Využití netradičních zdrojů energie na železničních tratích
Z hlediska péče o energetickou efektivnost a úsporná opatření lze konstatovat, že jediná čistá energie, je energie nevyrobená, tzn. ušetřená a výroba v místě spotřeby energie s sebou přináší také podstatné snížení ztrát. Cestou komplexního a soustavného studia oborů lidské činnosti, lze v budoucnu dosáhnout nových zdrojů energie či jejich úspor.
Inovační činnost
Pojem inženýrství je odvozen od latinského slova „ingenium“, což v této souvislosti znamená „důvtip“ či „tvůrčí duch“. Opakem inovace je zastarávání a rutina a to bývá také často důvod proč se inovace setkávají s množstvím překážek a někdy také i s velkým odporem. Kreativita pracovníka zabývajícího se inovační činností by měla vyplývat ze schopnosti nacházet vztahy mezi dříve nespojenými zkušenostmi, idejemi či produkty. Vedle obecně známé metody „Brainstormingu“ (systematicky vedená rychlá diskuse mezi experty různého zaměření, s cílem podnítit tvůrčí myšlenky a nová řešení týkající se předem zvoleného problému) existuje také tzv. technika „SCAMPER“, jež může pracovníka inspirovat při tvorbě nového produktu či výrobní technologie. Výsledný stupeň inovační činnosti takového pracovníka, lze definovat od „převzetí poznatku beze změny od jinud“ až ke „zcela novému poznání“.
Ohřev železničních výhybek
V současné době se proti vzniku námrazy a sněhové vrstvě na kluzných plochách pro přestavení jazyků výhybek používá tzv. elektrický a plynový ohřev výměn. Ohřev je v provozu v případě nebezpečí sněžení či námrazy a také když teplota okolí klesne pod 3°C. Z důvodu požadované doby reakce ohřevu na kolejnici, začíná ohřev na 400°C a ustálí se na 40°C. V zimním období lze tato zařízení použít pro ohřívání kluzných stoliček, opornic, závěrů výměn i pohyblivých hrotů srdcovek a přestavníků samovratných výhybek. V evropských zemích bývá elektrický ohřev výhybek (EOV) nasazován v období říjen až březen (celkem 4 368 hod.). Roční provozní doba EOV je proto především závislá na geografickém umístění výhybky a na průběhu teplot v daném zimním období. Cenu roční spotřeby lze vyčíslit v roce 2008 na 19 513Kč a pro cca 4 tisíce koridorových výhybek odhadnout jejich celkovou spotřebu na 35,6GWh/rok. České dráhy jsou největší odběratel elektřiny v ČR a odebrané množství elektřiny je cca 1,4 TWh, tzn. že EOV z ní, dle předchozího výpočtu, spotřebuje přibližně 2,2 – 3,3%. Toto množství odebrané elektrické energie odpovídá finančním nákladům cca 68 až 103 milionům Kč v roce 2008. Pro doplnění přehledu o významu této spotřeby a nákladech je vhodné doplnit, že výroba elektrické energie v ČR byla v roce 2008 cca 83,5TWh a její spotřeba dosahovala přibližně 60,9TWh.
Geotermální ohřev výhybek
V současné době je na území Německa (ŽST Holzminden) a Nizozemí (ŽST Lelystad) v provozu několik zkušebních úseků s netradičním ohřevem výhybek. Tyto systémy geotermálního ohřevu výhybek využívají zemního tepla, jež je získáváno z trubkového systému uloženého v zemi. V případě ohřevu výměn železničních výhybek je požadován malý průřez trubky a to vyžaduje vysokou průtokovou rychlost média. Nejdříve byly využívány systémy s oběhovým čerpadlem, ale lepších výsledků se očekává od novějších systémů bez motoricky pohaněného čerpadla. Toto nové provedení je projektováno z vakuově uzavřené trubky, jež je naplněna plynným médiem (CO2) pod tlakem 40 barů. Zdrojem tepla je zemní teplo o hodnotě přibližně 10°C, jež se získává z hloubky cca 100m. Průměrně se získává cca 50W na jeden metr vyvrtané hloubky. Aby nedocházelo k tepelným ztrátám v povrchové vrstvě zeminy je horních 10m těchto trubek tepelně izolováno. Systémy jsou projektovány jako jedno či více okruhové a celkově lepších výsledků bývá dosahováno v systému bez výměníku.
Výhoda tohoto systému spočívá v tom, že teplota kolejnic je bez řízení trvale udržována nad bodem mrazu. Součásti vyžadují pro ohřev nízkou teplotu při malých tepelných ztrátách. Jako další výhoda je udávána celková bezpečnost takto neřízeného provozu a snížené náklady na údržbu. Tento systém lze použití i tam, kde není dostatečná infrastruktura.
