Impiego di dispositivi di accumulo a supercondensatori per sistemi di trasporto a guida vincolata in ambito urbano: un algoritmo di controllo a massimo recupero energetico

In considerazione delle sempre crescenti problematiche connesse all’uso dell’energia nei sistemi di trasporto collettivo elettrificato, a seguito dell’incremento della domanda della trazione ecosostenibile nei centri urbani, il lavoro di tesi presenta una soluzione ingegneristica atta a migliorare l’efficienza energetica di un sistema di trazione a guida vincolata. In particolare è stato proposto l’impiego di un sistema di accumulo elettrico a bordo con tecnologia a supercondensatori.
Il lavoro di tesi presenta un algoritmo di controllo integrato con l’azionamento di propulsione per la gestione ottimizzata in real-time dei flussi di potenza tra il sistema di accumulo e il power train durante le diverse condizioni di marcia del vincolo. Obiettivo del controllo è la massimizzazione del recupero energetico a bordo durante le fasi di frenatura elettrica dei motori, oltre che a migliorare i profili di tensione della linea di contatto e la qualità dell’alimentazione riducendo al minimo l’intervento sugli impianti esistenti.
Dopo uno studio descrittivo delle principali configurazioni topologiche delle linee di contatto, delle configurazioni delle reti di alimentazione e dei principali elementi costitutivi un impianto di trasporto elettrificato urbano, si è considerato il caso studio della linea B della metropolitana di Roma. Sulla base dei dati forniti da MetroRoma, sono
state simulate diverse condizioni di esercizio della rete analizzando gli andamenti delle tensioni e delle correnti sia con il sistema di accumulo che in assenza. Il lavoro di tesi è stato completato, inoltre, con una parte sperimentale, avvenuta in sala macchine del DIEL, dove sono state effettuate diverse prove su un banco, dimostrando l’efficacia della strategia di controllo proposta.