УДК 656.21+06

ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕНРНОЕ РАЗВИТИЕ ТРАНСПОРТОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Аннотация. В статье рассматривается вопросы по эксплуатации систем энергоснабжения, необходимых для работы поездов, также обеспечение энергоэффективности и экологической безопасности при использовании различных источников энергии.

Ключевые слова: Электрификация железной дроги, внедрение технологий, железнодорожная отрасль, энергоэффективность и экологическая безопасность.

Abstract. The article deals with the operation of energy supply systems necessary for the operation of trains, as well as ensuring energy efficiency and environmental safety when using different energy sources.

Key words: Electrification of railways, technology implementation, railway industry, energy efficiency and environmental safety.

Развитие транспортной энергетики на железной дороге можно условно разделить на несколько этапов:

Первые эксперименты с использованием паровой машины для движения поездов начались в начале 19 века. В этот период транспортная энергетика на железной дороге еще только зарождалась, и в основном использовались лошади и люди для тяги вагонов.

В середине 19 века паровые машины стали использоваться на железных дорогах все шире, что привело к значительному увеличению скорости и грузоподъемности поездов. Паровая машина позволила существенно увеличить производительность транспорта и сделала железные дороги наиболее эффективным способом перевозки грузов на дальние расстояния.

В начале 20 века паровые машины начали заменяться электро- и дизель-поездами. Это позволило существенно улучшить экологическую ситуацию в городах и на железных станциях, а также повысить эффективность и надежность железнодорожного транспорта.

В середине 20 века произошел значительный рост железнодорожных перевозок, что привело к увеличению мощности и масштабов железнодорожной транспортной системы. В этот период были созданы крупные транспортные узлы и многие грузы стали перевозиться контейнерами.

В настоящее время основными тенденциями в развитии транспортной энергетики на железной дороге являются повышение эффективности и надежности железнодорожного транспорта, а также улучшение экологической ситуации в городах и на железных станциях. Для этого используются новые технологии и материалы, такие как бесконтактная электротяга, высокоскоростные поезда, более эффективные системы управления и контроля транспорта, а также технологии снижения выбросов.

Транспортная энергетика играет важную роль в железнодорожной отрасли, так как для производства, передачи и потребление электроэнергии для обеспечения работы и передвижения поездов требуется большое количество энергии. В железнодорожной отрасли используется несколько типов энергии, включая электрическую, дизельную и паровую энергию.

Электрическая энергия широко используется в электрифицированных железнодорожных сетях. Она поступает на поезда через контактную сеть, которая размещена над путями. Электрификация железнодорожных сетей имеет ряд преимуществ, таких как более высокая скорость поездов, более низкий уровень выбросов и более низкие затраты на эксплуатацию в долгосрочной перспективе.

Электрификация железной дороги в России на сегодняшний день можно охарактеризовать как довольно развитое. Электрификация железных дорог в России началась в начале 20 века, и на сегодняшний день электрифицировано более 43 тысяч километров железнодорожных путей, что составляет более 50% от общей длины железных дорог в России.

Дизельная энергия используется в тех случаях, когда электрификация железнодорожной сети не является экономически или технически целесообразной. Это часто бывает в отдаленных или малонаселенных районах, где нет доступа к электрической сети. Дизельные поезда могут быть более громоздкими и менее экономичными, чем электрические поезда, но они могут работать на больших расстояниях и в различных условиях.

Паровая энергия, хотя и является устаревшей технологией, все еще используется в некоторых частях мира для поездов туристического назначения. Это технология, которая была широко использована в прошлом, но постепенно уступила место электрификации и дизельным двигателям.

Рис. 1 – Железнодорожный транспорт

Эксплуатация систем электроснабжения на железной дороге включает в себя комплекс мероприятий по обеспечению бесперебойной работы электрооборудования и организации энергетического баланса на железнодорожной транспортной сети. 

Основными задачами эксплуатации систем электроснабжения на железную дорогу являются: - обеспечение надежности и безопасности электрических сетей; - обеспечение стабильности напряжения и частоты на координированных интерконнектах с другими системами электроснабжения; - рациональное использование ресурсов и энергосбережение; - обеспечение приемлемого качества электроэнергии для всех потребителей.  Для обеспечения надежности и безопасности системы электроснабжения на железной дороге проводятся регулярные технические осмотры и ремонтные работы, при которых проверяется исправность и работоспособность электрооборудования, а также выполняется замена изношенных и поврежденных деталей.

 Организация энергетического баланса включает в себя координацию работы генерирующих и потребляющих установок, распределение энергии между различными станциями и сборами, а также оптимизацию процессов потребления и производства энергии.  Рациональное использование ресурсов и энергосбережение достигаются за счет использования высокоэффективных технологий и оборудования, а также оптимизации процессов передачи и распределения электроэнергии.  Обеспечение приемлемого качества электроэнергии для всех потребителей достигается благодаря проведению мероприятий по фильтрации и стабилизации напряжения, а также разработке и внедрению стандартов и нормативов, регулирующих качество электрической энергии на железнодорожной транспортной сети.

В целом, транспортная энергетика в железнодорожной отрасли направлена на обеспечение эффективного, безопасного и экологически чистого движения поездов, с учетом потребностей пассажиров и грузовой перевозки.

В настоящее время в России активно внедряются современные технологии и инновации в области электрификации железных дорог, направленные на увеличение энергоэффективности и снижение экологической нагрузки.

