'Einde defecte bovenleidingen NS-treinen dankzij waterstof'

Een systeem waarbij niet bovenleidingen, maar brandstofcellen de benodigde elektriciteit voor de treinen van de NS leveren, zou kosten- en onderhoudsbesparend zijn, zo blijkt uit een inzending voor een Prorail-innovatiewedstrijd.

Het gefaseerd overstappen van de gebruikelijke bovenleidingen die treinen van elektriciteit voorzien naar een systeem waarin brandstofcellen elektriciteit uit waterstof opwekken, zou niet alleen het milieu sparen, maar ook minder onderhoud vergen. Ook herstelwerkzaamheden ten gevolge van kapotte bovenleidingen, en de bijbehorende reisvertragingen, zouden tot het verleden behoren wanneer waterstof voor de elektriciteitsvoorziening wordt aangewend. Dit voorstel, een inzending van ingenieursbureau Arcadis en de Universiteit Utrecht, dingt mee voor de publieksprijs van een prijsvraag van railinfrastructuurbedrijf ProRail. Het idee werd genomineerd uit 40 inzendingen afkomstig uit de academische en technische wereld.

De inzending van Arcadis en de UU, die de titel Groen Licht voor de Waterstoftrein kreeg, voorziet in een gefaseerde invoering van het waterstofsysteem. Treinen zouden met brandstofcellen moeten worden uitgerust, die uit waterstof de benodigde elektriciteit opwekken om de elektromotoren aan te drijven. Naast de rails geproduceerde waterstof zou op een aantal vaste punten in de treinstellen opgenomen worden, waardoor de railinfrastructuur niet geheel herzien hoeft te worden. Het op de trein opwekken van elektriciteit zou een efficiencywinst van 12 procent opleveren en het milieu zou worden ontlast dankzij een CO₂-reductie van 23 procent.

Het project zou zich bij uitstek lenen om gefaseerd ingevoerd te worden, aangezien bestaande infrastructuur niet aangepast hoeft te worden. Zo zouden treinen die al op elektriciteit van de bovenleiding rijden omgebouwd kunnen worden, maar ook niet-elektrische lijnen zouden geschikt voor waterstof gemaakt kunnen worden. Daarbij zou 8 procent van de huidige kosten voor de aanleg van een bovenleiding bespaard kunnen worden. Ook het onderhoud van de energie-infrastructuur zou goedkoper zijn, en herstel na een kabelbreuk zou op termijn tot het verleden behoren. Vanaf 20 mei kan op dit idee, en op de overige inzendingen, op de prijsvraagsite van ProRail worden gestemd.

Reacties (258)

[svi79]

Waterstof, het bied voordelen inderdaad.

De grondstof (water) kan nooit op. Na verbranding/verbruik keert het weer terug als water. Het is dus niet zo dat net zoals nu het geval is met fossiele brandstoffen, dat je op een punt komt dat het op is.

Je hebt geen emissie. Het restproduct is water.

De veiligheid is ook niet echt een ramp meer. Er zijn diverse constructies die veilig zijn. De al een aantal malen genoemde manieren met absorberend materiaal, tot aan een tank aan toe (denk aan een lpg achtige tank) met acceptabele risico's.

De nadelen zijn echter legio.

Er zijn legio manieren om de H2 uit H2O te onttrekken. Met de zon is verreweg de beste optie, echter dit kan alleen rond de evenaar alle dagen van het jaar. Hier hebt je zuivere winst, omdat er geen energie van buitenaf aan te pas komt.

Bij electrolyse, wat het snelste proces is, komt je nou net op het punt waar de schoen wringt.
Je moet er meer energie in stoppen, per eenheid waterstof, dan de verbranding of omzetting via brandstofcel van waterstof oplevert.

Deze percentages zijn verschrikkelijk. De diverse geleerden zijn er nog niet helemaal over uit wat het rendement is. Maar verliezen van 35 tot 70% zijn geen uitzondering. Afhankelijk van de wijze van gebruik.

Het is een beetje het zelfde verhaal als bio brandstof. Degene die daar in geloven zijn ook een tikkie hypocriet, of dom. Of beide. ook bij bio brandstof moet er meer energie van buitenaf ingestoken worden dan verbranding van het eindproduct opleverd. Om maar te zwijgen van al het voor de mens bruikbare voedselbronnen hierbij nodig zijn.

