med kondensatorer, de är ju strömstyva utan kan ju lätt hantera stora förändringar i strömmen, förutsatt att de har tillräcklig kapacitet för att lagra laddningarna. Bara en fråga, var ska man ha dessa kondensatorer?

Skulle man istället kunna lagra rörelseenergi kinetiskt på något sätt? (typ KERS som i F1?)

[C20_rules]

Detta borde inte vara ett problem med kondensatorer, de är ju strömstyva utan kan ju lätt hantera stora förändringar i strömmen, förutsatt att de har tillräcklig kapacitet för att lagra laddningarna. Bara en fråga, var ska man ha dessa kondensatorer?

Skulle man istället kunna lagra rörelseenergi kinetiskt på något sätt? (typ KERS som i F1?)

Jo det skulle väl funka med nåt stort svänghjul
http://sv.wikipedia.org/wiki/Kinetic_En ... ery_System

Enl den artikeln skulle det som används i F1-bilar lagra 60 kW som avges/tillförs under 6,6 sek - det ger 396 kJ. Jag antar då att det är anpassat efter hur fort hjulet kan rotera säkert (utan att riskera att det sprängs) - och andra sidan är det ju reglerna som begränsar hur mycket dom får lagra också
En tom C20-enhet som accelereras från 60 till 90 (där den lagrade energin som mest skulle behövas) kräver 12 MJ (det är lättare att räkna per enhet eftersom varje enhet skulle ha sin egen energilagring - ett tåg kan ju va både 2 eller 3 beroende på om det är kort eller långt) - vilket skulle kräva ett 31 ggr så tungt hjul om massan ligger likadant fördelad och man drar ut hjulet till en lång cylinder som är 31 ggr så bred som orginalhjulet. Lämpligen gör man ju hjulet med större diameter istället så massan hamnar längre ut och därmed kan man sänka varvtalet, minska friktionsförlusterna och kanske även sänka massan på hjulet något - men då tar det ju ännu mer plats på bredden istället.

Dessutom måste det ju finnas nån kraftöverföring eller extra motorer som sätter spinn på hjulet - det tar också plats. T ex 1 m³ tillåter ju ett hjul med 2 m i diameter som är 0,35 m brett (ett så stort hjul skulle nog räcka och 1 m³ t ex stål väger ju 7,85 ton så det lär lätt kunna göras tillräckligt tungt för att funka) - men ska man ha in det på befintliga vagnar är det nog svårt. Kondensatorerna är ju små per enhet och kan lätt spridas ut där det finns plats och vikten av dom sprids även ut bättre.

[C20_rules]

Intressant det där - det är inte bara F1 som använder den tekniken
http://www.automotorsport.se/artiklar/b ... wheel-kers
http://www.automotorsport.se/artiklar/n ... arldsnyhet

Det svänghjul som volvo använder väger ju bara 6 kg - på en bil som väger t ex 1200 kg så blir det 0,5% av vikten. För en C20-enhet så blir ju motsvarande 350 kg och ett sånt hjul skulle nog inte vara så stora problem att få plats med. Diametern kan ju tillåtas öka eftersom utrymmet är iallfall mycket större än i bilen och då kan man sänka varvtalet, få mindre friktionsförluster och ändå lagra samma energi. Man skulle ju t ex kunna ha ett hjul på 100 kg vid varje boggi för att enklare kunna överföra kraften

[Odd]

Finns det länk om detta till F1-bilar? Man brukar ju jaga gram till den så milda grad att man helst inte ens vill tanka mer än att det finns de regelstadgade 10 deciliter kvar vid målgången. Dessutom är det väl så att F1-bilarnas motoreffekt är begränsat enligt regelverk?

Edit: tydligen, med lite Googlehjälp:
http://en.wikipedia.org/wiki/Flywheel_energy_storage

Annars skulle jag kunna tänka mig att man kanske kan extrautrusta likriktarstationerna med tekniken, så slipper man modifiera vagnarna.

I New York (enl samma länk ovan) så använder man tydligen svänghjul för att klara av dynamiken i systemet.

[twr]

Min kristallkula pekar mot att i framtiden med mer automatiskt körda tåg så har vi kanske automatik som ser till att ett tåg lämnar en station precis när ett tåg i motsatt riktning börjar bromsa påväg till samma eller intilliggande station.

Men det måste ju ge förlängda restider? Det skulle kanske funka om stationerna låg på exakt samma avstånd och alla uppehåll var lika långa, men så är det ju inte.

[C20_rules]

Finns det länk om detta till F1-bilar? Man brukar ju jaga gram till den så milda grad att man helst inte ens vill tanka mer än att det finns de regelstadgade 10 deciliter kvar vid målgången. Dessutom är det väl så att F1-bilarnas motoreffekt är begränsat enligt regelverk?

Edit: tydligen, med lite Googlehjälp:
http://en.wikipedia.org/wiki/Flywheel_energy_storage

Annars skulle jag kunna tänka mig att man kanske kan extrautrusta likriktarstationerna med tekniken, så slipper man modifiera vagnarna.

I New York (enl samma länk ovan) så använder man tydligen svänghjul för att klara av dynamiken i systemet.

Det är nog en bättre lösning - då har man ju plats med riktigt stora tunga hjul också, som kan lagra massor med energi och stora motorer/generatorer med högt vridmoment och bra verkningsgrad som kan sätta spinn på eller bromsa upp hjulen. Man kan då ta emot en stor "energi-burst" från t ex flera tåg samtidigt som bromsar in kraftigt från hög fart och sen mata tillbaka i långsam takt till elnätet,om inget annat tåg använder energin.

Det kräver ju dock en växelriktare med synkronisering för att mata tillbaka, men den tekniken används ju i t ex vanliga vindkraftverk och även i solpaneler man kan ha själv t ex på taket på sin villa, så det är inget som är svårt att genomföra. Det som skulle göra det hela mer komplicerat är ju om den måste klara att ta emot och mata tillbaka enorma effekt-toppar. Elnätet "gillar" ju dessutom inte det heller - t ex andra användare på samma kraftledning riskerar få för hög spänning när tåg bromsar in (som i sin tur kan orsaka skada). Omvänt slipper man ju med svänghjulen även spänningsfall på elnätet när effekttoppar istället dras - t ex om många tåg accelererar samtidigt.

Dock behöver man korta avstånd mellan stationerna så man inte får för mycket resistansförluster - men det skulle ju kunna lösas med att ha några stationer för enbart energilagring. Dom lär bli relativt billiga ändå då dom inte behöver ta emot och mata tillbaka stora effekter till elnätet.

[M_M]

För t.ex. tunnelbana så är det väl ingen fördel att släpa med sig svänghjulen ombord när de lika gärna kan vara en del av den fasta infrastrukturen?

Men var skulle man ha dem, i separata bergrum som de inte gärna kan slita sig från (t.ex. monterade på plats och åtkomstvägar så små att hjulet inte kan rulla ut)?

ABB har ett gigantiskt hjul i Ludvika för elkraftlaborationer/tester, typ "vad händer om vi kortsluter en matning motsvarande ett skitstort kraftverk". Det sägs att hjulet är placerat så att ifall det sliter sig så är chansen hyggligt stor att det rullar ner i sjön istället för att massakrera halva staden.

Men om man ändå bygger elektroniken (som behövs för att hantera att hjulet blir dålig buffert om det håller konstant hastighet) så kan man väl lika gärna mellanlanda i vanliga elnätet istället och skippa hjulet? Det måste ju tåla variationerna eftersom det idag tål variationerna som blir ifall många tåg startar / slutar accelerera samtidigt...