Одним из наиболее перспективных направлений является использование высоковольтных технологий и современных систем управления, позволяющих сократить потери энергии в процессе передачи и обеспечить более эффективное использование электроэнергии на железнодорожном транспорте. Также активно развиваются технологии регенеративного торможения, позволяющие восстанавливать часть энергии, выделяемой при торможении поездов, и использовать ее для питания других систем.

Одним из ключевых инновационных решений является внедрение цифровых технологий и систем управления транспортными потоками, позволяющих более эффективно распределять нагрузку на различные участки железных дорог, ускорять процесс обработки и передачи информации, а также повышать точность и надежность управления транспортными потоками.

Также стоит отметить разработку современных систем автоматизации и дистанционного управления, позволяющих значительно повысить эффективность работы железнодорожной инфраструктуры и обеспечить более быстрое и точное реагирование на возникающие проблемы.

Энергоэффективность и экологическая безопасность железнодорожного транспорта в России — это одни из ключевых задач, стоящих перед отраслью. В настоящее время в России активно внедряются новые технологии, направленные на повышение энергоэффективности и снижение экологической нагрузки.

Важным фактором является оптимизация транспортных потоков и увеличение скорости движения поездов. Для этого используются системы автоматического управления поездами, цифровые системы управления транспортными потоками и другие.

Использование современных материалов: использование новых материалов, которые обладают высокой энергоэффективностью и прочностью, таких как композитные материалы, позволит создавать более легкие и эффективные конструкции для железнодорожного транспорта, что в свою очередь снизит энергопотребление.

Использование умных сетей позволит железнодорожным предприятиям более эффективно управлять энергопотреблением и снизить затраты на энергоснабжение.

Кроме того, важным моментом является обучение и повышение квалификации персонала.

Железнодорожная отрасль играет важную роль в доставке грузов и пассажиров на разные дистанции, в то же время, железнодорожный транспорт является наиболее экологически чистым видом транспорта.

Также важно проводить модернизацию и реконструкцию железнодорожных линий, чтобы повысить скорость и грузоподъемность поездов и сократить время в пути, что позволит снизить расходы на топливо и выбросы парниковых газов.

Кроме того, необходимо совершенствовать системы управления энергопотреблением и сокращать потери энергии в процессе передачи и использования.

В России есть ряд планов и программ, направленных на развитие транспортной энергетики на железной дороге:

1. Модернизация парка электровозов и электропоездов: на замену устаревшего парка предусмотрено внедрение новых технологий и современных моделей, повышающих энергоэффективность и экологическую безопасность.

2. Внедрение новых технологий управления транспортом: планируется внедрение систем управления движением поездов, что снизит затраты на энергопотребление и улучшит пунктуальность.

3. Развитие магистральных грузовых контейнерных перевозок: планируется создание новых терминалов и увеличение скорости доставки грузов, включая использование новых высокоскоростных поездов.

4. Переход на бесконтактную электротягу: планируется внедрение бесконтактной электротяги на участках с высокой грузооборотной способностью, что позволит повысить производительность и снизить затраты на эксплуатацию.

5. Развитие магистральных пассажирских перевозок: планируется создание новых высокоскоростных магистралей, что позволит сократить время в пути и увеличить комфорт пассажиров.

6. Внедрение новых технологий для снижения выбросов: планируется внедрение технологий, направленных на снижение выбросов вредных веществ, что позволит снизить влияние железнодорожного транспорта на окружающую среду.

7. Развитие экспортно-импортных перевозок: планируется создание новых маршрутов и увеличение объемов грузовых перевозок, что позволит укрепить позиции России на мировом рынке.

Эти и другие планы направлены на повышение эффективности и надежности железнодорожного транспорта, снижение затрат и улучшение экологической ситуации в стране.

В заключении можно сказать, транспортная энергетика на железной дороге является важным и актуальным вопросом для транспортной инфраструктуры и экономики в целом. Железнодорожный транспорт является одним из наиболее экономически эффективных способов доставки грузов на большие расстояния. Однако, для обеспечения надежной и безопасной работы железных дорог необходимо обеспечить их энергетическую эффективность.

Актуальность данной темы обусловлена несколькими факторами. Во-первых, энергетические затраты на транспортировку грузов по железной дороге составляют значительную часть операционных расходов транспортной компании. Поэтому, оптимизация использования энергии на железнодорожном транспорте может значительно сократить затраты и повысить конкурентоспособность данного вида транспорта.

Во-вторых, железные дороги являются значительными источниками выбросов парниковых газов, таких как углекислый газ, оксиды азота и другие загрязняющие вещества. Поэтому, снижение энергопотребления и повышение энергетической эффективности железнодорожного транспорта поможет сократить вредные выбросы в атмосферу и способствовать экологически устойчивому развитию транспортной инфраструктуры.

В-третьих, повышение энергетической эффективности на железнодорожном транспорте также поможет обеспечить надежность и безопасность перевозок грузов, улучшить качество обслуживания и снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций на железнодорожных путях.

Библиографический список

1. Транспортная энергетика и энергоэффективность / Под ред. Н.В. Грехня и Л.С. Сигалкина. – М.: Энергоатомиздат, 2009. – 304 с.

2. Экологические аспекты транспортной энергетики / Под ред. В.В. Гаврилова. – М.: Наука, 2012. – 274 с.

3. Альтернативные источники энергии в транспортной энергетике / Под ред. А.В. Глушенкова и Ю.А. Кушнина. – М.: Изд-во МЭИ, 2012. – 312 с.

4. Энергосбережение и энергоэффективность в транспортной отрасли / Под ред. Р.А. Ибрагимова. – М.: Изд-во МЭИ, 2010. – 284 с.