Waterstof op grote schaal is onderhand alleen mogelijk als iedere provincie 2 kerncentrales krijgt.

[onkl]

De inefficiëntie in de opwekking is minder relevant dan het lijkt.
Doordat waterstof kan worden opgeslagen, kan het worden opgewekt op andere momenten dan het gebruikt wordt daardor komen twee interessante energiebronnen beschikbaar:
-"Baseloader"restcapaciteit: Baseloaders zijn dingen als kolen- of nucleaire centrales, die 24h/dag draaien, omdat het stervensduur is ze aan/uit te zetten. Dat betekent dat er op sommige momenten (vooral 's nachts, vandaar nachtstroom) een fikse overcapaciteit. Als je H2 maakt van stroom die anders weggegooid wordt, boek je al snel een efficiencywinst.
-Wind: Omdat wind volstrekt onberekenbaar is, is het erg moeilijk om vraag en aanbod bij windenergie goed op elkaar te passen. Door waterstofopwekking als "buffer" te gebruiken, kan de verkoopprijs van groene stroom flink dalen, doordat er nu veel snelle bijschakelcapaciteit achter de hand moet worden gehouden.
Als zo geproduceerde waterstof de huidige electriciteitsconsumptie van de spoorwegen (die juist in piektijden plaatsvindt en daarmee héél erg duur is) vervangt, kan dit plan best wel eens wat worden.

Ergo, zolang deze -al dan teniet decentrale- productie-units een beetje slim zijn en interacteren op het energienetwerk, kan je een aantal vliegen in één klap slaan. En die kleine beetjes gezamelijk kunnen dit wel eens een winstgevend plan maken.

[Bastard]

ik heb redelijk veel informatie over biobrandstof gekregen, en je hebt wel een punt, maar biobrandstof is zeker minder onzinnig dan waterstof. Bijvoorbeeld bij grote zagerijen is biomassa verbranding bijzonder nuttig, omdat er daar massa's brandstof voorhanden is, de as meteen weer gebruikt kan worden als mest omdat een zagerij vaak naast een bos staat (iig in zweden e.d.), de opgewekte energie kan dan aan dorpen in de omgeving verkocht worden. Echter wanneer het gaat om biomassa in nederland te verbranden (dus in het buitenland biomassa kopen, hierheen transporteren, hier opbranden en daarna de as weer terugtransporteren heb je er inderdaad geen hol aan en is het net zo kansloos als waterstof).

[pm1]

het is volgens mij een mooi initiatief, waar redelijk wat studiewerk aan te pas is gekomen.

het 1e punt dat in mij opkomt is dat de treinen zowel in nederland als in belgië op een AC (wisselspanning) bovenleiding werken van 3000 V, de treinbestuurders regelen dan gestuurde diodes om een DC spanning op de motor van de trein(stellen) te zetten.

Bij waterstof zal dit waarschijnlijk geregeld worden door de toevoer van waterstof aan de brandstofcellen, er is zo een pilootproject bij vanhool geweest met de LIJN (in belgië) , maar de LIJN vond waterstof nog te schaars en te duur dus het project werd opgezegd.

qua veiligheid lijkt dit mij ook nog niet alles, aangezien waterstof explosief is, ik heb al gelezen dat er ondertussen al veilige opslagtechnieken voor bestaan waarvoor dank

het opwekken van waterstof kan volgens mij op een simpele en efficiëntere manier dan dat er transformatoren stroom op een bovenleiding moeten zetten. zo kan je bijvoorbeeld 1 windmolen waterstof laten opwekken aan een tankpunt.

een van de in mijn ogen mooie voordelen zijn: dieseltreinen worden overbodig, bovenleidingen die véél koper in beslag nemen worden dan ook overbodig.

bovendien genereren die bovenleidingen ook nog eens warmte en stoorsignalen (door vonken , harmonischen van 50 Hz).

mooi initiatief, ik kijk uit naar de realisatie

zo een mooi brokje reactie

[Wickedje]

De treinen en bovenleiding, zowel in Nederland als in Belgie zijn gelijkspanning. De omzetting van wissel naar gelijkstroom vindt plaats in de onderstations langs de spoorlijnen.
Bovendien is de spanning in Nederland nog steeds 1500V DC. In Belgie is deze wel 3000V DC.

