Regenerativ bremsing

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Regenerativ bremsing er en metode for å bremse, altså redusere farten til et kjøretøy, slik at kinetisk energi som ellers ville gå tapt som varme, blir gjenvunnet. Energien, som i utgangspunktet var mekanisk, kan omdannes til en annen form for mekanisk energi - vanligvis i et svinghjul som senere kan bremses regenerativt slik at dets energi benyttes til å akselerere kjøretøyet. Men normalt blir energien omdannet til elektrisk energi, som det er lettere å kontrollere, lagre og benytte igjen.

En vanlig elektromotor kan også brukes som generator: Hvis dens drivaksling blir dreid rundt av en mekanisk kraft utenfra, kan man koble fra strømforsyningen og istedet hente ut elektrisk kraft fra motoren, som nå er en generator. Dette ble oppdaget av elektroteknikk-pionerene på 1800-tallet.

[rediger] Regenerativ bremsing i biler

I elektriske biler er det i prinsippet enkelt å utnytte den genererte energien: Den sendes tilbake til bilens batterier, som da opplades. Men kondensatorer, som fungerer omtrent som oppladbare batterier, er mer effektive og mindre problematiske.[1]

Fra 2009 vil regenerativ bremsing bli benyttet i Formel 1.[2]

[rediger] Regenerativ bremsing i tog

I jernbanetog, som får energien fra en kjøreledning tilknyttet et kraftnett, er det mer komplisert. Det er vanlig at togene ikke prøver å ta vare på strømmen de genererer, men simpelthen kaster den bort i elektriske motstander - sterke elektriske ovner på toppen av lokomotivet. Dette kalles dynamisk bremsing: Man er ikke interessert i energiøkonomisering, bare i å redusere den vedlikeholdskrevende slitasjen på bremsene: Det er bedre å kaste bort energien enn å bruke den til å ødelegge dyre bremser.

Et tog med regenerativ bremsing har behov for å sende generert strøm inn i kjørelinjen, slik at den kan brukes av andre tog på det samme strømnettet. Hvis det dreier seg om likestrøm, er det ikke så vanskelig å generere likestrøm med en litt høyere spenning enn kjørelinjens, slik at strømmen går tilbake til linjen. Hvis det derimot dreier seg om vekselstrøm, blir det mer komplisert. Da må togets bremsende motorer sørge for å generere med en spenning, frekvens og fase som passer til kjørelinjens tilsvarende verdier.

Men der er enda en betingelse som må være oppfylt for at regenerativ bremsing skal kunne virke: Noe må ta imot energien. På linjenettet må det være andre tog som bruker så mye energi, eller transformatoranlegget for kjørelinjen må kunne sende energien inn på det vanlige kraftnettet. Det siste er en komplisert prosess, fordi jernbanen tradisjonelt bruker en helt spesiell vekselstrømfrekvens: 16 2/3 Hz i stedet for det vanlige kraftnettets 50 Hz. Hvis det blir for komplisert å sende energien tilbake gjennom en slik transformasjon, og hvis en transformatorstasjon forsyner endel tog, kan et rimelig kompromiss være å la den ha varmeelementer for usannsynlige overskudd, eller å la togene bruke sine friksjonsbremser. Dette må de jo likevel ha i tilfelle kjørelinjebrudd, samt for hurtig og fullstendig stopp, og for å holde toget i ro.

Hybridlokomotiver (for både batteridrift og dieseldrift) tar vare på energien fra regenerativ bremsing på en enklere måte: De har akkumulatorer som lades opp under bremsingen, og så kan lokomotivet kjøre på batterier i tillegg til dieselmotor. Green Goat Pdf-fil om japansk hybridtog

Hvis konvensjonell jernbane ikke er i stand til å bruke regenerativ bremsing med tilbakesending til strømnettet, vil nok nye alternativer som énskinnebanen bli konstruert for å benytte prinsippet.

[rediger] Hvor mye energi kan spares?

Nøyaktighet: Denne artikkelens faglige presisjon er omstridt, eller den kan inneholde faktafeil. Se diskusjonssiden for detaljer.

Normalt kan kanskje 1/3 av energien gjenvinnes ved regenerativ bremsing med batteridrift; de tapte 2/3 blir stort sett til varme. Gjenvinningsgraden avhenger av faktorer som batteriets tilstand og ladningsprosessens effektivitet. For jernbanedrift, hvor energien kan overføres direkte til andre tog, regnes det med en effektivitet på 60 %[3], potensielt opptil 91 %.[4] Men selv om gjenvinningsgraden er høy, kan ikke selve bremseeffekten bli sterk dersom bare en liten del av togets hjul er motordrevet og følgelig potensielt regenerativt bremsende.