ใกล้เคียง
แผงกั้น 48 แผงที่ติดตั้งระหว่างรางรถไฟจะเปลี่ยนเส้นทางรถไฟให้กลายเป็นห้องทดลอง โดยจะมีการวัดประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และผลกระทบต่อรถไฟในสวิตเซอร์แลนด์ไปจนถึงปี 2028
พื้นที่ระหว่างรางรถไฟสองราง ซึ่งจำเป็นต่อการสัญจรของรถไฟแต่โดยปกติแล้วไม่ได้ใช้ประโยชน์อะไร สามารถนำมาใช้เป็นพื้นผิวสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าได้ กลุ่ม SNCF ได้เริ่มต้นความร่วมมือกับบริษัทสตาร์ทอัพจากสวิตเซอร์แลนด์ ซัน-เวย์ เพื่อศึกษาการใช้งานแผงโซลาร์เซลล์แบบถอดได้ตามแนวรางรถไฟที่กำลังใช้งานอยู่ ซึ่งการผลิตพลังงานต้องดำเนินไปพร้อมกับข้อจำกัดด้านความปลอดภัย การตรวจสอบ และการทำงานบนโครงสร้างส่วนบนของรางรถไฟ
แท่นทดสอบตั้งอยู่ที่ บัตต์ในเขตปกครองเนอชาเตล ซึ่งมีโรงงานทดลองที่ประกอบด้วย โมดูลขนาด 380 วัตต์ จำนวน 48 โมดูลแผงโซลาร์เซลล์เหล่านี้กินพื้นที่รางยาวหนึ่งร้อยเมตร และผลิตพลังงานรวมได้ประมาณ กำลังสูงสุด 18 กิโลวัตต์การทดสอบจะดำเนินต่อไปจนถึงเดือนเมษายน 2028 โดยจะให้ข้อมูลแก่ SNCF เกี่ยวกับพฤติกรรมของเทคโนโลยีที่นำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ในโครงสร้างพื้นฐานที่มีการควบคุมและใช้งานหนักที่สุดแห่งหนึ่งในระบบขนส่ง
การทดสอบนี้เกี่ยวข้องกับแผนกเทคโนโลยี นวัตกรรม และโครงการกลุ่ม รวมถึงทีมงานต่างๆ โดยเฉพาะ วิจัย SNCFได้รับการร้องขอให้ตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ระหว่างระบบและการดำเนินงานทางรถไฟตามปกติ การแสดงให้เห็นว่าแผงควบคุมสามารถสร้างพลังงานระหว่างรางได้นั้นยังไม่เพียงพอ จะต้องพิจารณาด้วยว่าแผงควบคุมนั้นสามารถคงอยู่ได้โดยไม่ขัดขวางการวัดระยะห่างระหว่างราง การตรวจสอบเส้นทาง การปรับแต่งราง การเจียรราง หรือขั้นตอนที่จำเป็นหลังจากเกิดข้อผิดพลาดหรือไม่
การกลับด้านได้ช่วยให้สามารถถอดรางออกได้อย่างรวดเร็ว
หัวใจสำคัญของวิธีแก้ปัญหาคือ การถอดออกด้วยกลไกแผงโซลาร์เซลล์ถูกติดตั้งระหว่างรางโดยใช้ระบบที่ได้รับการจดสิทธิบัตร และสามารถถอดออกได้เมื่อจำเป็นต้องบำรุงรักษาครั้งใหญ่ ความสามารถในการถอดประกอบได้นี้ทำให้โครงการนี้แตกต่างจากระบบโซลาร์เซลล์แบบดั้งเดิม ซึ่งออกแบบมาให้ยึดติดกับโครงสร้างเดิมเป็นเวลาหลายสิบปี และสอดคล้องกับหลักการที่ไม่สามารถต่อรองได้ นั่นคือ การผลิตไฟฟ้าต้องปรับตัวให้เข้ากับทางรถไฟ ไม่ใช่ในทางกลับกัน
