DEMİRYOLU ARAÇLARINDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ VE TASARRUFU

Transkript

1

2 3. Uluslar arası Raylı Sistemler Mühendisliği Sempozyumu (ISERSE 16), Ekim 2016, Karabük, Türkiye DEMİRYOLU ARAÇLARINDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ VE TASARRUFU Ömür AKBAYIR Anadolu Üniversitesi, Eskişehir, Türkiye, Özet Demiryolu tren işletmecileri için en büyük gider; personel ve enerji harcamalarıdır. Enerji; yakıt veya elektrik olarak yükün çekilebilmesi için lokomotiflerde ve tren setlerinde tüketilmektedir. Bu nedenle daha ekonomik taşımacılık yapmak için demiryolu araçlarında enerji verimliliği ve tasarrufu son yıllarda önem kazanmıştır. Bu çalışmada demiryolu araçlarındaki enerji verimliliği üzerine yapılan çalışmalar özetlenmiştir. Anahtar kelimeler: Demiryolu aracı, Enerji verimliliği, Enerji tasarrufu, Energy Efficiency and Saving in Railway Vehicles Personnel and energy costs are the biggest expenses for railway undertakings. Fuel and electricity as energy consume in locomotives and train sets for traction. Energy efficiency and savings in the railway vehicle have gained importance to make economical transportation in recent years. In this study, literary on energy efficiency in railway vehicle are reviewed. Keywords: Railway vehicle, Energy efficiency, Energy saving 1. Giriş Günümüzde evimize almak istediğimiz buzdolabı, çamaşır makinası gibi beyaz eşyaların enerji verimliliğine bakmaktayız. B enerji verimliliği sınıfına sahip bir buzdolabını hiç kimse kullanmak istememektedir. A sınıfı enerji verimliliğine sahip bir buzdolabı B sınıfına göre yaklaşık % 20 daha az enerji tüketmektedir. Diğer taraftan evimizdeki buzdolabını kullanırken kapısını uzun süre açık kalmamasına dikkat etmekteyiz. Eğer açık kalsa da buzdolabı çıkardığı sinyal sesi ile bizi uyarmaktadır. Binaların ısı yalıtımlı olarak yapılması ve kalorifer radyatörlerine termostatik vana takılması zorunlu hale getirilmiştir. Beyaz eşyalarda olduğu gibi binalar için de enerji kimlik belgesi uygulaması bulunmaktadır. Otomatik vitesli otomobillerde aracı ekonomi veya spor modunda kullanabilmekteyiz. Görüldüğü gibi enerji verimliliği ve tasarrufu farkında olmadan hayatımızın her alanına girmiş bulunmaktadır. Enerji talebi günümüzde sürekli artmaktadır. Enerji arzının sınırlı olması enerji fiyatının artmasına neden olmaktadır. Geçtiğimiz yıllarda enerji fiyatları artmasıyla demiryolu işletme giderleri de artmıştır. Dünyada demiryolu sektörünün serbestleşmesi veya özelleşmesi ile demiryollarının ekonomik performansını önem kazanmıştır. Demiryolu işletmeleri emniyeti ve dakikliği ön planda tutarken, hayatta kalabilmek için finansal istikrarı da sağlamaları gerekmektedir. Demiryolu tren işletmecileri işletme giderlerini düşürmeye çalışmaktadır. Demiryolu sektörünün geleceği için enerji tasarrufu ve