Zie
http://www.movares.nl/NR/...INGR12_13_p52_54_25KV.pdf

http://nl.wikipedia.org/wiki/Elektrificatie

http://nl.wikipedia.org/wiki/Bovenleiding

[Blokker_1999]

Bovenleiding is DC. Moderne treinen hebben dan wel weer een wisselrichter om gebruik te maken van asynchrone motoren.

[NuKeM]

Volgens mij is dit een uitermate zinloos, fout en slecht idee. Waterstof is momenteel niet de oplossing, dat weet iedere wetenschapper in het domein, enkel politiekers en oliemaatschappijen verkondigen al dan niet moedwillig dit fabeltje nog.
Waarom? Well-to-wheel gezien is het rendement van zo'n fuel cell aangedreven trein waarschijnlijk een ramp i.v.m. de nog steeds meest efficiënte transportwijze, namelijk de puur elektrische trein.
Kijk er ter illustratie Wikipedia maar eens op na (echt wetenschappelijke bronnen zijn er hierover ook genoeg).

"het milieu sparen" valt dus nog dik te betwijfelen...

[onkl]

Zoals gezegd: door de modellering van dit idee te reduceren tot een ééndimensionale parameter als "well-to-wheel" efficiency, heb je kans door oversimplificatie nuttige ideeën door de gootsteen te spoelen.

Waterstof is inderdaad niet de "alternatieve energiebron", zoals je in de gemiddelde .ppt van vage beleggingsclubjes kan vinden. Het is een kale energiedrager, met een significant aantal nadelen.
Groot voordeel is dat het van die energiedragers die bewaard kan worden diegene is, die een interessante "sweet spot" weet te vinden tussen kosten van opslag en efficiency van omzetting. Beiden zijn bij waterstof niet perfect, maar de combinatie is redelijk uniek en bruikbaar.
In een omgeving waar de verwachte "echte" veranderingen in energiebronnen ervoor zorgen dat er een vrij acute vraag naar energieopslagmethodes bestaat, is waterstof dus meer dan een hype (een hype die helaas erg veel nuttigs vertroebelt ).

Oftewel: Als je waterstof wilt gebruiken in een situatie, waarin alleen maar het vervoeren van energie nodig is, dan ben je in beginsel dom bezig. Maar zodra andere voordelen om de hoek komen, zoals vooral het kunnen overstappen van piek- naar dal- stroom als energiebron, kan het -iig. in theorie- best een goed idee zijn.

[Mr.Aargh]

De efficiency van het omzetten van bepaalde stoffen (zoals water) naar H2 en O wordt waarschijnlijk niet meegenomen in bovenstaande berekening.
Evenals het meenemen van de benodigde hoeveelheid brandstof de geavanceerdere motor (en gewicht van bijbehorende bescherming om te voorkomen dat de trein een grote bom wordt) en organiseren/bijtanken en vervoer naar en van H2 depots.

De haalbaarheid lijkt mij nog niet zo groot, alhoewel bovenstaande infrastructuur natuurlijk ook al aanwezig is voor diesel.

Geen idee hoeveel H2 kwa energie nodig is om alle treinen in Nederland te laten 'draaien' ?

Edit: Energie H2 is 143 MJ/Kg (ter vergelijking die van benzine is 46,4)
Aanvulling voor bovenstaande: De energie efficiente van omzetten van water naar waterstof (en zuurstof) ligt tussen de 50 en 80% in de meest positieve omzettingen. Dit is nog exclusief het verlies van alle omzettingen na de "verbranding" van H2 en die van de "motor".
Edit2: 65MJ/km is een ruwe schatting (volgens Wikipedia tov de TGV met minder start/stop onderbrekingen en ander gewicht),. Bovenstaande betekent dus dat er 3KM per Liter H2 gereisd kan worden. Uiteraard ontbreekt alle info over gewicht/hoeveelheid passagiers etc. Dus als iemand de hoeveelheid energie per passagier per KM kan leveren, het liefste een link naar een technical paper. Of een betere interpretatie van onderstaande gegevens.
http://en.wikipedia.org/w..._in_transportation#Trains

[Reactie gewijzigd door Mr.Aargh op 23 juli 2024 18:08]

[AlexanderB]

alleen voordat je n kilo waterstof hebt meegenomen, n kilo benzine giet je in n plastic of stalen kannetje van niets en neem je zo mee..