บริษัท Sun-Ways ได้เริ่มพัฒนาระบบนี้มาตั้งแต่ปี 2021 และวางแผนที่จะทำให้กระบวนการติดตั้งและถอดออกเป็นไปในระดับอุตสาหกรรมโดยใช้เครื่องจักรแบบรางเฉพาะ เป้าหมายที่ระบุไว้คือการติดตั้งให้ได้มากถึง... 1.000 ตารางเมตรของโมดูลต่อวันซึ่งจะช่วยลดความจำเป็นในการใช้แรงงานคนตามรางรถไฟ การกำหนดมาตรฐานกระบวนการนี้จะเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจว่าแนวคิดนี้สามารถขยายผลไปไกลกว่าระดับการสาธิตได้หรือไม่ เพราะในระบบรถไฟ เวลาการใช้งานราง ความพร้อมของพนักงาน และช่วงเวลาการบำรุงรักษา ล้วนส่งผลกระทบโดยตรงต่อต้นทุนของระบบ
แผงที่ใช้มีขนาดใกล้เคียงกับ 1.000 x 1.700 มิลลิเมตร และสามารถปรับให้เข้ากับขนาดรางได้ ระบบกันสะเทือนจะออกแรงกดบนรางเพื่อรักษาเสถียรภาพของระบบทั้งหมด บริษัทซัน-เวย์รายงานว่า การประเมินทางเทคนิคได้ประเมินพฤติกรรมของระบบกับรถไฟที่มีขนาดรางสูงสุดถึง 150 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และมีลมแรงถึง 240 กิโลเมตรต่อชั่วโมง อย่างไรก็ตาม ในส่วนของเส้นทางบัตต์ ความเร็วสูงสุดอยู่ที่ 70 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ดังนั้น ข้อมูลจากต้นแบบจึงยังไม่ถือเป็นการยืนยันการใช้งานจริงบนเส้นทางรถไฟที่เร็วที่สุดของฝรั่งเศส
การวางในแนวนอนยังทำให้เซลล์สัมผัสกับฝุ่นละออง เศษโลหะ น้ำ หิมะ และวัสดุที่กระเด็นขึ้นมาจากรถไฟ ด้วยเหตุนี้ การทดสอบจึงวัดทั้ง... การผลิตจริง และการสะสมของสิ่งสกปรก บริษัทสตาร์ทอัพแห่งนี้มองเห็นโอกาสในการทำความสะอาดแบบอัตโนมัติโดยใช้แปรงทรงกระบอกที่ติดตั้งอยู่บนชุดอุปกรณ์บริการ แต่ความถี่ ประสิทธิภาพ และต้นทุนของการดำเนินการนี้จะต้องได้รับการตรวจสอบภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน
แสงสะท้อน การตรวจสอบ และสิ่งสกปรกที่อยู่ภายใต้การสังเกต
ในบรรดาพารามิเตอร์ที่ได้รับการตรวจสอบนั้น ยังมีพารามิเตอร์อื่นๆ อีกด้วยอับบาเกลียเมนโตโมดูล "สีดำสนิท" ได้รับการเคลือบสารป้องกันแสงสะท้อน และการติดตั้งในอนาคตจะต้องมีการวิเคราะห์แสงสะท้อนอย่างละเอียด การทดสอบนี้ไม่ได้เกี่ยวข้องเฉพาะกับพนักงานขับรถไฟเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสัญญาณ กล้อง ระบบตรวจสอบ และบุคลากรที่ทำงานตามแนวเส้นทางรถไฟด้วย ซึ่งต้องสามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนตลอดเวลา
การวิ่งผ่านของรถไฟซ้ำๆ ก่อให้เกิดการสั่นสะเทือน การเปลี่ยนแปลงความดัน และแรงทางอากาศพลศาสตร์ ซึ่งไม่ส่งผลกระทบต่อหลังคาหรือแผงโซลาร์เซลล์ในระดับเดียวกัน นอกจากนี้ยังมีการขยายตัวเนื่องจากความร้อน การระบายน้ำ และความจำเป็นในการหลีกเลี่ยงชิ้นส่วนที่อาจรบกวนวงจรราง เซ็นเซอร์ และระบบส่งสัญญาณ ดังนั้นระยะเวลาทดสอบสามปีจึงมีไว้เพื่อสังเกตพฤติกรรมโดยรวมเมื่อเวลาผ่านไป ไม่ใช่เพียงแค่ความทนทานของสิ่งติดตั้งที่เพิ่งเสร็จสมบูรณ์เท่านั้น