3 Akbayır Ö. verimliliği hayati olmuştur. Büyük demiryolu işletmeleri enerji konusunda uzman kişiler istihdam etmeye ve enerji tasarrufu ve verimliliği birimleri kurmaya başlamıştır. Enerji verimliliği ve tasarrufuna yönelik projeler hayata geçirilmektedir. Bu konuya yönelik çalışmalar yapılması için uluslararası projeler finanse edilmiştir. Bunlardan biri; RailEnergy Projesidir. Avrupa Birliği 6.Çerçeve Programı kapsamında 27 katılımcı ile 1 Eylül 2006 da başlayan RailEnergy Projesinin süresi 4 yıl olup bütçesi 14.7 milyon Euro dur. Projenin hedefi 2020 yılına kadar demiryolu sistemindeki enerji tüketimini %6 azaltmayı başarmaktır [1]. Enerji verimliliği ve tasarrufuna yönelik çalışmalar genel olarak dört başlık altında toplanabilir. Bunlar: verimli ve tasarruflu tren kullanma, trenlerde enerji sayacı kullanımı, rejeneratif fren, dizel motorlarda enerji verimliliği. Bu çalışmada söz konusu başlıklar altında özellikle uygulamaya yönelik teknolojiler özetlenmiş ve TCDD nin bu konuda çalışmalarının olup olmadığına bakılmıştır. 2. Verimli ve Tasarruflu Tren Kullanma İnsan faktörü trenlerdeki enerji verimliliğinde büyük etkiye sahiptir. Makiniste bu konuda yardımcı olmak için Makiniste Tavsiye Sistemleri (Driver Advisory System, DAS) kullanılmaya başlanmıştır Enerji Tasarrufu İçin Makiniste Tavsiye Sistemi CATO ve Diğer Yazılımlar CATO isimli enerji tasarrufu için makiniste tavsiye sistemi İsveç te yerleşik transrail şirketince geliştirilmiştir. CATO terimi İngilizce Computer-Aided Train Operation System (Bilgisayar Destekli Tren İşletme Sistemi) in kısaltmasıdır. CATO yazılımı 1999 de geliştirilmeye başlanmış olup; Stockholm Havaalanı gidiş geliş trenlerinde, ARLANDA EXPRESS ve LKAB trenlerinde kullanılmaktadır. CATO ilk olarak 5 Nisan 2011 de İsveç te Kiruna ile Lulea arasında demir yüklü ağır yük treninde uygulanarak gösterilmiştir. Bu teknoloji demiryolu trafik işletmesinde yeni bir çağ açmıştır. CATO yazılımı makinist uyarı sistemi ve trafik yönetiminin tamamını kapsamaktadır. Bu yazılımla; enerji tüketimi % azaltılabilmekte, altyapının trafik kapasitesi % 5-15 azaltılabilmekte, trafik dakikliği artırılabilmektedir. Yazılım tren işletmesinde; ileri matematiksel modelleme, hesaplamalar, simülasyon ve optimizasyon yapmaktadır. Makinist ile trafik kontrolörü arasında etkili etkileşim sağlamaktadır. Markizde makinistin görebildiği ekranda Şekil 1 de görülen tavsiye niteliğindeki optimal hız profiline göre tren kullanılmaktadır. CATO hem dizel hem de elektrikli araçlar için tasarlanmıştır [2, 3, 4]. Makiniste tavsiye sistemleri genel olarak iki türde bulunmaktadır. Birinci türde sistem sadece cer aracına monte edilmiştir. Sistem; trenin uzunluğu, trenin ağırlığı, tren sınıfı, hattın profili ve tarife gibi sabit verileri dikkate almaktadır. İkinci türde ise; cer aracında bulunan sistem trafik kontrol merkezi ile iletişim halindedir. İkinci türde birinci türe ilave olarak değişken faktörler dikkate alınmaktadır. İkinci türde markizdeki ekrandan makiniste verilen bilgi trenin hareketinde önce hesaplanmakta ve değişen koşulları karşılamak için dinamik olarak güncellenmektedir. Her iki türde de makinist önerilen hız profilini markizde bulunan ekrandan kolaylıkla takip edebilmektedir [3].

4 Akbayır Ö. Şekil 1. Makiniste tavsiye sistemi ekranı İsveç te 59,6 km lik Stenbacken Kiruna hattında LKAB trenlerinde CATO yazılımı denenmiş ve Şekil 2 deki grafik elde edilmiştir. Yapılan testlerde % enerji tasarrufu sağlandığı görülmüştür. CATO tarafından hesaplanan teorik minimum enerji kullanımı seyir süresine bağlı olarak şekilde belirtilmektedir. Şekil de görüldüğü gibi CATO suz işletilen trenlerin enerji tüketiminde önemli fark bulunmaktadır. CATO enerji tüketimini minimize etmek için; daima tarifede belirlenen zamanın tamamını kullanmaya çalışmaktadır. Yazılım; cer gücü, frenleme, eğim gibi parametreleri hesaba katarak makiniste hız değişiminin sakin ve yumuşak olmasını önermektedir. Bu sistem için LKAB 7.2 milyon dolar yatırım yapmıştır. Yıllık yaklaşık 1,7 milyon dolar tasarruf yapılması beklenmektedir [3, 5]. Şekil 2. Cato lu ve Cato suz enerji tüketimi. Diğer bir deneme farklı makinistlerin, aynı yolda, aynı trenle, aynı tarifede kullanımları sonucu yapılmıştır. Tüketilen enerji Şekil 3 de mavi renkte + işareti ile gösterilmiştir. Kırmızı çizgi makiniste tavsiye sistemi simülasyonudur. Yeşil çizgi ile daire içine alınmış bölge makiniste tavsiye sistemine uyulması durumunda beklenen tüketim değerleridir. Şekilden anlaşılacağı üzere makiniste tavsiye sistemi trenlerin teknik potansiyelinin tamamının kullanılmasına yardımcı olmaktadır [6].