[2playgames]

Wat is lichter, een kilo veren, of een kilo lood?
Even zwaar, dus waarom zou er verschil zijn

[Roland684]

Er zijn genoeg verschillen...
Zo heb ik persoonlijk liever dat iemand een kilo veren op mijn hoofd gooit dan een kilo lood, drinkt een kilo water prettiger dan een kilo ijs, heb ik liever een donzen kussen van een kilo dan een loden kussen van een kilo en gaat het mij vele malen makkelijker af een kilo water in een emmertje te vervoeren dan een kilo stoom.

Allemaal een kilo, maar toch zijn er verschillen.

[Anoniem: 201824]

Het is ook een liter waterstof, en een liter benzine natuurlijk Dan is er wel degelijk een verschil.

[GigaDave56]

Wat is lichter, een kilo veren, of een kilo lood? (2playgames)

Een kilo veren blijft drijven, nuff said. (Vrij naar oude Klokhuis sketch)

[CDL76]

Als je waterstof onder druk brengt word het vloeibaar, net als LPG.

[AlexanderB]

alleen zo'n drukfles van n liter weegt wel n aantal kg, en n jerrycan nog niet eens 1 (en daar past 5 liter in)..

wat is zwaarder, n kilo lood of n kilo veren? n kilo lood past in je vuist, n kilo veren heb je n hele baal. n kg waterstof is als gas enorm, en als drukfles heel zwaar verpakt, n kg benzine is niet groot of moeilijk te verpakken.

[bollewolle]

inderdaad, ik heb mij ook al meermaals afgevraagd of de mensen er eigenlijk wel rekening mee houden dat er behoorlijk wat energie nodig is om effectief waterstof aan te maken. Heb zo de indruk dat mensen het de normaalste zaak van de wereld vinden maar lichtelijk vergeten dat waterstof bijna niet in zijn pure vorm voorkomt in de natuur.

[Anoniem: 44174]

zonnecellen en windmolens gebruiken om het te maken, het is allemaal niet zo moeilijk zolang er in mogelijkheden ipv onmogelijkheden wordt gedacht.

[Mr.Aargh]

Ook als je zonnecellen en windmolens gebruikt daalt de efficientie.

Vergelijk: "omzetten naar elektriciteit" met "omzetten naar waterstof" - 20 tot 50%, "omzetten naar elektriciteit".

Hiermee wil ik niet zeggen dat tussenvormen efficienter kunnen zijn, maar dat er nog veel energie verlies optreed in deze vormen.

Energie verlies van opwekking van energie of direct verkrijgen door de NS en vervolgens door transport over 1800V bovenleidingen (die relatief veel verlies hebben in vergelijking met 220k bovenleidingen van hoogspannings masten).

[Reactie gewijzigd door Mr.Aargh op 23 juli 2024 18:08]

[Anoniem: 201824]

Wat is de schade van dat energieverlies precies? (bij waterstofgebruik) De natuur raakt er voorzover ik weet niet door beschadigd.

En als waterstof voor de energieproductie een algemeen goed wordt, zullen ook die processen voor de energieopwekking op basis van waterstof (en het produceren ervan) zeker verbeteren.
Uiteindelijk moet je bedenken dat wij niet meer zo afhankelijk zullen zijn van die niet-duurzame en vervuilende energiedragers zoals aardolie, gas en kolen. En welke nu steeds schaarser en duurder (zullen) worden. Dat is waar het om draait. Ook is energieverspilling geen issue op dit moment, dus waarom daar over vallen?

Whats the point dan nog bij de inefficiëntie van omzetten van water naar deelproduct waterstof, en die weer naar electriciteit??