Tento způsob ohřevu lze také aplikovat pro železniční nástupiště, přejezdy a přechody a z toho důvodu také nahradit současné používání písku, drobného štěrku či soli.
Diagnostika pomocí využití Piezoelektrického jevu
Piezoelektrické (podle řeckého slova „piedzó“ - tlačit) snímače tlaku, síly nebo zrychlení jsou založeny na tzv. Piezoelektrickém jevu. Při působení mechanických deformací dochází u některých druhů krystalů (např. SiO2 či BaTiO3) ke vzniku elektrického náboje. V oblasti železničního svršku a spodku lze tyto piezoelektrické snímače použít např. ke zjištění průjezdu vlaku.
Energetické využití Piezoelektrického jevu
Bývá nazýváno jako „Piezoelectric energy harvesting“, „Vibration Harvesting“ či „Movement Harvesting“. Jde o získávání elektrické energie z energie kinetické. Pro využití v oblasti železniční infrastruktury lze navázat na zkušební projekty, jež byly použity pro transformaci energie z lidského pohybu umístěním piezoelektrických generátorů v podlaze či z automobilové dopravy umístěním piezoelektrických generátorů v asfaltové vrstvě silnice.
Využití lidského pohybu
V současné době probíhá zkušební provoz zařízení postavené společností East Japan Railway Company (JR East) v japonském metru. Jde o část podlahy, jež generuje elektřinu pomocí kinetické energie z lidského pohybu a získaná energie je využívána pro vstupní lístkový turniket do podzemní části metra a informační display. Po provedení ročního vyhodnocení systému bylo zjištěno, že při zahájení systém generoval, pro průchod jedné osoby turniketem, cca 1W/s a po sedmi týdnech se ustálil na 0,66W/s. Předpokládá se rozšíření tohoto systému na plochu 25m2 generujícím 1 400kW/den (tzn. 16W/s) zásobujícím energií všechna potřebná zařízení pro obsluhu cestujících.
Využití automobilového provozu
V únoru 2009 proběhl na izraelské Technion, I.I.T. (Israel Institut of Technology) v Haifě experiment, kdy byla elektrická energie vyráběna na zřízeném zkušebním úseku, jež se skládal ze dvou speciálních, rovnoběžných, 10-ti metrových, asfaltových pásů, v nichž byly umístěny každých 300mm piezoelektrické generátory IPEG (Innowatech Piezoelectric Electric Generators), v hloubce 60mm pod povrchem vozovky. Tento zkušební úsek byl pojížděn 17ti tunovým, čtyř nápravovým vozidlem. Po vyhodnocení výsledků bylo definováno, že k výrobě 1 kWh by bylo třeba, aby projelo 1000 vozidel za hodinu, průměrnou rychlostí 72km/h.
Využití železničního provozu
Ze zkušeností ze získávání elektrické energie využitím automobilového provozu je odhadovaný výkon z železniční trati za hodinu, po níž průměrně projede 15 vlaků a každý o 15ti vagónech (900 náprav za hodinu, tzn. zátěž cca 178 mil. t. za rok), cca 150kW. Provozní zatížení na železniční trati v ČR se rozděluje do 6-ti řádů. Nejvíce zatížená, tzn. prvního řádu, je kolej se zatížením nad 47,5 mil. hrt. (tzv. hrubá tuna vzniká přepočtem od osobní a nákladní dopravy a se zahrnutím vlivu rychlosti) a druhého řádu, kde provozní zatížení dosahuje 29,2 – 47,5 mil. hrt. Nejvhodnější umístění zkušebního či provozního zařízení s piezoelektrickými generátory na železniční trati v ČR je na přibližně 20km úseku mezi Prosenicemi a Hranicemi, kde je dle přepočtu předchozích kalkulací možné získat cca 40kWh.
Závěr
Z hlediska snižování závislosti na fosilních palivech bude budoucnost v energetice spočívat ve stále se zvyšující výrobě energie z různých netradičních zdrojů energie. Těchto netradičních či úplně nových zdrojů, popř. úspor energie, může být efektivně dosaženo cestou komplexního a soustavného studia oborů lidské činnosti a podporou inovační činnosti pracovníků nejen v energetickém průmyslu, přičemž tento článek nastínil možnosti aplikace netradičních zdrojů energie do oblasti železniční infrastruktury, kterými se v současné době různá pracoviště po celém světě zabýbají.
