PVTrain - Tren fotovoltaic , este numele proiectului de cercetare aplicată înființat în 2002 de căile ferate italiene și care experimentează utilizarea panourilor fotovoltaice instalate pe acoperișurile trenurilor
Proiectul PVTrain este realizat de Unità Tecnologie Materiale Rotabile di Trenitalia (Unitatea tehnologică a materialului rulant al Trenitalia) al Căilor Ferate Italiene - FS cu o contribuție financiară din partea Comunității Europene . Acest proiect face parte din programul de mediu LIFE .
A fost prima experiență de utilizare a panourilor fotovoltaice instalate pe acoperișul mai multor tipuri de trenuri în serviciu regulat. Acest proiect a fost original deoarece a fost prima experiență de utilizare a colectoarelor solare pe un dispozitiv mobil. Experiențele anterioare din domeniul feroviar au văzut utilizarea acestui tip de producție de energie pentru instalații fixe cu consum redus, cum ar fi semnalizarea și structurile fixe. Având în vedere caracterul inovator al experienței, proiectul, care urma să dureze doi ani, a continuat până în 2005, pentru a-i măsura mai bine evoluția în timp.
Scopul principal căutat de Ferrovie dello Stato a fost să verifice dacă energia electrică produsă de colectoarele solari ( celule fotovoltaice ) ar putea alimenta instalațiile auxiliare sau secundare și furniza bateriile de la bordul trenurilor. S-a înțeles că energia de tracțiune ar putea proveni doar din catenară, având în vedere puterile necesare.
Obiectivele au fost următoarele:
Este clar că primul obiectiv este relativ marginal, dacă îl plasăm în contextul cantității enorme de energie consumată de căile ferate, în principal prin tracțiune. Pe de altă parte, al doilea obiectiv este mult mai realist. Printre posibilele aplicații menționate de proiect, pe lângă reîncărcarea bateriilor, se numără utilizarea acestei contribuții gratuite pentru încălzirea și aerul condiționat al vagoanelor, manevrele pantografului, furnizarea GPS-ului (Global Positioning System) .
Pentru acest experiment, FS-urile au fost alese panouri fotovoltaice de tip US.116 sub formă de „țiglă fotovoltaică” pe bază de siliciu amorf care poate asigura performanțe optime chiar și în condiții de lumină slabă a soarelui și potrivite pentru suprafețe curbate precum acoperișurile clădirilor. . Panouri fotovoltaice au fost instalate pe 5 vagoane de pasageri, o locomotivă, o vagon de cale ferată și 3 vagoane de marfă.
Energia produsă de panourile fotovoltaice poate avea utilizări foarte diferite în funcție de tipul de vehicul pe care sunt instalate. Cei aleși de FS au urmărit să verifice posibilitatea reîncărcării bateriilor fără nici o sursă de alimentare din catenară (3 kV ), atât în timpul opririlor, cât și în timpul călătoriilor:
Suprafața disponibilă pe acoperișul mașinilor, ținând cont de forma curbată a acestora, are aproximativ 20 de metri lungime și 2 metri lățime. În acest domeniu , este posibil să se instaleze două rânduri de opt panouri, fiecare constând din 12 x 5 placi fotovoltaice, pentru o producție crete 1.360 kW la 80 V . Mașinile folosite sunt:
Pe acoperișul din cele trei vagoane de marfă, astfel Habiliss, au instalat 3 SPO US.116 module, oferind o putere de vârf de 348 W .
Aplicarea US.116 panourilor pe locomotiva FS Clasa E.636 .385 cuprinde șase panouri capabile să asigure un total de putere de vârf 616 W . (Mai multe fotografii ale instalației pe acoperișul locomotivei E.636 sunt pe site-ul web: E.636 PVTrain
Alegerea de a echipa autoturismul FS ALn 668 este o alegere deliberată pentru a controla pe deplin avantajele unei astfel de soluții pe materialul rulant diesel care nu are posibilitatea de a fi alimentată cu energie electrică, în afară de baterii. Încărcate de un generator. Această soluție ar servi și ca test pentru poluarea cu gazele de eșapament ale motorului diesel și consecințele acestora asupra panourilor fotovoltaice. Acoperișul automotorul poate găzdui 9 module de putere de vârf 1044 W .
Pentru a garanta validitatea testelor experimentale, MSDS a efectuat în prealabil măsurători ale componentelor și ale sistemului complet:
În cei doi ani în care au fost efectuate măsurătorile în funcționare normală, Iunie 2003 la Mai 2005, panourile solare au generat în total 1.017,41 kWh . Ultimul studiu legat de proiect a constat în verificarea fezabilității implementării, în momentul construcției unei mașini, a unui acoperiș acoperit cu celule fotovoltaice, dimensionat grație dezvoltării unui model matematic și simularea efectelor. acoperișul unui tren Pendolino .
Rezultatele au fost bune pentru autoturisme, cu o abatere de doar 5% față de estimările teoretice inițiale. Cauzele acestei diferențe sunt numeroase:
Pentru vagoane de marfă, vagoane și locomotive, rezultatele au fost destul de diferite de performanța așteptată.
Concluziile acestui proiect au condus la concluzia că, în absența unor stimulente puternice precum cele aplicate pentru locuințe, vremurile nu erau încă coapte pentru utilizarea tehnologiei fotovoltaice pe materialul rulant feroviar. Poate că în viitor, odată cu reducerea treptată a costurilor panourilor, vom vedea acoperișurile mașinilor acoperite cu senzori flexibili.
Documentația detaliată despre acest proiect este disponibilă: