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    東京地鐵1MW級(jí)“東西線屋頂光伏電站”

      日本千葉縣船橋市西船橋站有JR東日本、東京地鐵和東葉高速鐵路交匯,是千葉縣首屈一指的大站。其中5~8號(hào)是東京地鐵東西線的站臺(tái),飾有淡藍(lán)色線條的電車來(lái)往穿行。這四個(gè)站臺(tái)于2015年3月完成了翻修,不但增設(shè)了扶梯等,同時(shí)整體感覺(jué)更加明亮。  令人感覺(jué)明亮的原因只要抬頭看看屋頂就知道了。因?yàn)檎九_(tái)的屋頂
      發(fā)電量為車站相關(guān)設(shè)備用電量的12%
      在東西線的地上車站設(shè)置之前,東京地鐵率先在千代田線北綾瀨站和日比谷線南千住站設(shè)置了太陽(yáng)能電池板。利用積累的經(jīng)驗(yàn),策劃了東西線8個(gè)車站的設(shè)置方案。命名為“東西線光伏電站”計(jì)劃,以百萬(wàn)瓦級(jí)為目標(biāo),于2015年3月實(shí)現(xiàn)(圖7)。預(yù)計(jì)8個(gè)車站的年發(fā)電量累計(jì)約為109萬(wàn)kWh。相當(dāng)于從南砂町站到西船橋站消耗的附帶電力的約12%。據(jù)稱每年能削減508t二氧化碳排放量。
    圖7:“東西線光伏電站”計(jì)劃的概要。用作8個(gè)地上車站的附帶電力。(出處:東京地鐵)

      “2020年度的鐵道事業(yè)總能源使用量不比2009年度實(shí)際用量增加”——東京地鐵集團(tuán)制定了長(zhǎng)期環(huán)境戰(zhàn)略“大家都來(lái)ECO”,提出了這個(gè)長(zhǎng)期目標(biāo)。作為比較基準(zhǔn)的2009年度是副都心線開(kāi)始全年?duì)I業(yè)的年份。除了導(dǎo)入節(jié)能型車輛和LED照明器具外,地球變暖對(duì)策的一大支柱是采用光伏發(fā)電。
      即使采用可再生能源,如果依FIT售電,則環(huán)境價(jià)值屬于全體電力使用者,無(wú)法體現(xiàn)為二氧化碳減排效果。但如果像東京地鐵這樣自家消費(fèi),則可歸于為本公司的地球變暖對(duì)策。

      把再生制動(dòng)的剩余電力用于車站
      另外,東京地鐵的節(jié)能新嘗試是將電車的“再生電力”用作車站附屬電力的措施。
      再生電力是指列車在減速時(shí)令驅(qū)動(dòng)馬達(dá)發(fā)揮發(fā)電機(jī)的功能,將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成的電力?稍谥苿(dòng)中產(chǎn)生再生電力的“再生制動(dòng)器”除了電車外,已作為純電動(dòng)汽車(EV)和混合
      動(dòng)力車等馬達(dá)驅(qū)動(dòng)車輛的節(jié)能技術(shù)得到了普及。但一般的系統(tǒng)是將再生電力用于電動(dòng)汽車的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。而東京地鐵的一大特點(diǎn)是把再生電力用于車站照明和空調(diào)等。
      雖同為再生制動(dòng)器,但在電車和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)車輛上的使用原理也稍有不同:EV等馬達(dá)驅(qū)動(dòng)車輛原就配備了大容量蓄電池,因此制動(dòng)時(shí)的再生電力可儲(chǔ)存在蓄電池中,用
    來(lái)驅(qū)動(dòng)同一車輛的馬達(dá)。而電車沒(méi)有配備蓄電池,因此再生電力通過(guò)受電弓向(逆流)電車線路(支線)送電,可用于其他電車的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
      基于這種原理,在利用電車的再生制動(dòng)器時(shí),將再生電力返回至電車線路的前提是,附近有與供給相符合的電力負(fù)載,即有正在加速行駛的電車。因此,當(dāng)附近沒(méi)有電車駛過(guò),或有也未加速行駛時(shí),沒(méi)有電力需求,制動(dòng)時(shí)就無(wú)法返回再生電力。這種情況下,就會(huì)由機(jī)械制動(dòng)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能舍棄。
      于是,東京地鐵為了將用不完的再生電力作車站的附屬電力使用,引進(jìn)了“車站輔助電源裝”。該裝置利用將直流轉(zhuǎn)換為交流的逆變器(頻率控制裝置),連接電車線路(直流1500V)和提供附屬電力的站內(nèi)供電網(wǎng)(交流210V)。由車站輔助電源裝置,把電車線路的負(fù)載加到附屬電力中,便能有效利用此前因電車的運(yùn)行情況而無(wú)法返回電車線路的部分再生電力(圖8)。
    圖8:用車站輔助電源裝置將電車的再生電力(直流)轉(zhuǎn)換為低壓(交流),供車站的設(shè)備使用。(出處:東京地鐵)


    作者:金子憲治 來(lái)源:日經(jīng)bp社 責(zé)任編輯:wutongyufg

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