Inginerie genială. Trenul electric care circulă fără fire și fără să-și reîncarce vreodată bateriile

Compania australiană Fortescue, una dintre cele mai mari deținătoare de mine din lume, a dezvoltat în ultimii ani şi o serie de tehnologii inovatoare de energie regenerabilă, producţie de hidrogen şi propulsie electrică. Mai nou, Fortescue va avea și un tren electric construit cu o inginerie de-a dreptul genială, numit Infinity Train. Potrivit piataauto.md, calea ferată pe care va circula trenul nu are fire, iar bateriile acestui tren nu trebuie încărcate.

Trenul electric care circulă fără fire și fără a-și reîncărca vreodată bateriile folosește o inginerie genială. Acest tren îşi produce singur propria electricitate, folosind cu inteligenţa fizică şi gravitaţia, notează piataauto.md.

Ideea acestui tren a fost anunţată de australieni încă acum 3 ani, în 2022, construcţia lui fiind încredințată diviziei Fortescue Zero, responsabilă de asemenea proiecte inovatoare, dar inițiativa a venit de la o echipă de ingineri elveţieni, care au reuşit să-i convingă pe australieni de viabilitatea acestui proiect, informează sursa citată. A urmat achiziţia unei companii de inginerie feroviară pentru acest proiect, iar apoi şi semnarea unui acord cu compania Downer, cu experienţă în ingineria trenurilor şi logistica feroviară. Iar acum această primă locomotivă a fost livrată.

Locomotiva electrică produsă acum e o convertire a unei locomotive General Electric, produse în 1988. La originea sa, locomotiva era una diesel-electrică, de 4.400 CP, iar formula diesel electrică însemna că exista un motor V16 diesel, cu rol de generator electric, care producea electricitatea pentru electromotoarele de tracţiune, care propulsau roţile. Acum, însă, locomotiva a fost complet reconfigurată şi e una electrică, fără niciun motor diesel pe ea.

Trenul electric care circulă fără fire și fără a-și reîncărca vreodată bateriile. Cum este posibil

Locomotiva minune a fost transportată pe o platformă specializată în cadrul unei operaţiuni de transport agabaritic pe o distanţă de peste 1.100 km, din Perth, acolo unde a fost construită, până în Pilbara, acolo unde ea va munci. Şi aici ajungem la cea mai interesantă parte, a ingineriei sale datorită căreia nu are nevoie de încărcare.

Locomotiva va avea de tractat un şir lung de vagoane şi va transporta minereu de fier de la minele din regiunea Pilbara din Australia, situate în nord-vestul ţării, la circa 150-200 km de ţărm. Minereul trebuie să ajungă în portul Hedland, pe o linie de cale ferată de peste 160 km lungime, care e privată şi aparţine celor de la Fortescue.

Până acum, pe această cale ferată minereul era transportat cu locomotive diesel. În prezent, australienii de la Fortescue dispun de 54 de locomotive şi 16 garnituri de tren, fiecare garnitură având 244 de vagoane şi 2.8 km lungime! O asemenea garnitură transportă 34.404 tone simultan. Compania australiană consumă anual 82 milioane de litri de diesel pentru aceste transporturi.

Noul tren Infinity va folosi principiile şi avantajele energiei potenţiale din fizică

Noul tren Infinity va folosi aceleași vagoane, în esenţă, dar va utiliza principiile şi avantajele energiei potenţiale din fizică. Minele din Pilbara, de unde trenul îşi încarcă minereul, sunt situate la 550-740 de metri altitudine, în timp ce portul e situat la aproape 0 metri altitudine. Secretul e în faptul că trenul parcurge cei 160 km de cale ferată în coborâre cu vagoanele încărcată, generând o cantitate uriaşă de electricitate şi stocând-o în baterii.

Ulterior, după ce-şi descarcă minereul de fier în port, trenul va face o călătorie de 160 km înapoi, în urcare, dar o va face cu toate vagoanele descărcate, având nevoie de mai puţină energie decât cea pe care a generat-o la coborâre.

Desigur, nu există perpetuum mobile şi dacă trenul ar fi coborât şi urcat cu aceeași greutate proprie n-ar fi avut suficientă energie pentru drumul la urcare. Însă aici surplusul vine de la greutatea mult mai mare a trenului la coborâre, care se traduce în energie potenţială mult mai mare convertită în cinetică şi electrică prin recuperare la coborâre.

De fapt, cele 34.400 tone de minereu de fier transportat — deci cu atât mai mult va cântări trenul la coborâre, au înglobată în ele o cantitate de energie potenţială de circa 60 MWh la 650 de metri altitudine. Chiar dacă luăm în calcul eficienţa de recuperare de 80-85%, după care o eficienţă de 90% a încărcării şi descărcării bateriilor şi încă 5-10% de pierderi la invertoare şi tracțiunea locomotivei, tot ajungem la circa 42 MWh de electricitate generată în coborârea de la o altitudine medie de 650 de metri la 0 metri.

Elvețienii au construit și un camion minier care funcționează pe același principiu

Pentru propulsia trenului gol înapoi, la dimensiunea uriaşă şi pentru numărul uriaş de vagoane pe care-l are, ar fi nevoie de o energie de circa 26,5 MWh. Prin urmare, cei 42 MWh generaţi la coborâre acoperă cu mari rezerve cei 26,5 MWh necesari la urcare, existând şi o marjă de circa 15,5 MWh.

Această marjă e prevăzută pentru cazurile când punctul de încărcare e situat la altitudine mai mică, sau când trenul are nevoie să frâneze, sau orice alte scenarii. Dar ideea generală e că, întotdeauna, trenul va produce mai multă electricitate la coborâre decât va consuma la urcare, ceea ce înseamnă că periodic trenul ar putea chiar să deburseze excesul de electricitate generat în rețeaua electrică a minei.

Nu e perpetuum mobile, ci doar inginerie inteligentă, cu folosirea isteață a legilor fizicii! Şi nu e primul asemenea caz din lume, inginerii elveţieni care i-au convins pe australieni au un asemenea camion minier care funcţionează în munţii din Elveţia pe acelaşi principiu. Iar acum, după primul tren livrat în Australia vor mai urma minim alte 3 trenuri similare, pentru a înlocui total locomotivele diesel de pe această rută şi a nu mai consuma nimic din cei 82 milioane de litri de diesel de până acum.