Raylı Sistem Araçlarında Enerji Verimliliğinin İyileştirilmesi

Öz

Trafik, fosil artığı yakıtlardan kaynaklanan çevresel sorunlar ve bunlara bağlı ekonomik sorunlar nedeniyle tramvay, hafif raylı sistem ve metro gibi raylı toplu ulaşım sistemlere talep hem ülkemizde hem de tüm dünyada hızla artmaktadır. Raylı toplu taşıma sistemleri büyük güç gerektirdiğinden raylı sistemlerde enerji verimliliği büyük önem taşımaktadır. Tramvay hatlarında tüketilen enerji dağılımları farklılık göstermektedir. Bu nedenle özellikle büyükşehirlerde kullanılan tramvay ve metrolarda elektrik tüketimine neden olan etkenler dikkatle incelenmeli ve raylı ulaşım sistemlerinde enerji verimliliğin iyileştirilmesi ile ilgili yöntemler geliştirilmelidir. Bu çalışmada Samsunda şehir içi toplu taşıma sisteminde hizmet veren SAMULAŞ A.Ş işletmesine ait 2 adet CNR marka tramvay için farklı sürüş stillerini içeren testler yapılmıştır. Test sonuçları, cer gücü ve enerji tüketimi-araç ağırlığı ilişkisi bakımından Concerto Maintenance programı kullanılarak analiz edilmiştir. Benzetim sonuçları önerilen sürüş senaryolarıyla benzer ağırlık değerlerinde yapılan pratik sürüşlere göre %20 oranında enerji tasarrufu elde edildiğini göstermişti. Örneğin, Samsun’da raylı toplu ulaşım sistemleri için yılda ortalama yaklaşık 14 milyon kWh enerji tüketilmektedir. Bu nedenle bu çalışmada elde edilen bulguların şehir içi raylı sistemlerinde enerji tüketiminin azaltılmasına katkıda bulunacağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Raylı Sitemler
• Enerji Verimliliği
• Sürüş Stilleri
• Cer Gücü
• Frenleme

Enhancing Energy Efficiency in Rail System Vehicles

Öz

Over the years, due to traffic, environmental problems associated with fossil fuels and related economic problems, the demand for urban rail transit system such as trams, light rail systems and metro has increasing rapidly not only in our country but also all over the world. Since rail public transportation systems require high power, the energy efficiency of the railway system is of great importance. The energy consumption on tram lines is different. Therefore, the factors affecting electricity consumption of trams and metro, especially in metropolitan cities should be examined carefully and the new methods for enhancing energy efficiency of the rail transportation systems should be developed. In this study, tests including different driving styles were carried out for 2 CNR railway vehicles owned by SAMULAŞ A.Ş., which serve in the urban public transportation system in Samsun. The test results were analyzed in terms of traction power and relationship between energy consumption and vehicle weight using the Concerto Maintenance program. The simulation results showed that 20% energy saving was achieved by using the suggested driving scenarios, compared to practical driving at similar vehicle weight. For example, an average of 14 million kWh of energy is consumed annually for rail public transportation systems in Samsun. For this reason, it is thought that the findings obtained in this study will contribute to the reduction of energy consumption of urban rail systems in Turkey.

Anahtar Kelimeler

• Rail Systems
• Energy Efficiency
• Driving Styles
• Traction Power
• Braking

Kaynakça

1. Elbert R., Friedrich C., Boltze M., Pfohl H. C. 2019. Urban, Freight Transportation Systems. 1st ed., Elsevier.
2. Su S., Tang T., Chen L., B. Liu, (2015). Energy-efficient train control in urban rail transit systems, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 229(4), 446-454.
3. Pan D., Zhao L., Luo Q., Zhang C., Chen Z., (2018). Study on the performance improvement of urban rail transit system, Energy, 161, 1154-1171
4. Mineta N. Y. (1997). Public Transpport: The environment and economic efficiency, Part 2, UITP 52 International Congress, Stuttgart, Germany
5. Açıkbaş S. (2008). Çok hatlı çok araçlı raylı sistemlerde enerji tasarrufuna yönelik sürüş kontrolü,” Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye.
6. Yuan W., Frey H. C. (2020). Potential for metro rail energy savings and emissions reduction via eco-driving, Applied Energy, 268, 114944.
7. Gao Z., Yang L. (2019). Energy-saving operation approaches for urban rail transit systems, Frontiers of Engineering Management, 6, 139–151.
8. Wang J., Ghanem A., Rakha H., Du J., (2021). A rail transit simulation system for multi-modal energy-efficient routing applications, International Journal of Sustainable Transportation, 15(3), 187-202.