EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO (CON MIGLIORAMENTO DELLA QUALITA’ DEI SERVIZI AL PUBBLICO) Promotori : RFT, EST (Elettrifer, Sice, Tesifer), SIRTI, Resiltech, UniFi Dsi Relatore : Ing. Durazzani Simone

Situazione Attuale Linea Tipo EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO TRENI VIAGGIATORI LEGGERI Consumo energia media in pianura Circa 5 KWh/Km 1 LINEA Lunghezza media 80 km Numero stazioni 15 Traffico 30 treni/giorno Impianti fissi 150KWh a stazione CONSUMO ANNUO Trazione ≈ KWh Impianti fissi ≈ KWh Per un totale ≈ KWh CO 2 immessa nell’ambiente con elettricità prodotta da centrali termoelettriche Circa 2000 ton./anno Rendimento energetico complessivo dalla centrale al treno circa 30%.

Progetto A - Utilizzazione energie rinnovabili disponibili lungo la linea ferroviaria 2 B - Riduzione consumi con interventi tecnologici agli impianti di terra e di bordo C - Realizzazione di un sistema energetico integrato ferrovia/rete pubblica EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

A – Utilizzazione energie rinnovabili disponibili lungo la linea ferroviaria Analisi delle disponibilità : Fotovoltaico Biomasse Eolico Geotermia Ecc. Dimensionamento degli impianti in funzione delle esigenze ferroviarie ed eventuali ulteriori esigenze. 3 Generazione energia con impianti distribuiti : In generale : - bassa potenza in corrispondenza della stazione. - alta potenza in corrispondenza della SSE. - utilizzazioni di impianti esistenti come depositi, magazzini per generazione concentrata. Integrazione Terra – Bordo Regolazione - Incroci - Precedenze Con sistemi tecnologici che collegano il regolatore della circolazione con il macchinista EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

B – Riduzione consumi con interventi tecnologici agli impianti di terra e di bordo Impianti di bordo - Generazione energia in fase di frenatura - Scambio di energia treno – treno 4 Impianti di terra - Per trazione Sezione ottimale linea di contatto Impianti di accumulo energia elettrica in corrispondenza della stazione - Per l’infrastruttura di stazione Gestione intelligente: Illuminazione Riscaldamento deviatoi EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

C – Realizzazione di un sistema energetico integrato ferroviaria/rete pubblica 5 L’architettura del sistema è costituito da : - Isole - Rete - Sistema di comando e controllo energie Le Isole possono essere classificate di generazione e di utilizzazione, collegate fra di loro tramite una rete elettrica di media tensione interconnessa con la rete pubblica. La Rete, costituita dall’insieme delle Isole, è gestita mediante un sistema di comando e controllo. EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

6

7 Le isole sono rappresentate da singoli impianti ferroviari: - Stazioni - Sottostazioni elettriche - Depositi - Linea Dove verrà generata energia elettrica con: - Fotovoltaico utilizzando pensiline, parcheggi, depositi, etc - Biomasse, nelle vicinanze della SSE - Eolico, geotermico, idraulico nelle vicinanze della linea nei luoghi dove la risorsa è disponibile - Recupero energia cinematica dai treni - Reti in corrispondenza della stazione ISOLE EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

- Collega gli impianti di generazione delle isole ad una linea elettrica in media tensione (sistema collaborativo fra le stazioni). - Interconnette la linea MT ferroviaria con la rete elettrica pubblica in corrispondenza delle SSE. 8 L’energia può essere scambiata tra rete pubblica e rete ferroviaria in corrispondenza di ogni: - Stazione - SSE RETE EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

Il complesso degli utilizzatori - Impianti di stazioni - Impianti di manutenzione - Treni sarà alimentato dal complesso di generatori attraverso una rete intelligente gestita da un posto centrale di comando/controllo dell’energia. 9 SISTEMA DI COMANDO E CONTROLLO ENERGIE Il posto centrale CCE acquisirà informazioni del sistema di comando centralizzato del traffico CTC per la regolazione ottimale della marcia dei treni ai fini energetici. I collegamenti tra il treno ed il CTC saranno gestiti dalla rete GSM. La posizione del treno sarà rilevata dagli impianti CTC e dal sistema GPS. EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

Esempio di grafico orario 10 Analisi carichi elettrici 1 – Treni (energia per la trazione) I carichi elettrici si ricavano dall’orario ferroviario e dalle caratteristiche dei treni. EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

impianti ferroviari segnalamento TLC (telecomunicazioni) illuminazione per la manutenzione RED (riscaldamento elettrico deviatoi) - impiantistica civile illuminazione riscaldamento climatizazione 2 – Impianti fissi EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

Il processo di recupero energia derivato dal moto del treno si distingue in tre casi : In pianura 12 Processo di recupero energia energia recuperata EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

In discesa 13 energia recuperata EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

In salita 14 energia recuperata EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

15 Principio di funzionamento del sistema con fotovoltaico e biomasse Grafico dell’energia elettrica necessaria per il funzionamento degli impianti ferroviari con inserimento delle energie rinnovabili. Grazie agli interventi di risparmio energetico, l’eccesso di energia potrà essere utilizzato per usi pubblici. Giorni (KWhx10 ) CONSUMO FUTURO CONSUMO ATTUALE 3 FOTOVOLTAICO BIOMASSE IN PRIMA FASE energia recuperata EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

16 Problematiche : essendo gli impianti dimensionati per il carico massimo, dato il funzionamento parziale del sistema ferroviario, si rende disponibile una quantità di energia elettrica e termica in eccesso. Per ogni KWh di energia elettrica sono disponibili circa 2 KWh di energia termica. Uno degli obiettivi del progetto è l’utilizzazione ottimale di tale energia se possibile per il riscaldamento civile o altrimenti per utilizzo agricolo o sociale. EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

CARICHI FERROVIARI (carichi critici): ·SEGNALAMENTO E TLC. ·ILLUMINAZIONE, suddivise fra impianti per l’esercizio ed impianti per il pubblico. ·FORZA MOTRICE, per il riscaldamento dei deviatoi. ·POMPE DI CALORE, per la climatizzazione dei locali di stazione con impianti geotermici. ·LINEA, per alimentare PL e fabbricati. CARICHI NON FERROVIARI (carichi non critici): ·ILLUMINAZIONE PUBBLICA, vie e piazze ·CAR SHARING, ricarica auto elettriche 17 Possibili utilizzazioni energia prodotta Architettura di stazione senza SSE EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

CARICHI FERROVIARI: Analoghi ai precedenti CARICHI NON FERROVIARI: Analoghi ai precedenti con l’aggiunta di · RISCALDAMENTO per uso civile o agricolo (carico non critico) 18 Architettura di stazione con SSE EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

19 Sistema costi/ricavi EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

Miglioramento servizi al pubblico : - Illuminazione a led - aree climatizzate per passeggeri 20 EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

Promotori : RFT Mette a disposizione : - impianti fissi per la sperimentazione tratta Bibbiena-Stia - treni con generazione energia in frenatura - dati reali impianti EST Sistemista, progettista e installatore impiantistica SIRTI Sviluppa impianti elettrici di stazione RESILTHEC Hardware ed integrazione hardware-software UNIFI DSI Sviluppo e verifica software Smart-grid 21 Partner (attuali) : KNOOR-BREMSE Sistemi di bordo UNIPI Integrazione SSB-SST UNIFI (Fondazione della ricerca e innovazione) Ambiente e risorse energetiche EFFICIENZA ENERGETICA PER RETI REGIONALI A SCARSO TRAFFICO

THINK RAIL THINK TUSCANY