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 201824 op 23 juli 2024 18:08]

[Koen75]

Yep, en die zetten we bij jou in de tuin en op het dak, ik hoop dat je niet ergens drie hoog achter woont met een schotel aan je balkon

[Pb Pomper]

Je moet niet vergeten dat er voor veel hele grote bedrijven een enorm belang hangt bij het succes van waterstof.
Autofabrikanten die gigantische investeringen hebben gedaan in brandstofceltechnologie (bijvoorbeeld BMW) en nog belangrijker de bedrijven die straks waterstof gaan produceren, distrubueren en dergelijke. Het zou toch wat fijn zijn als we weer een "controleerbare" voorraad brandstof hebben (zoals nu met benzine, diesel etc).

Bij electrisch rijden heb je alle infrastructuur al. Je hebt hierbij ook een tussenstap minder. Je hoeft immers maar eens energie "om te zetten". In theorie is dit dus het meest aantrekkelijke alternatief. Het probleem zit echter nog in de accu's, maar de ontwikkelingen daarbij gaan redelijk hard.

Aan de andere kant zijn er ook (zoals al eerder genoemd) ontwikkelingen bij de productie van waterstof (algen bijv). Electrolytisch geproduceerd waterstof is sowieso een inefficiente brandstof.

We zullen het zien

[SRI]

Je moet er ook rekening mee houden dat een elektromotor met een brandstof cel een aanzienlijk hoger rendement heeft (>80% geloof ik) dan de conventionele verbrandingsmotoren ( <30%).

Tevens hoeft waterstof niet per se met elektriciteit gemaakt te worden maar kan bijvoorbeeld ook met bacterien (of algen ofzo iets en de techniek ontwikkeld zich razendsnel en dit zou het zeker een nog veel grotere impuls geven).

[Roland684]

En wat zou het rendement van een elektromotor met een snoer (=bovenleiding) zijn?
Er wordt gewoon een tussenstap, opgeslagen energie, toegevoegd en opslag van electriciteit is momenteel niet efficient, ook niet in de vorm van waterstof

[Anoniem: 59888]

Je moet er ook rekening mee houden dat een elektromotor met een brandstof cel een aanzienlijk hoger rendement heeft (>80% geloof ik) dan de conventionele verbrandingsmotoren ( <30%).

Het gaat hier om het vervangen van elektrische treinen met een elektromotor door treinen met waterstofaandrijving. Een vergelijking met verbrandingsmotoren is dus totaal niet relevant.

Overigens ligt de efficiency van een elektromotor vaak boven de 90%, die is dus hoger dan die van een verbrandingsmotor en ook hoger dan het door jou genoemde rendement van een brandstofcel.

[SRI]

Daarom was het ook een reactie op iemand ander zijn post, daarin begon hij over rendementen en verbrandingsmotoren (ivm dat je ook verbrandingsmotoren kan gebruiken in plaats van waterstof).

[CDL76]

Die omzetting van water naar waterstof en zuurstof is dat dan de totale omzetting van de ingaande stof naar waterstof?

Of de energie efficientie? Ik denk namelijk de eerste, dan zou het via steam - methane reforming gaan, wat wel efficient is qua omzetting, maar niet qua energie. electrolyse is qua omzetting ook wel efficient als je lang genoeg wacht, maar qua energie nog minder.

[Joop557]

We moeten ook niet vergeten dat op dit moment onze electriciteitscentrales overcapaciteit hebben en ook draaien voor het rail netwerk. Ze weten namelijk helemaal niet wanneer en hoeveel Megawatt eelctra er op een bepaald moment exact nodig is, wel ongeveer. En daaromn wordt er veel energie verspild. Dit zou enorme verspilling tegengaan en het lijkt me dan ook een heel erg goed idee. Vooral als Prorail zelf zich met de productie van waterstof en wel dichtbij het spoor en op vele plekken, bezig kan houden. Dan wordt het gevraar bverminderd, zijn er minder uitvalproblemen en meer bijtank mogelijkheden.
Belangrijkste blijft volgens mij dat de nationale megawatt capaciteit omlaag kan.

