Оцінювання потенціалу впровадження альтернативних джерел енергії для залізничної автоматики в Україні

Анотація

У статті розглянуто актуальну науково-прикладну задачу підвищення стійкості електропостачання об’єктів залізничної  автоматики України в умовах воєнних дій, техногенних загроз і системних порушень роботи централізованої  енергосистеми. Показано, що традиційна модель гарантованого електропостачання пристроїв сигналізації, централізації  та блокування (СЦБ), побудована на двопроменевому живленні від зовнішніх мереж із резервуванням дизель-генераторними агрегатами, формально відповідає вимогам І категорії надійності, однак на практиці виявляє обмежену  здатність щодо функціонування в умовах тривалих масових відключень електроенергії та порушення логістики пального.
Обґрунтовано необхідність переходу від парадигми надійності до парадигми стійкості (resilience), яка передбачає  здатність об’єктів СЦБ зберігати працездатність в автономному режимі протягом тривалого часу та швидко відновлювати  функціонування після зовнішніх впливів. Як основний інструмент такого переходу розглянуто впровадження  децентралізованих гібридних систем енергозабезпечення на основі відновлюваних джерел енергії з використанням  фотоелектричних станцій, малих вітроенергетичних установок і систем накопичення енергії.
Проаналізовано розрахункові електричні навантаження постів електричної централізації, визначено характер базових і  пікових режимів споживання, а також обґрунтовано вимоги щодо потужності інверторного обладнання та ємності  акумуляторних батарей для забезпечення автономної роботи протягом не менше 48 годин. Оцінено сонячний і вітровий  енергетичний потенціал України з урахуванням регіональних і сезонних особливостей, що дало змогу сформувати  диференційовані рекомендації щодо конфігурації гібридних систем для різних кліматичних зон.
Показано доцільність використання двосторонніх фотоелектричних модулів на основі технології N-type TOPCon із  ґонтовою архітектурою з’єднання елементів, які забезпечують підвищену ефективність у зимовий період, кращу роботу  за умов слабкого освітлення та підвищену стійкість до вібраційних навантажень, характерних для залізничної  інфраструктури. Запропонована методика дає змогу підвищити енергетичну автономність об’єктів СЦБ, знизити  експлуатаційні витрати і забезпечити додатковий екологічний ефект за рахунок скорочення викидів вуглекислого газу.