Применение накопителей электрической энергии на локомотивах

Наименование задачи:
Применение накопителей электрической энергии на локомотивах
Проблема:

ОАО «РЖД» объявляет о проведении открытого запроса на поиск инновационных решений в части применения накопителей электрической энергии на локомотивах.
Железнодорожный трaнспорт - это не только перспективный вектор развития технологий и транспорта, но еще и одна из самых главных отраслей экономики государства.
Основной целью Энергетической стратегии холдинга «РЖД» является повышение энергетической эффективности в области железнодорожных перевозок, на основе внедрения инновационных технических средств и технологий, использования потенциала повышения энергетической эффективности технологических процессов, в том числе использование альтернативных источников энергии.
Одними из приоритетных задач холдинга является:
- создание мощностей собственной генерации энергии на нетяговые нужды и внедрение емких накопителей энергии;
- существенное повышение уровня рекуперируемой энергии и эффективности ее использования, оборудование тяговых подстанций инверторами и накопителями энергии.

В целях экономии затрат на электроэнергию и дизельное топливо, необходима разработка и внедрение новых устройств, позволяющих осуществлять накопление энергии. В связи с этим существует проблема внесения в конструкции тягового подвижного состава накопителей электроэнергии для повышения эффективности работы в режиме тяги, в выбеге и на стоянке.

Основную часть расходов на энергоресурсы составляют рaсходы на тяговые нужды, поэтому одним из главных приоритетов программ развития железнодорожного транспорта являются разработка и внедрение нового энергоэффективного подвижного состава.
Основными целями использования накопителей электрической энергии на локомотивах Дирекции тяги являются:
- снижение затрат на обслуживание локомотива;
- отказ от использования горюче-смазочных материалов дизельного двигателя;
- возможность маневровых передвижений локомотива с использованием автономного энергоснабжения;
- улучшение экологических характеристик.

Задача:

Накопитель электрической энергии на локомотивах должен реализовывать следующие функции (в зависимости от конфигурации системы для различных целей использования и требований Заказчика, набор функций может быть ограничен или расширен):
1. Обеспечение безопасности движения;
2. Зарядка накопителя во время движения;
3. Срок эксплуатации применяемых устройств и оборудования должен составить не менее 10 лет;
4. Система должная быть тиражируемой;
5. Система должна работать в круглосуточном и круглогодичном режиме;
6. Применение системы должно нести экономическую целесообразность и окупаемость;
7. Работа накопителя должна обеспечивать преодоление локомотивом наиболее сложных участков пути в режиме форсировки мощности, при котором работает основной и вспомогательный источник энергии;
8. Накопитель должен располагаться в специальном отсеке, обеспечивающим взрывобезопасность и легкий доступ для его обслуживания;
9. Накопитель не должен оказывать значительного влияния на развесовку локомотива;
10. Элементы конструкции накопителя должны иметь возможность размещения в кузове, подкузовном пространстве локомотива без препятствий к проходу персонала и обслуживанию ТПС;
11. Накопитель энергии должен в своей конструкции иметь систему охлаждения и подогрева с целью получения наилучших характеристик при эксплуатации локомотива в разных климатических условиях;
12. Накопитель электроэнергии должен обеспечивать питание тягового преобразователя при отсутствии внешнего энергоснабжения;
13. Накопитель должен обеспечивать маневровую работу локомотива с использованием автономного энергоснабжения;
14. Разработка внешнего зарядного устройства (станции) должна выполняться по отдельным техническим требованиям с возможностью режима ускоренной зарядки;
15. Время саморазряда накопителя – не более 3 % в месяц;
16. Зарядка накопителя должна иметь возможность питания от системы рекуперации локомотива;
17. Возможность преобразования кинетической энергии поезда при рекуперативном торможении в электрическую и направлять в накопитель энергии с минимальными потерями;
18. Расходуемая энергоемкость накопителя должна соответствовать значению не менее 250 кВт*ч;
19. Коэффициент полезного действия в часовом режиме, от накопителя должен соответствовать значению не менее 85%.
Моделирование объектов исследования должно проводиться с использованием стендового оборудования в условиях и на территории исполнителя или соисполнителя при необходимости. Подтверждение работоспособности разрабатываемой технологии должно осуществляться путем проведения испытаний.
Заявитель должен предоставить описание и презентационный материал с подробной информацией об уже разработанных и успешно внедренных (или имеющих макетный образец) устройствах с полным или частичным применением технологий, перечисленных в данной заявке, на железнодорожном транспорте или в смежных областях. В материалах предоставить технико-экономический расчет, предлагаемого технического решения.