[Blitzkrieg_Bob]

Zeg, maar waterstof meenemen in grote hoeveelheden in explosieve tanks is toch niet de enige manier? Ik meende ergens gelezen te hebben van een manier om een normale benzinemotor een hybride motor te maken die met de stroom die de motor voor de accu opwekte waterstof produceerde uit water met zout of een ander stofje om de geleiding te verbeteren. Het scheen een in de VS relatief veel gebruikte manier te zijn om brandstof te besparen in de VS door gewoon een jampotje water met 2 geleiders aan je accu te hangen en een slangetje om de waterstof met de benzine mee te voeren. Er was zelfs een grapjas die het systeem wat doorontwikkeld had door de stroom te pulseren en hij kon het zelfs mett alleen maar water doen. Hij reed op 6 gallons water met soda van coast to coast.

ik geloof dat de 'botste' manier, met de jampotjes dus een besparing van zo'n 40 - 90% op de brandstof opleverde, en de potjes moeste misschien eens in de 3 weken opnieuw gevuld worden. Zo is er bij een normale automotor hooguit een halve liter waterstofgas aan boord omdat het tijdens de rit gegenereerd wordt, volstrekt ongevaarlijk dus.

Ik zoek het nog wel even op.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_fuel_enhancement
da's een stukje over waterstof-injectie met benzinemotoren.

http://www.spiritofmaat.com/archive/feb2/carplans_doc.htm
http://www.spiritofmaat.com/archive/watercar/h20car2.htm
manier om een auto om te bouwen + verificatie vh. proces

[Reactie gewijzigd door Blitzkrieg_Bob op 23 juli 2024 18:08]

[mcDavid]

Ik meende ergens gelezen te hebben van een manier om een normale benzinemotor een hybride motor te maken die met de stroom die de motor voor de accu opwekte waterstof produceerde uit water met zout of een ander stofje om de geleiding te verbeteren.

in plaats van:
benzine -> beweging

wil je dus naar:
benzine -> elektriciteit -> waterstof -> elektriciteit -> beweging

En dan moet het rendement omhoog gaan zei je?

Lijkt me stug.

[Blitzkrieg_Bob]

dat zei ik niet, bij mij lijkt het meer op dit

benzine -> beweging + electriciteit (bij het opstarten)

en daarna

benzine + (electriciteit + water -> waterstofgas) -> beweging + electriciteit

[onkl]

De meerwaarde van die techniek zou 'm zitten in een stationaire (en dus efficientere) benzinemotor. Het lijkt me niet dat dat dat voor treinen, die (vergeleken met auto's) een relatief stabiele snelheid hebben, veel meerwaarde heeft.

[Anoniem: 131162]

Even om het drama verhaal van de hindenburg aan te stippen: van alle passagiers waren er "maar" 36 doden. (van de 100 zoveel aan boord). Vergelijk het overlevingpercentage van 60% met een huidige vliegramp, dan lijkt waterstof ineens niet zo onveilig meer.

Face it: als er nu een benzinemotor zou worden uitgevonden zou deze ook niet worden toegelaten. Lawaai, Licht ontvlambare stinkende brandstof, Welke slecht voor het milieu is ingeval van lekkage, en ook nog eens onder het wrak druipt en daar blijft branden. Ook nog eens slecht voor je huid als je er mee in aanraking komt.

[Nightjar]

Na alle fantastische ideeen en de scheikundige analyses gelezen te hebben..

Meen ik mij een andere discussie te herinneren... (bron: de Ingenieur 2004)

http://www.movares.nl/NR/...INGR12_13_p52_54_25KV.pdf

Hier staan alle bovenleidingspanningen van Europa keurig opgesomd en ook dat de NS een besluit neemt om over te gaan naar wisselspanning in 2012..

[MartijnDutch]

Ik vind het wel een origineel plan. Al die energie die nu verloren gaat in de kabels (weerstand!) win je dan. Kan prima geloven dat dit efficiënter is.

Al blijf ik volhouden dat een trein op zichzelf niet een erg efficient apparaat is. Iemand toevallig een idee hoeveel KG staal per stoel meegesleept wordt? Je moet het allemaal in beweging krijgen, en zeker in NL op die korte stukjes schiet dat niet op. Allemaal op de motor!

[Reactie gewijzigd door MartijnDutch op 23 juli 2024 18:08]

[SRI]

Een trein is veruit efficiënter per passagier per kilometer in vergelijking met auto's of dergelijke vervoersmiddelen. Zoals ze hierboven mij al zeiden komt dit voor een groot deel door de lagere rol- en luchtweerstand.

