东京地铁1MW级“东西线屋顶光伏电站”

2015-07-31 09:28:11 太阳能发电网
  日本千叶县船桥市西船桥站有JR东日本、东京地铁和东叶高速铁路交汇,是千叶县首屈一指的大站。其中5~8号是东京地铁东西线的站台,饰有淡蓝色线条的电车来往穿行。这四个站台于2015年3月完成了翻修,不但增设了扶梯等,同时整体感觉更加明亮。  令人感觉明亮的原因只要抬头看看屋顶就知道了。因为站台的屋顶
  发电量为车站相关设备用电量的12%
  在东西线的地上车站设置之前,东京地铁率先在千代田线北绫濑站和日比谷线南千住站设置了太阳能电池板。利用积累的经验,策划了东西线8个车站的设置方案。命名为“东西线光伏电站”计划,以百万瓦级为目标,于2015年3月实现(图7)。预计8个车站的年发电量累计约为109万kWh。相当于从南砂町站到西船桥站消耗的附带电力的约12%。据称每年能削减508t二氧化碳排放量。
图7:“东西线光伏电站”计划的概要。用作8个地上车站的附带电力。(出处:东京地铁)

  “2020年度的铁道事业总能源使用量不比2009年度实际用量增加”——东京地铁集团制定了长期环境战略“大家都来ECO”,提出了这个长期目标。作为比较基准的2009年度是副都心线开始全年营业的年份。除了导入节能型车辆和LED照明器具外,地球变暖对策的一大支柱是采用光伏发电。
  即使采用可再生能源,如果依FIT售电,则环境价值属于全体电力使用者,无法体现为二氧化碳减排效果。但如果像东京地铁这样自家消费,则可归于为本公司的地球变暖对策。

  把再生制动的剩余电力用于车站
  另外,东京地铁的节能新尝试是将电车的“再生电力”用作车站附属电力的措施。
  再生电力是指列车在减速时令驱动马达发挥发电机的功能,将动能转换成的电力。可在制动中产生再生电力的“再生制动器”除了电车外,已作为纯电动汽车(EV)和混合
  动力车等马达驱动车辆的节能技术得到了普及。但一般的系统是将再生电力用于电动汽车的马达驱动。而东京地铁的一大特点是把再生电力用于车站照明和空调等。
  虽同为再生制动器,但在电车和马达驱动车辆上的使用原理也稍有不同:EV等马达驱动车辆原就配备了大容量蓄电池,因此制动时的再生电力可储存在蓄电池中,用
来驱动同一车辆的马达。而电车没有配备蓄电池,因此再生电力通过受电弓向(逆流)电车线路(支线)送电,可用于其他电车的马达驱动。
  基于这种原理,在利用电车的再生制动器时,将再生电力返回至电车线路的前提是,附近有与供给相符合的电力负载,即有正在加速行驶的电车。因此,当附近没有电车驶过,或有也未加速行驶时,没有电力需求,制动时就无法返回再生电力。这种情况下,就会由机械制动将动能转换为热能舍弃。
  于是,东京地铁为了将用不完的再生电力作车站的附属电力使用,引进了“车站辅助电源装”。该装置利用将直流转换为交流的逆变器(频率控制装置),连接电车线路(直流1500V)和提供附属电力的站内供电网(交流210V)。由车站辅助电源装置,把电车线路的负载加到附属电力中,便能有效利用此前因电车的运行情况而无法返回电车线路的部分再生电力(图8)。
图8:用车站辅助电源装置将电车的再生电力(直流)转换为低压(交流),供车站的设备使用。(出处:东京地铁)


作者:金子宪治 来源:日经bp社 责任编辑:wutongyufg

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