Французский машиностроительный гигант Alstom является крупнейшим производителем энергетического оборудования и железнодорожного транспорта. Именно специалисты данной компании первыми реализовали проект водородного поезда, который по результатам испытаний с сентября 2018 года трудится на общественной железнодорожной линии в Нижней Саксонии.
Coradia от Alstom
Coradia это надежная и проверенная временем платформа, разработанная для изготовления региональных поездов. Вот уже порядка 30 лет идет модернизация и улучшение данной платформы и в настоящий момент компания поставляет 7 глобальных моделей поездов на ней.
На базе Coradia существуют поезда с электрической силовой установкой с питанием от внешней сети, причем различного напряжения, и с дизельной силовой установкой. Также для частично электрифицированных участков пути есть вариация силовой установки, сочетающей дизельный двигатель и электрический тяговый преобразователь. Логичным продолжением линейки является версия на топливных элементах под названием iLint.
Что такое топливный элемент
Топливный элемент использует газовую смесь богатую водородом или же чистый водород. Топливная ячейка конструктивно напоминает "классическую" батарейку, в которой есть катод, анод и протонообменная мембрана. Молекула водорода проходит через мембрану и расщепляется на протоны и электроны. Соответственно, протоны направляются к катоду, а электроды к аноду через внешнюю электрическую цепь, параллельно выполняя полезную работу. Продуктами реакции являются тепло и водяной пар, так как в атмосфере присутствует свободный кислород.
Топливные ячейки собираются в батареи с заранее рассчитанными параметрами. Очевидные преимущества данной технологии перед классическими ДВС (если сравнивать автомобилестроение и локомотивостроение) заключаются в следующем:
- КПД. Прямое преобразование топлива в электроэнергию. В ДВС вначале происходит преобразование топлива в тепловую энергию, а затем в механическую и/или электрическую.
- Экологичность. Преимущества очевидны, продукты реакции — вода и тепло, против таблицы Менделеева, углекислого газа и тепла.
- Надежность. В ДВС присутствует много движущихся элементов, а в топливных ячейках в большинстве своем система статична.
- Производство топлива. Инфраструктура для производства водорода представляется более безопасной и экологичной.
iLint
Coradia iLint первый в мире пассажирский поезд, использующий топливные водородные ячейки в качестве производства тягового усилия, развивающий максимальную скорость до 140 км/ч. Имеет нулевой показатель вредных выбросов и обладает низким уровнем шума в отличии дизельных конкурентов.
Инновационный поезд использует за базу флагманский дизельный локомотив Coradia Lint 54 и эксплуатируется на не электрифицированных участках пути. В настоящий момент производство сосредоточено в Зальцгиттере в Германии и в портфеле заказов компании не менее 60 поездов.
История создания iLint
Частичное финансирование на создание инновационного поезда компания Alstom получила от Германии в рамках Национальной инновационной программы по развитию топливных элементов и водородного топлива. Сумма гранта составила 8 млн евро.
Презентация изделия состоялась на международной выставке InnoTrans в Берлине в сентябре 2016 года. Затем в марте 2017 года на испытательном полигоне в Зальцгиттере официально была зафиксирована скорость в 80 км/ч. А готовый и испытанный продукт компания представила в феврале 2019 года.
Компоновка и функционал
Coradia iLint низкопольный пассажирский поезд, сочетающие такие основные технологии как получение и преобразование "чистой" энергии, возможность хранения полученной энергии, интеллектуальное управление тяговым приводом и эффективное распределение энергии.
Вместимость салона 150 сидячих мест и 150 мест для стоячих пассажиров. Дальность хода на полностью экипированном локомотиве 1000 км при максимальной скорости в 140 км/ч.
Топливные ячейки и топливный бак размещаются на крыше поезда. Под рамой расположен тяговые инвертор и преобразователь, вспомогательный преобразователь и аккумуляторные батареи бортовой и силовой сети.
Возможность рекуперации и хранения энергии в литий-ионных батареях позволяют еще больше повысить энергоэффективность транспортного средства.
Разнесенная система управления поездом Selectron Systems, использующая сети Ethernet, CAN и MVB, позволяет поддерживать постоянную связь с информационными узлами локомотива и контролировать все параметры в непрерывном режиме.
Заправку поездов осуществляет передвижная водородная заправочная станция, располагающаяся рядом с путями у станции Бремерварде.