Технологические направления:
Базовые технологии силовой электротехники
Области применения:
Другое
Транспорт и складское хозяйство
Основные требования:
Накопитель электрической энергии на локомотивах должен реализовывать следующие функции (в зависимости от конфигурации системы для различных целей использования и требований Заказчика, набор функций может быть ограничен или расширен):
1. Обеспечение безопасности движения;
2. Зарядка накопителя во время движения;
3. Срок эксплуатации применяемых устройств и оборудования должен составить не менее 10 лет;
4. Система должная быть тиражируемой;
5. Система должна работать в круглосуточном и круглогодичном режиме;
6. Применение системы должно нести экономическую целесообразность и окупаемость;
7. Работа накопителя должна обеспечивать преодоление локомотивом наиболее сложных участков пути в режиме форсировки мощности, при котором работает основной и вспомогательный источник энергии;
8. Накопитель должен располагаться в специальном отсеке, обеспечивающим взрывобезопасность и легкий доступ для его обслуживания;
9. Накопитель не должен оказывать значительного влияния на развесовку локомотива;
10. Элементы конструкции накопителя должны иметь возможность размещения в кузове, подкузовном пространстве локомотива без препятствий к проходу персонала и обслуживанию ТПС;
11. Накопитель энергии должен в своей конструкции иметь систему охлаждения и подогрева с целью получения наилучших характеристик при эксплуатации локомотива в разных климатических условиях;
12. Накопитель электроэнергии должен обеспечивать питание тягового преобразователя при отсутствии внешнего энергоснабжения;
13. Накопитель должен обеспечивать маневровую работу локомотива с использованием автономного энергоснабжения;
14. Разработка внешнего зарядного устройства (станции) должна выполняться по отдельным техническим требованиям с возможностью режима ускоренной зарядки;
15. Время саморазряда накопителя – не более 3 % в месяц;
16. Зарядка накопителя должна иметь возможность питания от системы рекуперации локомотива;
17. Возможность преобразования кинетической энергии поезда при рекуперативном торможении в электрическую и направлять в накопитель энергии с минимальными потерями;
18. Расходуемая энергоемкость накопителя должна соответствовать значению не менее 250 кВт*ч;
19. Коэффициент полезного действия в часовом режиме, от накопителя должен соответствовать значению не менее 85%.
Моделирование объектов исследования должно проводиться с использованием стендового оборудования в условиях и на территории исполнителя или соисполнителя при необходимости. Подтверждение работоспособности разрабатываемой технологии должно осуществляться путем проведения испытаний.
Заявитель должен предоставить описание и презентационный материал с подробной информацией об уже разработанных и успешно внедренных (или имеющих макетный образец) устройствах с полным или частичным применением технологий, перечисленных в данной заявке, на железнодорожном транспорте или в смежных областях. В материалах предоставить технико-экономический расчет, предлагаемого технического решения.

Срок подачи предложений:
13 ноября 2021
Комментарии:
При оценке качества инновационного решения будут учитываться следующие показатели и характеристики:
а) Инвестиционные:
- стоимость одного устройства с учетом доставки и сборки;
- сроки и стоимость пуско-наладочных работ.
б) Эксплуатационные:
- наличие гарантийных обязательств;
- период и стоимость жизненного цикла оборудования;
- состав работ и стоимость годового технического обслуживания;
-тактико-технические характеристики;
- технические требования к месту установки оборудования.
в) Надежность и ремонтопригодность:
- сроки эксплуатации;
- вероятность отказа;
- величина наработки на отказ;
- требования к персоналу, осуществляющему техническое обслуживание и ремонт оборудования.

При прочих равных в процессе рассмотрения предпочтение будет отдаваться инновационным решениям, удовлетворяющим следующим условиям:
инновационное решение находится на конечной стадии развития с возможностью представить готовое решение и/или прототип для опытной эксплуатации и/или закупки в интересах ОАО «РЖД» в кратчайшие сроки с момента определения финалистов открытого запроса;
готовность Заявителя к доработке и адаптации предлагаемого инновационного решения для нужд железнодорожного транспорта за счет собственных средств;
готовность Заявителя к прохождению этапов постановки предлагаемого инновационного решения на производство (поставку) за счет собственных средств.

Заявки принимаются в период с 13 сентября 2021 года по 13 ноября 2021 года через специализированный раздел «Открытый запрос» автоматизированной системы «Единое окно инноваций» корпоративного Интернет-портала ОАО «РЖД» (https://eoi.rzd.ru//Ex/Claim/View/282)

Перечень документов, предоставляемых заявителем инновационного решения на рассмотрение:
- описание (пояснительная записка) инновационного решения (продукта);
- презентационные материалы инновационного решения в формате *.pptx с указанием результата технико-экономического расчета;
- документы, подтверждающие права заявителя на содержащиеся в инновационном решении результаты интеллектуальной деятельности (в случае наличия).

Заявителем инновационного предложения в рамках процедуры «открытого запроса» может быть физическое или юридическое лицо различных организационно-правовых форм.

Преимущества участия:
- возможность опытной эксплуатации инновационного решения на полигоне ОАО «РЖД». В рамках данного этапа предоставления готового решения и/или прототипа, необходимого для проведения опытной эксплуатации на объектах железнодорожного транспорта, осуществляется Заявителем инновационного решения на определенный сторонами срок на безвозмездной основе.
- возможность закупки предлагаемого инновационного решения, в случае подтверждения его эффективности в рамках опытной эксплуатации.

Поданные инновационные решения будут оцениваться специально сформированной рабочей группой.

Контактная информация