[timofp]

Dat klopt natuurlijk wel, dat een trein vele malen efficiënter is, een auto is dan ook niet efficiënt voor lange afstande (wel foor korte). maar dit maakt niet dat treinverkeer niet efficiënter kan. Zeker voor zoals aangegeven de kortere afstanden kan men beter lightrail of dergelijke gebruiken dan die 'zware' treinen.

[Pb Pomper]

Laten we vooral niet vergeten dat de makkelijkste manier om de efficientie van de trein te verhogen heel simpel is. Het verhogen van de treinbezetting. Dat is natuurlijk waar dit werkelijk om gaat. Wat heb je immers aan een superefficiente trein als er bijna niemand in zit?
Je wilt een X aantal personen van A naar B hebben. Als iedereen met de trein gaat is het natuurlijk vele malen efficienter dan dat de helft met de auto en de andere helft met de trein gaat.
Het is natuurlijk leuk als je de efficientie van de trein zelf kan verbeteren, maar ik vermoed dat dit in het niet valt vergeleken met de bezettingsgraad. En je kan maar 1 keer je geld uitgeven.

Misschien moeten we het wel net zo doen als in India Ik ben er van overtuigd dat ze daar een enorm hoge efficientie hebben als het aankomt op het vervoer van een persoon.

[Reactie gewijzigd door Pb Pomper op 23 juli 2024 18:08]

[SRI]

Voor korte afstanden moet je gewoon de fiets pakken is nog (over het algemeen) goed voor je gezondheid ook =)

[Boxman]

Verloren energie aan kabelweerstand wordt eenvoudig overkomen door het voltage op te schroeven. Vandaar ook de "hoogspanningsleidingen". De hoeveelheid energie die 'verloren' gaat in de bovenleidingen is verwaarloosbaar ten opzichte van de energie die de trein zelf gebruikt.

[Ronald]

echter draait nederland nog steeds op 1500 volt, en trekt een 1600 serie tot 5 megawatt..

ouch... veeeeel ampere, veel verlies

[Boxman]

Klopt, daarom zeg ik ook dat het overkomelijk is door het voltage omhoog te krikken. Hier is men al mee bezig, NS wil graag overschakelen op 25kV, en dat is op sommige trajecten al gebeurd. De Betuwelijn draait als ik me niet vergis al op 25kV.

Tevens wordt om de weerstand te beperken gebruik gemaakt van een dubbele stroomvoerende draad (is je misschien wel eens opgevallen in de trein).

Anyway even een kleine rekensom. Ik ga even uit van een moderne dubbeldekkertrein, die volledig beladen gemiddeld 1.6MW verstookt:

De stroom door de draad is I = P/V = 1.600.000/1500 = 1066A.

Aannames:

- De leidingen zijn van koper, soortelijke weerstand 1.67 exp -8 Ohm meter
- Totale doorsnee oppervlak is 500 mm2
- Gemiddelde afstand tussen trein en stroomkasten langs het spoor is gemiddeld 150 meter.
- Het energieverlies tussen energiecentrale en stroomkast wordt verwaarloosd aangezien dat wel op fatsoenlijk voltage gaat.

We krijgen met R = rho * L / A een gemiddelde weerstand van 0.05 Ohm. Dus is de energie gedissipeerd in de bovenleiding P = I^2 R = 57kW.

Het lijkt veel, maar in perspectief met het vermogen dat de trein zelf trekt is het bijna niks. Slechts 3.5% van het totale vermogen gaat in de kabel verloren. Natuurlijk is er ruimte voor verbetering, en daar is men dan ook druk mee bezig.

[Reactie gewijzigd door Boxman op 23 juli 2024 18:08]

[Bacchus]

De NS cs. zien helemaal niets in het overschakelen naar 25kV AC voor het hele net. Om te beginnen rijden er precies twee typen treinen die erop kunnen rijden (Thalys en ICE, op de Betuweroute rijden Traxx, dacht ik) en kunnen van het andere materieel alleen het DD-IRM ervoor omgebouwd worden. Verder is de winst bij de gebruikelijke snelheden (max. 140 km/u voorlopig) ontzettend klein en zit het ATB in de weg.

Als het Nederlandse net een ander elektrisch systeem krijgt dan wordt dat eerder het Belgische 3kV, dat is veel eenvoudiger in te bouwen.