Prezentace v *.pdf (konference Promatten, 26.11.2009, Vidly)
Josef Zbořil
Komunikace s adminy BLOGU IDNES aneb dvojmetrovost široce kritizované „Terezy Janků“
Po nedávném přechodu na nové rozhraní BLOGu IDNES mi připadá horší vše kromě přehlednější komunikace s HELPDESKem, kdy je zachycena nejen mnou vnímaná „cenzura“ a „dvojmetrovost“ od 3/2022.Tudíž uveřejňuji pro budoucí sebereflexi.
Josef Zbořil
Stand-up comedy Tyrše: O zpronevěře desítek milionů v SOKOLu
Generovaný, lidsky podobný, text pomocí chatbotu ChatGPT o tom, jak by zakladatel SOKOLa Miroslav Tyrš glosoval zpronevěru desítek milionů v účetnictví.
Josef Zbořil
Recenze knihy Dominika Stroukala „Zvířátkování“
Ekonom Dominik Stroukal je také spoluautorem knížečky Zvířátkování z roku 1998, ve které dle abecedy skládá rýmovačky na zvířátka.
Josef Zbořil
Místo burky pro ženy chtějme zahalovací brýle VR pro muslimy "Halal Vision PBUH"
Brýle virtuální reality "Halal Vision PBUH" by mohl být název produktu nebo služby spojené s muslimskou kulturou a tradicemi, které by skutečně věřící muslimové měli nosit,aby byli věrni, jak svému svědomí, tak i toleranci Západu.
Josef Zbořil
Politické strany nemají možnost plné kontroly voleb - po 10 letech díra z 0,125% na 10%
Politické strany a hnutí mají ze zákona možnost kontroly řádného průběhu voleb pomocí delegování členů do volebních okrskových komisí v ČR. Již v 10/2013 jsem upozorňoval, že v zahraničí volí cca 0,125% voličů bez jejich kontroly.
Další články autora |
Tři roky vězení. Soud Ferimu potvrdil trest za znásilnění, odvolání zamítl
Městský soud v Praze potvrdil tříletý trest bývalému poslanci Dominiku Ferimu. Za znásilnění a...
Moderní lichváři připravují o bydlení dlužníky i jejich příbuzné. Trik je snadný
Premium Potřebujete rychle peníze, pár set tisíc korun a ta nabídka zní lákavě: do 24 hodin máte peníze na...
Studentky rozrušila přednáška psycholožky, tři dívky skončily v nemocnici
Na kutnohorské střední škole zasahovali záchranáři kvůli skupině rozrušených studentek. Dívky...
Takhle se mě dotýkal jen gynekolog. Fanynky PSG si stěžují na obtěžování
Mnoho žen si po úterním fotbalovém utkání mezi PSG a Barcelonou postěžovalo na obtěžování ze strany...
Školu neznaly, myly se v potoce. Živořící děti v Hluboké vysvobodili až strážníci
Otřesný případ odhalili strážníci z Hluboké nad Vltavou na Českobudějovicku. Při jedné z kontrol...
Architektonickou cenu EU získal univerzitní pavilon, blízko byla i ostravská galerie
Studijní pavilon Technické univerzity v německém Braunschweigu se stal vítězem prestižní...
Lidovci navrhli zvýšit slevy na dani na děti, stát to má přes 8 miliard ročně
Zvýšení slev na dani na děti navrhuje KDU-ČSL a hodlá to prosazovat v jednáních s koaličními...
Prezident má absolutní imunitu. Trump zaměstnal Nejvyšší soud, věří v průtahy
Většina členů amerického Nejvyššího soudu se ve čtvrtek zdála být skeptická k argumentu...
Zatkněte propalestinské levicové fašisty, vyzývá demokratický kongresman
Demokratický kongresman Adam Smith označil propalestinské demonstranty za „levicové fašisty“ a...
Jak na rychlou a jednoduchou večeři s rýží?
Díky své všestrannosti se rýže LAGRIS už dlouho stávají nedílnou součástí mnoha pokrmů z celého světa. Bez ohledu na to, zda se používají k...
- Počet článků 280
- Celková karma 14,06
- Průměrná čtenost 1774x
Seznam rubrik
Oblíbené stránky
Oblíbené články
- ESG: PŘÍRODA a SPOLEČNOST jsou vyčerpatelná DATA, ne WIFI zdarma
- Svobodomyslní Češi vs. slouhovští čecháčci
- Cílem je společnost informační ne anti-dezinformační
- Svoboda slova tvoří informované voliče a ti funkční demokracii
- Nejobčanštější,nejdecentralizovanější a nejparticipativnější
- Články pro americko-izraelský Gatestone Institute