Resumen

Un sistema de transporte fiable es esencial para el desarrollo de una comunidad. Especialmente en el transporte urbano, el transporte ferroviario es una forma más rápida y cómoda de viajar para los viajeros. Estos beneficios pueden valorarse aún más cuando el sistema de transporte ferroviario es de cero emisiones. Los trenes eléctricos pueden considerarse un método de transporte con cero emisiones. Sin embargo, un sistema de transporte ferroviario funciona con cero emisiones netas cuando la electricidad se genera a partir de fuentes con cero emisiones. Ya se han integrado sistemas fotovoltaicos en estaciones de ferrocarril y terrenos sobrantes propiedad de los ferrocarriles para conseguir emisiones netas cero. Además, se han propuesto conceptos de redes de corriente continua de media tensión y microrredes para incorporar más fuentes de energía renovables a los sistemas de electrificación ferroviaria. Sin embargo, la energía generada por estos sistemas no es suficiente para conseguir emisiones netas cero, ya que los requisitos energéticos de un sistema de electrificación ferroviaria urbana son elevados. En consecuencia, este artículo investiga la posibilidad de implantar un sistema fotovoltaico a lo largo de las vías férreas para satisfacer las demandas energéticas de un sistema de electrificación de ferrocarriles urbanos, de modo que se puedan conseguir emisiones netas nulas. Otras ventajas significativas del sistema fotovoltaico propuesto son las menores pérdidas en el alimentador debido a los sistemas fotovoltaicos distribuidos integrados en el sistema de electrificación ferroviaria, las menores pérdidas de conversión debido a la integración directa del sistema fotovoltaico en el sistema de electrificación ferroviaria y la no necesidad de espacio adicional para instalar el sistema fotovoltaico. En este trabajo, se propone un algoritmo de dimensionamiento de la capacidad del sistema fotovoltaico teniendo en cuenta un sistema de electrificación ferroviaria, el horario diario de los trenes y los datos meteorológicos fotovoltaicos históricos. Este algoritmo de dimensionamiento de la capacidad del sistema fotovoltaico propuesto se evaluó considerando una sección de la red ferroviaria urbana de Sri Lanka y datos meteorológicos fotovoltaicos de tres años, 2017-2020. Los resultados indicaron que el potencial de generación fotovoltaica mediante la instalación de sistemas fotovoltaicos a lo largo de una vía férrea es mucho mayor que el requisito, y es posible satisfacer las opciones de programación de trenes requeridas con un dimensionamiento adecuado. Además, en el análisis de tres años, es posible conseguir el 90% de la energía necesaria para el sistema de electrificación ferroviaria con métodos eficaces de programación de trenes.

• Materias:Energía solar Termodinámica Energía limpia Biofotónica Efecto fotoeléctrico
• Subjects:Solar energy Thermodynamics Clean energy Biophotonics Photoelectric effect
• Palabras claves:sistema de electrificación ferroviaria, sistema fotovoltaico, sistema de electrificación ferroviaria urbana, emisiones, capacidad del sistema fotovoltaico, sistema de transporte ferroviario, sistemas fotovoltaicos, métodos eficaces de programación de trenes, datos históricos meteorológicos fotovoltaicos, otras ventajas significativas
• Keywords:railway electrification system, photovoltaic system, urban railway electrification system, emissions, photovoltaic system capacity, rail transportation system, photovoltaic systems, effective train scheduling methods, historical photovoltaic weather data, other significant advantages