Tyska järnvägsområden har 37,6 GW solenergi

Tysklands Fraunhofer ISE har identifierat betydande potential för PV-utbyggnad längs Tysklands järnvägsnät. Den fann att områden inom 2 km från en transformatorstation kunde ta emot upp till 37,6 GW solenergi.

Institutet sa att växelriktare som möjliggör direkt inmatning-till järnvägsnätet kommer att vara nyckeln till att övervinna regelverk och marknadsbarriärer som hittills har begränsat sådana installationer. Resultaten härrör från forskningsprojektet "PV4Rail", finansierat av det federala ministeriet för ekonomi och energi, som strävar efter att integrera PV direkt i landets enfasiga järnvägsnät på 16,7-hertz.

"En betydande del av energibehovet i järnvägsnätet skulle dock kunna täckas av solceller, eftersom potentialen för solcellsområden längs järnvägslinjerna är många gånger högre än mängden energi som krävs i järnvägsnätet", säger Andreas Hensel, projektledare för PV4Rail på Fraunhofer ISE.

Fraunhofer ISE uppskattade en årlig produktionspotential på 32 920 GWh från solsystem nära järnvägsstationer, jämfört med cirka 7 500 GWh elbehov för tågdrift 2023. Potentialen kan vara ännu högre med tanke på de nästan 8 000 km elnät som drivs av den nationella järnvägsoperatören Deutsche Bahn.

Medan Tyskland har testat flera pilotprojekt, har de begränsats av nätkompatibilitet och inverterteknik. Vensys Elektrotechnik GmbH, en partner i projektet, har utvecklat en 2 MW central växelriktare uppdelad i två 1 MW sektioner. En av enheterna, testad på Fraunhofer ISE:s laboratorium, uppnådde 96,6 % effektivitet.

Fraunhofer ISE har också utvecklat styrsystem för nätformande-växelriktardrift, som analyserar anslutningsalternativ baserat på systemstorlek. Solcellssystem upp till 5 MW skulle kunna matas direkt in i luftledningar, medan system upp till 12 MW skulle behöva anslutas via samlingsskenor vid transformatorstationer. Större system, upp till 40 MW, skulle kräva dedikerade transformatorstationer med transformatorer och ställverk för att integreras i 110 kV järnvägsnätet.

Österrike har redan demonstrerat storskalig-solarintegrering i sitt järnvägsnät, med flera system över 10 MW som matar kraft direkt in i nätverket. Fraunhofer noterade dock att nätanslutningsstandarder- skiljer sig åt mellan Österrikes ÖBB och Deutsche Bahn.

På grund av de tekniska och säkerhetsmässiga kraven i Tysklands järnvägsnät kan endast spänningspåverkande växelriktare för närvarande användas. Fraunhofer sa att detta beteende har validerats i simuleringar under PV4Rail-projektet och kan gå vidare till real-implementering i en uppföljningsfas.