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Dieses Thema hat 3 Antworten
und wurde 184 mal aufgerufen
 Sonstiges
nettetal Offline



Beiträge: 672

16.08.2021 19:02
Effizienter und moderner Brockenverkehr Antworten

Überlegungen zu modernen und effizienteren Betrieb der Brockenbahn

Ein elektrischer Brems-Booster-Personenwagen für den Brockenverkehr.





Ein Personenwagen wird ausgerüstet mit elektrischem Motor/Generator und Akku.
Dieser besondere Personenwagen wäre in der Lage bei der Talfahrt vom Brocken rund
100 -200 kWh Energie elektrisch aufzunehmen und in Batterien zu speichern.

Für die Bergfahrt kann er sich selbst (am Zug hängend) den Berg hinauffahren ohne die Zuglok zu belasten.

Dieses hat mehrere positive Effekte:

- Die Zuglok wird um ca. 10-15% entlastet -> weniger Verschleiss und Verbrauch - oder die Option einen Wagen mehr den Brocken hinauf fahren zu können in Spitzenzeiten

- Die Bremsklötze und Radreifen werden weniger verschlissen und müssen weniger oft erneuert werden

- Mit Rund 100 -200 kW Leistung könnte der Wagen auch als Rangierwagen die Zuggarnitur bereitstellen oder in die Wagenhalle verfahren.

- Die Möglichkeit des Selbstverfahren des Wagens ermöglicht es auch Züge in Drei- Annen-Hohne oder Schierke zu stärken oder zu schwächen

- die ca 25t mehr Reiblast erleichtern ein Anfahren des Zuges unter schwierigen Bedingungen.

- ausgeführt als neuer Wagen könnte dieser Niederflurbereiche haben, die den barrierefreien Zugang ohne Hilfsmittel auf dem Bahnsteig ermöglicht.



Folgende überschlägige Rechnungen lassen ein solches Projekt realisierbar erscheinen. Müssten aber mit Zahlen aus der Praxis genauer überprüft werden.


Energiebedarf für eine Zugfahrt auf den Brocken von Wernigerode aus:


ca. 900 Höhenmeter

Zuggewicht 8 Wagenzug besetzt + Lok = 8*20t +60t = 220t


Potentielle Energie berechnen: Wpot = m · g · h


220 000kg * 9,80 m/s² * 900m = 1.940 400 kJ = 539 kWh


--------------

Energieverbrauch: Fahrt mit Dampfzug auf den Brocken

80min Fahrt

700 PS = 525 kW

= 700 kWh


oder über Kohleverbrauch - ca 2t angenommen


2 t Kohle ->17000kWh -> 5% (Wirkungsgrad Lok) ->850 kWh 8500 kWh/ Tonne Steinkohle


------------------

nötige Energie für die reine Fahrt ohne Höhenarbeit



Aufgewendete Energie - Potentielle Energie = für die Fahrt nötige Energie = 850kWh - 539kWh = 311 kWh

Aufgewendete Energie - Potentielle Energie = für die Fahrt nötige Energie = 700kWh - 539kWh = 161 kWh

--------------------------

Bremsenergie Talfahrt:



Bei der Talfahrt bringt die Potentielle Energie die nötige Fahrtenergie auf und es bleibt ein Überschuss, der in die Bremsen geht


539kWh -311kWh = 228 kWh = Bremsenergie

539kWh -161kWh = 378 kWh = Bremsenergie


---------------------------------------------------------------------


Ein Brems-Booster-Wagen mit 25 t Masse benötigt dann ca. 61,25 kWh Potentielle Energie bzw. ca. 100kWh für die Fahrt auf den Brocken


Die Bremsenergie könnte eventuell auch für zwei (bis drei ?) Bremsbooster Wagen im Zug reichen


Technisch könnte das Projekt z.B. mit angepassten Komponenten eines Serien Elektroautos umgesetzt werden:


z.B.: zwei Tesla Modell 3 wiegen zusammen ca. 4 t und böten 2* 75 kWh Baterien sowie insgesamt 4 Motoren.

Ladeleistung (= Bremsleistung) von 2*120 kW sollen möglich sein.....


(vielleicht läßt sich auch Elon Musk für ein solches Projekt begeistern ? - bei dem Tempo, wie er Weltraumraketen baut, braucht er nur ein paar Tage um das mal eben zu realisieren)

-----------------

finanzielle Betrachtung:


0,4t Kohle-Ersparniss (10%)* 300 Einsatztage des Wagens *300 Euro/t Kohle = 36 000 Euro im Jahr


+ verminderter Brems- und Radverschleiss


+ reduzierte Kosten in der Lokunterhaltung ( um 10% reduzierte Belastungen können die Lebensdauer von Bauteilen verdoppeln)


+ betriebliche Vorteile

+ image- Effekte



Material mäßig müßte man pro Wagen 2 technische Ausstattungen eines Tesla entnehmen.

