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Impiego di dispositivi di accumulo a supercondensatori per sistemi di trasporto a guida vincolata in ambito urbano: un algoritmo di controllo a massimo recupero energetico

Informazioni tesi

  Autore: Marco Di Cecca
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2010-11
  Università: Università degli Studi di Napoli - Federico II
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria dell'automazione
  Relatore: Diego Iannuzzi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 123

In considerazione delle sempre crescenti problematiche connesse all’uso dell’energia nei sistemi di trasporto collettivo elettrificato, a seguito dell’incremento della domanda della trazione ecosostenibile nei centri urbani, il lavoro di tesi presenta una soluzione ingegneristica atta a migliorare l’efficienza energetica di un sistema di trazione a guida vincolata. In particolare è stato proposto l’impiego di un sistema di accumulo elettrico a bordo con tecnologia a supercondensatori.
Il lavoro di tesi presenta un algoritmo di controllo integrato con l’azionamento di propulsione per la gestione ottimizzata in real-time dei flussi di potenza tra il sistema di accumulo e il power train durante le diverse condizioni di marcia del vincolo. Obiettivo del controllo è la massimizzazione del recupero energetico a bordo durante le fasi di frenatura elettrica dei motori, oltre che a migliorare i profili di tensione della linea di contatto e la qualità dell’alimentazione riducendo al minimo l’intervento sugli impianti esistenti.
Dopo uno studio descrittivo delle principali configurazioni topologiche delle linee di contatto, delle configurazioni delle reti di alimentazione e dei principali elementi costitutivi un impianto di trasporto elettrificato urbano, si è considerato il caso studio della linea B della metropolitana di Roma. Sulla base dei dati forniti da MetroRoma, sono
state simulate diverse condizioni di esercizio della rete analizzando gli andamenti delle tensioni e delle correnti sia con il sistema di accumulo che in assenza. Il lavoro di tesi è stato completato, inoltre, con una parte sperimentale, avvenuta in sala macchine del DIEL, dove sono state effettuate diverse prove su un banco, dimostrando l’efficacia della strategia di controllo proposta.

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Capitolo 1 Soluzioni innovative per la trazione elettrica a guida vincolata In questo capitolo si analizzano le principali caratteristiche della trazione elettrica a guida vincolata, le sue potenzialità e le tecnologie per un uso efficiente ed efficace del- le risorse energetiche. Partendo dall’analisi delle tecnologie esistenti, si analizzano le problematiche energetiche ambientali, proponendo nuove soluzioni tecnologiche non in- vasive per adeguare le linee tranviarie alle crescenti esigenze di mobilità. In particola- re, si considera l’impiego di sistemi di accumulo a supercondensatori, per il recupero energetico a bordo dei veicoli durante le fasi di frenatura elettrica. 1.1 Sistemi di trasporto a guida vincolata La rete di trasporto è generalmente progettata in maniera da offrire agli utenti, special- mente all’interno dei centri urbani, una molteplice scelta di stazioni, spesso site nei pressi di punti di grande transito nonché in vicinanza di connessioni con altri mezzi e reti di trasporto (autobus, tram, stazioni ferroviarie, funicolari). Le “sopraelevate”, cioè metropolitane il cui tracciato corre quasi per intero su di un viadotto, sono state assai popolari nella prima metà del XX secolo ma, con il passare degli anni, si è preferito investire nella costruzione di reti sotterranee. Negli ultimi anni in alcune città si è assistito al riutilizzo di questo tipo di tecnologia costruttiva: è il caso della 1

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Parole chiave

controllo
dispositivi di accumulo
efficienza energetica
energy saving
metropolitana
metroroma
risparmio energetico
sistema tranviario
sistemi di trasporto a guida vincolata
sistemi per il recupero energetico
supercapacitori
tranvia
trasporto elettrificato
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