传统的城市轨道交通需要复杂而占地空间巨大的接触网或带有高压电的第三轨。接触网支撑杆以及供电电源站,除了需要占用大量的地面空间和大量的费用外,也存在安全隐患。而采用第三轨供电的有轨道路无法与其他城市交通共享路权,功能单一。同时车辆上需要安装受电弓或者集电靴,需要通过摩擦方式进行受流,增加了摩擦损耗的费用。恶劣天气无法运行,环境适应性差,同时因为大量使用高压设备,安全性较低。
近年来快速发展的新能源有轨电车,如超级电容有轨电车、超级电容+动力电池混合动力车等(部分区段架设电网或站点设置充电装置)、燃料电池混合动力有轨电车,均针对传统车辆的上述缺点发展而来。这类新能源有轨电车具有以下优点:
1)美观。混合动力技术因为省去了架空接触网、支撑杆等基础设施,避免破坏城市景观和形象,避免破坏沿街树木和建筑,提高了城市的可观赏性,如图1-3所示。
图1-3 有无架空接触网景观对比
2)应用范围广。随着经济环境和城市环境的发展,城市的空间越来越狭窄,而城市人口越来越多,人居占地面积越来越小。混合动力技术适用于部分城市中心广场或街道既要通行城市有轨电车又不允许设立接触网的区域,如图1-4所示。
图1-4 城市中心无法架设接触网局域(www.xing528.com)
3)避免了杂散电流问题。很多城市存在大量的名胜古迹,而传统的有轨电车需要通过钢轨进行回流.会对周闱的基础设施内部的金属产生慢性的腐蚀,破坏建筑物等内部构造。而混合动力技术能够很好地避免此缺陷。
4)损耗更低。混合动力车辆的供电系统和负载之间无直接的电气连接,不会产生火花,不必担心触电和短路,没有机械磨损和摩擦,电气的可靠性和安全性得到了极大地提高,设备易维护易管理。而传统的车辆需要安装受电弓或集电靴,需要通过摩擦受流。
5)节能效率高。采用的储能部件具有较高的充放电效率,可有效吸收车辆频繁制动的能量,降低车辆运行能耗,提升车辆运行效率。
6)环境适应性强。传统的架空接触网等基础设施易受大风、暴雪、暴雨等恶劣天气的影响,而无受电弓电能传输技术因为其独特的优点不受此类天气的影响。
7)舒适性好。传统的方式需要安装主断路器等高压设备,其频繁动作产生很大的噪声,而混合动力车辆避免了此类部件的使用,因此其噪声水平更低,舒适度更高。
8)安全性好。混合动力车辆尽量避免使用架空接触网和高压设备,无外界的高压接口,电气两端可完全封闭系统,各部分之间可真正实现完全电气绝缘,可以确保系统的水密性和气密性,系统更改安全。
9)智能化高。混合动力车辆无需机械插拨动作,可以实现真正的无人化管理,适用于无人区域、环境恶劣区域以及一些需要全自动智能工作的场合。
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