(so hätte man 4 Motoren/Generatoren inklusive der Steuerelektronik + 2 Akkusätze -> ca 110 kWh)

die 2-4 tonnen zusätzliches Gewicht sollte ein Wagen aufnehmen können


soweit die groben Überlegungen. Zulassungsverfahren sind natürlich nicht ohne....

anderseits würde die Abbremsung zusätzlich und unabhängig zum bestehenden System sein.


soweit erstmal meine Idee.

mit Grüßen

Jens


AxelR. Offline



Beiträge: 1.718

16.08.2021 19:46
#2 RE: Effizienter und moderner Brockenverkehr Antworten

Da muß man erst mal drauf kommen, aber die Idee liegt Nahe.....,
bleibt die Frage der Optik des Bremsboosters, lässt sich sowas angleichen ? (Ja, man kann alles bauen, aber eine Frage der Erstkosten, was sich auf Dauer aber wohl Rechnet.)

Gruss aus dem Harz
Axel


Reiner Online




Beiträge: 3.060

16.08.2021 19:59
#3 RE: Effizienter und moderner Brockenverkehr Antworten

Moin Jens.
Und wie stellst du dir die Bedienung des selbstfahres vor? Führerststände oder was? Und wie viele Plätze gehen dadurch verloren oder Gewinnst du neue dazu.
Wer plant es, wer baut es und vor allen wer bezahlt es. Und dann wie Nachhaltig wird es sein? Wenn es dann nach kurzer Betriebszeit nur noch unbenutzt herumsteht weil irgendwas nicht passt dann hast du nichts gekonnt, außer Geld verbrannt. Aber Gedanken hast du dir jedenfalls mal gemacht und es hört sich erst mal plausibel an.

Beste Grüße vom Reiner.


nettetal Offline



Beiträge: 672

16.08.2021 21:09
#4 RE: Effizienter und moderner Brockenverkehr Antworten

Hallo,

Die technischen Komponenten, die man braucht, sollten sich unterflur an einem Wagen unterbringen lassen. Was sich in zwei PKW verbauen läßt, sollte sich auch unter einem Wagen unterbringen lassen.
Somit könnte es auch ein vorhandener Wagen sein, der vermutlich neue Drehgestelle bekommen müsste.
... und wenn man mit den neuen Wagen den Barriere Freien Zugang verbessern möchte - wären es dann wohl komplett neue Wagen. Aber man könnte mit einem umgerüsteten Wagen anfangen und ggf. mit weiteren neuen Wagen dann in kleine Serie gehen.

Ein solcher Wagen braucht auch keine Führerstände - nur ein kleines Bedienteil , wie eine Funkfernsteuerung (oder per Kabel ?) würde benötigt.

Damit kann der Lokführer die jeweilige Generatorleistung ( Bremsleistung) oder Motorleistung
wählen. Die betätigte Druckluftbremse würde den Antrieb abschalten....

Es wären aber auch Automatiken denkbar, wo der Wagen selbständig erkennt an den Kupplungskräften, wie viel er Bremsen oder schieben muss.... anhand von erlernten Streckenprofilen und der Position könnte er seine Leistung auch optimieren....

Wie es sich rechnet, hängt natürlich von vielen Faktoren ab - die mögliche Kohle-Einsparung wird es alleine sicher nicht bringen.
Aber die bisherigen Überlegungen mehr Kapazitäten im Brockenverkehr realisieren zu können erforderten weitere Kreuzungsstellen und zusätzliche Züge, die auch Kosten verursachen...

Diese speziellen Wagen ermöglichen eine gewisse Steigerung ohne zusätzliche Betriebskosten allein durch etwas verlängerte Züge.
... und in Zeiten wo man die zusätzliche Kapazität nicht braucht, spart man Betriebskosten

10% Kosten ( mal nur so angesetzt) bei einer Dampflokrevision einzusparen wäre ja auch schon ein ordentlicher Betrag

Was die HSB so für Bremsklötze ausgibt weiss ich auch nicht, aber bei der zu vernichtenden Energie dürfte das nicht wenig sein ?? ( der Zeitaufwand beim Wechseln ist sicher auch nicht ohne..)

Was genau möglich ist muss man vermutlich ausprobieren... und vorher mit besseren Zahlen prüfen...

mit Grüßen
Jens


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