แม้แต่หิมะก็ไม่ใช่ปัจจัยรอง แผงโซลาร์เซลล์แนวนอนอาจถูกปกคลุมด้วยหิมะได้นานกว่าแผงที่เอียง ทำให้การผลิตในฤดูหนาวลดลง ซึ่งการผลิตในฤดูหนาวก็ถูกจำกัดอยู่แล้วจากปริมาณรังสีแสงอาทิตย์ที่ต่ำกว่า ดังนั้น ข้อได้เปรียบทางภูมิศาสตร์ของแผงโซลาร์เซลล์จึงต้องถูกชั่งน้ำหนักกับผลผลิตที่อาจต่ำกว่าเมื่อเทียบกับระบบที่วางแนวและเอียงอย่างเหมาะสม ความสามารถในการแข่งขันจะถูกกำหนดโดยปริมาณกิโลวัตต์ชั่วโมงที่ผลิตได้ตลอดอายุการใช้งานทั้งหมด พร้อมกับต้นทุนในการติดตั้ง การถอด การทำความสะอาด การตรวจสอบ และการเปลี่ยนใหม่
บริษัท Sun-Ways ระบุว่าสำหรับขั้นตอนการพัฒนาในปัจจุบัน ต้นทุนเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ... 0,10 ฟรังก์สวิสต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงมูลค่าทางธุรกิจนั้นยังคงผูกติดอยู่กับสมมติฐานทางเทคนิคและเศรษฐกิจของโครงการ ไม่ใช่ผลลัพธ์โดยรวมของเครือข่ายเชิงพาณิชย์ การทดลองที่บัตต์สจะแสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่แท้จริงของการไม่พร้อมใช้งาน การบำรุงรักษา และการสูญเสียประสิทธิภาพ และว่าการติดตั้งด้วยเครื่องจักรจะสามารถชดเชยความซับซ้อนของสภาพแวดล้อมทางรถไฟได้หรือไม่
ไฟฟ้าสามารถนำไปใช้กับสัญญาณ สถานี และระบบขับเคลื่อนได้
พลังงานที่ผลิตได้สามารถส่งไปได้สามทาง ทางแรกคือการจ่ายไฟให้กับผู้ใช้ระบบรางไฟฟ้าแรงดันต่ำ เช่น สวิตช์ สัญญาณ และสถานีประการที่สองคือการส่งกระแสไฟฟ้าเข้าสู่ระบบจำหน่ายไฟฟ้าในท้องถิ่น ประการที่สามซึ่งมีความทะเยอทะยานมากกว่า มีเป้าหมายที่จะส่งกระแสไฟฟ้าไปยังระบบสายส่งไฟฟ้าสำหรับรถไฟโดยใช้สถานีไฟฟ้าย่อยที่มีอยู่แล้ว และลดความจำเป็นในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานการแปลงไฟฟ้าบนฝั่งใหม่
การเลือกใช้ระบบขึ้นอยู่กับลักษณะของเส้นทาง ระยะห่างระหว่างผู้ใช้งาน และความเข้ากันได้ระหว่างการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์แบบไม่ต่อเนื่องกับความต้องการใช้ไฟฟ้าของทางรถไฟ ระบบกระจายตัวตามแนวรางรถไฟสามารถลดความต้องการพื้นที่เพิ่มเติมได้ แต่ต้องมีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า อุปกรณ์ป้องกัน และอุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่อซ้ำๆ ดังนั้นจึงต้องชั่งน้ำหนักข้อดีของพื้นที่ที่สร้างขึ้นกับต้นทุนในการรวบรวมพลังงานที่ผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์ที่จัดเรียงเป็นเส้นตรง