En een kleine aanvulling op je berekening: die gaat (natuurlijk) uit van het maximale vermogen dat de trein trekt, bij een constante snelheid is het opgenomen vermogen veel minder.

[Boxman]

Leuk dat je met vakjargon en afkortingen smijt, komt erg professioneel over verder (chapeau hoor), maar als je het begrijpelijk maakt voor de 'plebs' zodat we ook snappen wat je zegt, zou dat ook fijn zijn (Thalys, ICE, Traxx, DD-IRM, ATB).

Wat betreft je aanvulling, van de cijfers die ik heb kunnen vinden is 1.6MW het gemiddelde verbruik, dus over een gehele reis zeg maar. Het piekvermogen ligt namelijk nog wat hoger. Als je andere cijfers hebt zou ik die graag horen, maar dit is wat ik heb kunnen vinden.

[Reactie gewijzigd door Boxman op 23 juli 2024 18:08]

[Bacchus]

Nou goed, verklarende woordenlijst dan:
Thalys = snelle trein naar Parijs
ICE = snelle trein naar Duitsland (tot Frankfurt dacht ik)
Traxx = locomotief op de Betuweroute
DD-IRM = nieuwste "treinstel" van de NS, die dubbeldekkers die er sjiek uitzien maar matig rijden.
ATB = Automatische Trein Beïnvloeding, een systeem om te controleren en te beheren wat alle treinen en seinen doen en dat op elkaar af te stemmen.

Ik ken geen specifieke getallen voor vermogens maar heb wel het idee dat 1,6 MW erg veel voor continue is, dat zou betekenen dat de ~500 (natte-vingerwerk) treinen van de NS samen zo'n 10% van het opgewekte elektrisch vermogen in Nederland verbruiken.

[Koen75]

maar de nieuwe baanvakken zijn toch echt uitgerust met 25 kV

[Anoniem: 215257]

De treinen voor de korte stukjes zijn ook meestal stoptreinen of sprinters die een stuk lichter zijn..

[AlexanderB]

euh, treinen hebben veel lagere rol en luchtweerstand dan een auto of bus, en de electrische aandrijving is veel efficienter dan al die individuele benzine en dieselmotoren in auto's, daarbij zijn de stukken tussen stations vele malen langer dan het gemiddelde stop-start gebruik in de stad en in de file..

[Anoniem: 201824]

Die treinen zijn inderdaad niet zodanig gemaakt dat er kilo's staal bespaard werden, dat is zeker. Maar zo'n trein moet volgens mij ook weer niet te licht worden, vanwege de stabiliteit zou ik denken.

[nottofret]

@engibenchi
Je zou voor efficiënte regulering van windenergie best gebruik kunnen maken van een bassin in zee dat je leegpompt met een heel windmolenpark. Ik heb dit al een keer bedacht en bij EZ neergelegd. Nooit meer wat van gehoord. Het is daarvoor, begin jaren 80 geloof ik, al een keer door de TU bedacht en laatst hebben ingenieurs het weer opnieuw bedacht. Ik vermoed dat ergens een enorm sterke lobby zit die dit tegenhoudt.

Diezelfde lobby pleit al jaren met redelijk succes voor een Europees elektriciteitsnetwerk om ondermeer windparken van de Middellandse met die van de Noordzee te verbinden. Dat geeft wel botweg vergelijkbaar verlies als opslag in waterstof maar de gevestigde netbeheerders vangen het geld.
Energieproducenten mikken op een variant waarbij je oude mijnen vol en leegpompt omdat je dan geen infrastructuur zou hoeven aanleggen. Bijkomend voordeel is dan natuurlijk dat de gevestigde energieproducenten het geld opstrijken.

Het is maar goed dat de onze overheden de winsten uit de gasbelangen alleen gebruiken voor de staatsschuld en voor duurzame energie. Anders zou Nederland gigantisch achterblijven op duurzaamheid. O, wacht... Woonde ik maar in Overijssel.

[sopsop]

Waarom in zee? NL heeft als voordeel dat het onder zeeniveau ligt. Je kunt dus prima je bassin aan land bouwen. En dat in de windstille uurtjes langs de waterturbine vol laten lopen.