太阳能发电直供的火车，晚上还能跑吗？

就目前 英国铁路部门Network Rail 正在投资数十亿美元用于电气化英国的铁路线，加上可再生能源发电的增加，意味着到2050年，英国的火车旅行可能会大幅度减少碳排放。

然而，在许多农村地区，电网已经达到了分布式能源生产和电力供应的极限，意味着对于该地区的电气化铁路的层层阻碍。

英国帝国理工学院与10:10团队以及其他合作伙伴为了应对这一地区性尴尬，正在共同研究如何将太阳能供电直接使用在火车上！

领导可再生牵引项目的10:10说：“太阳能在峰值时刻的能源产值与火车峰值需求的电力或多或少的会匹配，不过我们却没有把两者联系起来，让太阳能发电运用在火车的消耗上。我确实相信这是一个发挥创新思维的真正机会。”

该团队的计划当然是完全独特的创新，他们谋求将太阳能电池板直接连接安装到向列车提供电力的线路上，这将绕过电网，以便面板能够在最需要时精确地提供电力。

虽然这听起来很容易，但10:10团队是第一个尝试它的人，这项创新在世界其他任何地方都没有人这样做。

这项工作可能会对世界各地电气化铁路网络的商业应用产生广泛的影响，而且通过消除连接电网的需求，它还将为中小规模的可再生能源开发项目开辟数千个新站点。

最初该项目考虑的是转换“第三轨道系统”的可行性。这些“第三轨道”通过靠近地面的电力线向机车供电。它们具有将太阳能电池板提供的电力与直流电相匹配的优点，并且使用与750V直流电的铁路网相似的电压。

但是这个系统只用在英国大约三分之一的轨道上，团队认为在这一项目上保持简单很重要，从长远来看将会带来可观收益。

伦敦帝国理工学院能源期货实验室主任蒂姆·格林教授解释说：“许多铁路线都穿越太阳能发电潜力巨大的地区，而在这些地区，现有的电力网络难以接近。我认为把重点放在分布式能源发电机与铁路系统融合的基础上，可以带来很多好处。”

集中在第三轨上，团队将建立如何将太阳能电池板的直流电与直流铁路线相匹配，而不必在中间转换成交流电。即使是这种“简单”的第三轨系统，团队也有很多担心。

首先，大多数铁路网上的第三条铁路也用于信号通讯，因此注入功率会导致通讯问题。其次有一个关于二次电源的安全和整合的问题，还有以及如何管理、何时将太阳能产生的电流发送到第三轨上等问题。

该项目的这些技术方面将是伦敦帝国理工学院和涡轮动力系统（TPS）的研究人员之间合作攻克的主要议题。

帝国理工学院是英国最好的研究学院之一，它的经验是对电网中可再生能源的整合和管理，而TPS负责铁路部门电力的分配和管理。Leo说：“TPS和帝国理工真的给了我们全套的技术方案。我们不可能有更好的合作伙伴来研究如何将太阳能和我们的火车结合起来了。”

技术集成是一回事，但证明这些系统的财务可持续性至关重要。这是10:10团队需要研究的部分，南社区能源组织（CES）将在该项目中发挥作用。投资和建设太阳能发电计划受到2015年末政府政策变化的影响，但信心正在通过购电协议（PPA）蔓延。 

10:10 与CES在社区能源计划和这些安排方面有着广泛的经验。这些长期的购电协议PPA是专门向可靠的工业消费者发出的，他们可以承诺通过数十年的时间跨度购买开发商产生的每个单位的电力。

对这项创新来说，电力铁路运输是一个白天能量消耗很高的长期客户，虽然作为客户电力火车消耗电量大可以通过PPA的协议，但问题是太阳能电池板的最佳使用地区还是比较有限，如何才能让供电量与使用量完美匹配是关键，他们的工作将有助于确定将可再生能源与运输系统直接相连的市场规模。

Leo说：“我不认为有比电力火车更适合PPA协议的项目了”。

“农村的铁路线更是如此，这个项目将为全国乃至更远的地区开辟全新的新能源与基建投资的机会，同时也是进一步深入使用可再生的清洁能源，减少碳排放，顺应未来趋势的改变！”

除了英国，印度也在谋求太阳能直接给铁路供电，不过貌似有点简单粗暴，不知实际运用起来怎么样。

来源：基建共享原创文章，转载请注明出处。

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