Einsatz von Schwungmassenspeichern in Straßenbahnnetzen

Bei der Planung von Anlagen ist man immer bedacht eine gleichmäßige Belastung herzustellen. Betrachtet man gleichspannungsbetriebene Straßenbahnnetze, so stellt man fest, dass in solchen Netzen große Leistungsschwankungen in kurzen Zeitabschnitten regelmäßig auftreten. Am Verhalten der Straßenbahn kann hierbei wenig geändert werden, da eine Reduzierung der Leistung zu Fahrzeitverlängerungen führt, und diese Nachteile werden in aller Regel nicht in Kauf genommen. Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung des Systems kann der Einsatz von Speichern sein, um hierdurch eine Vergleichmäßigung des Lastgangs zu erreichen. Durch das Entladen des Speichers kann die Spitzenlast durch den Speicher gedeckt werden, und das Netz wird entlastet. Die Ladung des Speichers geschieht vornehmlich während das Triebfahrzeug bremst oder an Haltestellen.

In einem Straßenbahnnetz besteht die Möglichkeit eines Energieausgleichs zwischen fahrenden und bremsenden Fahrzeugen, wenn das bremsende Fahrzeug in der Lage ist, rekuperativ zu bremsen, d. h. das Fahrzeug kann die Bewegungsenergie zurückgewinnen und in das Netz einspeisen. In aller Regel sind die Fahrzeuge dazu in der Lage.

Diese Arbeit soll den Einsatz von SMS, speziell auf dem Schienenfahrzeug, und mögliche Alternativen detailliert aufzeigen. Als Alternativen werden der Einsatz eines SMS im Unterwerk oder der Einsatz eines rückspeisefähigen Unterwerks angesehen und als Vergleiche herangezogen.

Als Grundlage für die Untersuchungen wird das Straßenbahnnetz der HEAG Darmstadt herangezogen. Alle topologischen Daten sind bekannt und werden bei der Simulation berücksichtigt. Es wurden unterschiedliche Konfigurationen des Netzes betrachtet, um den Einfluss der einzelnen Konfiguration auf das energetische Verhalten des Netzes zu untersuchen und ein Vergleich unter den verschiedenen Konfigurationen zu erstellen.

Um das energetische Verhalten des SMS nachzubilden, wird ein Kennlinienmodell des SMS entworfen, das die wichtigsten Verluste berücksichtigt. In den weiteren Kapiteln werden die verschiedenen Verlustarten und die Berechnungsmethoden dazu vorgestellt.

Abschließend sollen die wirtschaftlichen Bedingungen für den Einsatz von Speichern und rückspeisefähigen Unterwerken untersucht werden, um eine Vergleichbarkeit von allen Varianten unter gleichen Randbedingungen in einer Arbeit aufzuzeigen.