จากการประมาณการของ Sun-Ways แผงโซลาร์เซลล์ขนาด 400 วัตต์ ยาวหนึ่งกิโลเมตร สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ประมาณ 200 เมกะวัตต์ชั่วโมงต่อปีบริษัทเปรียบเทียบปริมาณการใช้ไฟฟ้าดังกล่าวกับการใช้ไฟฟ้าของ 60 ครอบครัว สตาร์ทอัพแห่งนี้ประเมินศักยภาพทางทฤษฎีของโครงข่ายไฟฟ้าของสวิตเซอร์แลนด์ไว้ที่ 1 เทราวัตต์-ชั่วโมงต่อปี ซึ่งเทียบเท่ากับประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ของไฟฟ้าที่ใช้โดยระบบขนส่งสาธารณะ การคาดการณ์เหล่านี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่ามีพื้นที่ครอบคลุมมากกว่าโครงการสาธิตในปัจจุบันมาก และจะต้องปรับขนาดตามพื้นที่ที่มีอยู่จริง ร่มเงา รูปทรงของรางรถไฟ และความต้องการในการดำเนินงาน
อย่างไรก็ตาม ตลาดที่มีศักยภาพนั้นเกิดขึ้นจากขนาดโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ: โครงการซันเวย์ดึงดูดผู้คนมากกว่า ทางรถไฟยุโรปมีความยาว 260.000 กิโลเมตร และมากกว่าหนึ่งล้านทั่วโลก แต่จะมีเพียงบางส่วนเท่านั้นที่ถือว่าเหมาะสม อุโมงค์ ทางโค้ง สถานี ทางสับเปลี่ยน พืชพรรณ ทางลาด การจราจรหนาแน่น และการบำรุงรักษาบ่อยครั้ง จะจำกัดพื้นที่ผิวที่ใช้งานได้ ในขณะที่เส้นทางที่มีการจราจรน้อยกว่าและเปิดโล่งอาจมีสภาพที่ดีกว่า
สำหรับ SNCF แล้ว เทคโนโลยีเฟอร์โรโวลตาอิกส์เป็นกลยุทธ์ที่มีหลายแง่มุม
ความสนใจของฝรั่งเศสไม่ได้เกิดขึ้นจากต้นแบบเพียงชิ้นเดียว SNCF กำลังศึกษาเทคโนโลยีของ Sun-Ways ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์ที่มุ่งใช้ประโยชน์จากสินทรัพย์ด้านอสังหาริมทรัพย์เพื่อผลิตพลังงาน กลุ่มบริษัทนี้ระบุว่าตนเองเป็นผู้บริโภคไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดและเป็นเจ้าของที่ดินรายใหญ่เป็นอันดับสองในฝรั่งเศส และมีที่ดินประมาณ อาคารขนาด 12 ล้านตารางเมตร และที่ดินจำนวน 100.000 เฮกตาร์
ตั้งแต่ปี 2023 บริษัทสาขา SNCF Renouvelables กลุ่มนี้สำรวจหลังคา พื้นที่รกร้าง และพื้นผิวทางรถไฟที่สามารถนำมาใช้ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ได้ เป้าหมายของกลุ่มคือการบรรลุเป้าหมายกำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ที่... กำลังไฟสูงสุด 1.000 เมกะวัตต์ซึ่งเขาคาดการณ์ว่าอาจสามารถตอบสนองความต้องการไฟฟ้าในปัจจุบันได้ 15 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ แผงโซลาร์เซลล์แบบติดตั้งบนรางเป็นเพียงทางเลือกหนึ่ง แต่ไม่ใช่ทางออกเดียวสำหรับโครงการนี้
