Rekuperace

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Rekuperace je proces přeměny kinetické energie dopravního prostředku zpět na využitelnou elektrickou energii při elektrodynamickém brzdění. Tato energie se buď ukládá do akumulátorů přímo v dopravním prostředku, nebo se vrací do napájecí soustavy (na rozdíl od elektrodynamického brzdění bez rekuperace, kdy se získaná energie maří v odpornících).

Rekuperace se využívá zejména u kolejových vozidel s elektrickou trakcí (tramvaje, metro, elektrické jednotky a elektrické lokomotivy), ale je možné se s ním setkat i u vozidel silničních nebo s hybridní trakcí (např. hybridní lokomotivy, nebo elektromobily či hybridní automobily).

Výhodou rekuperace je úspora energie a snížení ztrát, neboť se energie spotřebovaná na uvedení vozidla do pohybu částečně získává zpět. Úspora se projevuje v městské a příměstské dopravě, nebo při posunu na železnici, kdy dochází často k zastavení a rozjezdům vozidla a navíc je snadné získanou energii okamžitě využít (viz dále). Její výhody se uplatní např. u běžných osobních, ale hlavně nákladních vlaků, které mají hmotnost v řádech tisíců tun a při jejich brzdění jde získat relativně nejvíce energie zpět.

Elektrodynamicky jsou brzděny pouze hnané nápravy spojené s trakčním elektromotorem (lokomotiva). Takto jsou brzděny i mnohé pístové motorové lokomotivy na fosilní paliva s elektrodynamickým přenosem výkonu, energie však není vracena do sítě, ale likvidována v tepelných odpornících na střeše lokomotivy.

Problémem je nutnost získanou energii uložit nebo okamžitě zpracovat jinde. Z provozního hlediska je nejednodušší energii uložit do akumulátorů a pak ji využít např. k opětovnému rozjezdu, ale toto řešení vyžaduje akumulátorové baterie, které výrazně zvyšují hmotnost vozidla a mají omezenou kapacitu. Dalším řešením je energii vrátit zpět do trakční sítě prostřednictvím trolejového vedení (případně prostřednictvím napájecí kolejnice). To vyžaduje, aby byl v daném napájecím obvodu přítomen jiný dopravní prostředek, který tuto energii spotřebuje, nebo aby byla trakční síť schopna energii akumulovat (např. opět pomocí akumulátorové baterie, nebo pomocí setrvačníku).

V určitých případech se tato energie vrací do přenosové soustavy, to lze však provádět bez dalšího technického vybavení pouze u železniční infrastruktury elektrizované jednofázovou střídavou trakční soustavou 25 kV, 50 Hz. V případě použití stejnosměrné trakční proudové soustavy to lze provádět pouze prostřednictvím polovodičových měničů, používá se ale pouze v případě, že je to ekonomicky výhodné. Například na švédské nákladní trati Kiruna – Narwik jedoucí těžký nákladní vlak plný železné rudy z horských dolů do přístavu většinu cesty rekuperuje a jelikož jede zpět prázdný, jeho energetická bilance je kladná (víc elektřiny vyprodukuje než spotřebuje).

V našich podmínkách je rekuperace používána v pražském metru, kde velké množství zároveň provozovaných souprav a jejich častá akcelerace i zastavování vytvářejí pro rekuperaci přímo ideální podmínky. Dále je používána např. na tramvajové trati na Barrandov, která vykazuje velké stoupání a tramvaje jedoucí vzhůru mohou být částečně napájeny protijedoucími brzdícími tramvajemi jedoucími dolů.