ที่จริงแล้ว SNCF ก็กำลังทดลองอยู่เช่นกัน โซลเวกอุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการพัฒนาโดยหน่วยงานสหวิทยาการ AREP สำหรับเส้นทางรถไฟที่ไม่ได้ใช้งาน ต้นแบบประกอบด้วยแผงที่ติดตั้งบนล้อแปดแผง และใช้รางรถไฟเป็นฐานโดยตรงโดยไม่มีโครงสร้างถาวรใดๆ นี่คือความแตกต่างที่สำคัญ: SOLVEIG มีเป้าหมายที่จะนำรางรถไฟที่ไม่ได้ใช้งานกลับมาใช้ใหม่ ในขณะที่ Sun-Ways แก้ปัญหาที่ซับซ้อนกว่าคือการอยู่ร่วมกันกับการขนส่งผู้โดยสาร
อีกหนึ่งแอปพลิเคชันได้เริ่มใช้งานแล้วในบริเวณลานจอดรถไฟเดิมของ... เลอม็องส์-อาร์นาจโดยโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนพื้นดินแห่งนี้ได้ผลิตพลังงาน 11.400 เมกะวัตต์ชั่วโมงต่อปีมาตั้งแต่ปี 2021 การผสมผสานระหว่างหลังคาบ้าน ที่ดินทางรถไฟที่ไม่ได้ใช้งานแล้ว รางรถไฟที่ไม่ได้ใช้ และรางรถไฟที่ยังใช้งานอยู่ แสดงให้เห็นว่าการแสวงหาความเป็นอิสระด้านพลังงานกำลังเปลี่ยนมรดกทางรถไฟให้กลายเป็นทรัพยากรอุตสาหกรรมที่หลากหลาย
สำหรับบริษัทสตาร์ทอัพ Ecublens การมีส่วนร่วมของ SNCF มอบโอกาสสำคัญในการเปรียบเทียบสิ่งประดิษฐ์กับขั้นตอนการทำงานของผู้ให้บริการรายใหญ่ Sun-Ways วางตำแหน่งเทคโนโลยีนี้ไว้ที่... ระดับความพร้อมทางเทคโนโลยี 7กล่าวคือ อยู่ในขั้นตอนต้นแบบที่แสดงให้เห็นในสภาพแวดล้อมการใช้งานจริง และระบุว่าปี 2027 เป็นปีที่อาจเปิดตัวเชิงพาณิชย์ได้ กำหนดการดังกล่าวยังคงขึ้นอยู่กับผลการทดสอบและการอนุมัติที่จำเป็นจากระบบรถไฟแต่ละแห่ง
ดังนั้น การทดสอบที่สำคัญที่สุดจึงไม่ใช่แค่ความสามารถในการเปลี่ยนแสงเป็นไฟฟ้า ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาไปมากแล้ว แต่ยังรวมถึงการบูรณาการระหว่างการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์และความต่อเนื่องของการให้บริการด้วย ภายในเดือนเมษายน 2028 ข้อมูลที่รวบรวมได้ที่บัตต์สจะต้องชี้แจงให้ชัดเจนว่าโมดูลสามารถติดตั้ง ถอด และบำรุงรักษาได้รวดเร็วเพียงพอหรือไม่ เพื่อให้เกิดความต่อเนื่องในการให้บริการ เฟอร์โรโวลต์บนรางที่ใช้งานอยู่ เป็นทั้งวิธีแก้ปัญหาในระดับอุตสาหกรรมและการทดลองที่สามารถทำได้ในทางเทคนิค
ซันเวย์: พลังงานแสงอาทิตย์ระหว่างรางรถไฟ จากแนวคิดสู่ความเป็นจริง
ต่อไปนี้เป็นข้อมูลเชิงลึกสามประการที่คุณอาจสนใจ:
ในแซกโซนีมีการทดลองยืดรางรถไฟพลังงานแสงอาทิตย์
ในกรุงโรม ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบบริโภคเองที่ใหญ่ที่สุดในยุโรป
เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ของสวิตเซอร์แลนด์มีประสิทธิภาพสูงกว่า 30 เปอร์เซ็นต์