5 Akbayır Ö. Şekil 3. Farklı makinistlerde enerji tüketimi EETROP (Energy Efficient Train Operation, Enerji Tasarruflu Tren İşletmesi) Standardı RailEnergy projesindeki bazı çalışma grupları gelecekteki cer araçlarının ve altyapıların enerji tüketimini azaltmak için yeni teknolojiler araştırırken, Energy Efficient Timetabling and Driving isimli çalışma grubu mevcut tüm cer araçlarının ve altyapının verimli kullanmanın yollarını araştırmıştır. Bu çalışma grubu güç ve enerji tasarrufu için özel ve kapsamlı bir sistem tasarlamıştır. EETROP; Avrupa Birliği tarafından finanse edilen Demiryolu Enerji Araştırma Programının bir parçası olarak hazırlanmış şu an taslak aşamasında olan bir standarttır. Bu karşılıklı işletilebilirlik standardı ile trenlerin farklı trafik kontrol merkezleriyle yönetilen farklı ülkelerden enerji tasarrufu yapabilir şekilde geçişi sağlanacaktır. EETROP; AC yada DC ile çalışan şehirlerarası trenlerde, bölgesel trenlerde, banliyö trenlerinde, yük trenlerinde, tramvaylarda enerji maliyetlerinin optimizasyonunu amaçlamaktadır. EETROP 4 içerikten oluşmaktadır. Bunlar [3, 7, 8]: EETROP Planlayıcısı: Tren trafiği planları üzerinde enerji verimliliği çalışmaları yapar. EETROP Yöneticisi: Günlük güç optimizasyonunu yapar. EETROP Trafik Kontrolörü (Dispeçer): Tren trafiğinin koordinasyonunu sağlar. EETROP Makinisti: Treni ekonomik olarak kullanır RailEnergy Simülasyon Sonuçları Railenergy Enerji Verimliliği çalışma grubu çerçevesinde verimli sürüş kavramlarının geçerliliğini ispatlamak için birçok simülasyon yapılmıştır. Karşılaştırmalı değerlendirmeler İtalya da Trenitalia nın işlettiği Milano Voghera bölgesel treninde yapılmıştır [8]. Tren; en hızlı işletme sıkı mod, maksimum ivme ile salı verme eko mod, gücün %80 e sınırlandığı lp mode olmak üzere 3 modda kullanılmıştır. Şekil 4 de 3 modun hız profilleri görülmektedir [8].

6 Akbayır Ö. Şekil 4. Sıkı mod, eko mod, lp mod sürüşlerindeki hız profilleri. Eko mod kullanımında sıkı mod a göre % 15 enerji tasarrufu gerçekleşmiştir. lp mod kullanımında ise %15 enerji tasarrufu sağlanmıştır. Eko mod ve lp mod un beraber kullanımında %16 enerji tasarrufu sağlanmıştır [8] Verimli Tren Kullanma İlkeleri Demiryolu araçlarında cer enerjisinden tasarruf yapabilmek için beraber uygulanabilen iki metot vardır: Bunlar [8]: Makinist istenilen hıza ulaşıldığı zaman ceri keser ve treni salar/koyuverir. Cer aracının mevcut gücü sınırlanabilir. Bu da aracın ivmelenmesini azaltır. Gücü sınırlamak; cer gücünün azalmasına ve hız eğrisinin değişmesine neden olur. Şekil 5 de cer kuvveti hız eğimi verilmiştir. Şekilde cer gücü sınırlamasının, cer kuvveti hız eğimine olan etkisi görülmektedir. Burada aderans sınırı tekerleğin yolda kaymadan yuvarlanmasını sağlayan kuvvettir. Tekere aderans kuvvetinden daha yüksek bir kuvvet uygulanırsa teker patinaj yapar. Demiryolu araçlarında maksimum çekim kuvveti aderans kuvvetine eşittir [8]. Şekil 5. Cer kuvveti hız eğimi. Şekil 6 da bu metotların neden olduğu farklı hız profilleri görülmektedir. Bir tren sürüş simülatörü tarafından bu metotların uygun kombinasyonu ile enerji verimli hız profili elde edilmektedir. Böyle bir simülatör ve algoritması bir EETROP sisteminin anahtar parçasıdır [8].

7 Akbayır Ö. Şekil 6. Farklı metotlara göre hız yol profilleri. Tren bir otomobil gibidir. Sakin veya sert kullanılabilir. Aynı güzergâh ve zaman için kullanım şekli farklı enerji tüketimlerine neden olmaktadır [8]. 3. Trenlerde Enerji Sayacı Dizel trenler tarafından tüketilen enerjinin miktarı kullandığı yakıttan kolayca belirlenebilmektedir. Ancak elektrikli araçlarda elektrik katener hattından sağlanmakta olup tüketilen enerji takip edilmek istenirse trene takılı bir enerji sayacına ihtiyaç vardır EN Trende Enerji Tüketimini Ölçmek İçin Avrupa Standardı EN Trende Enerji Tüketimini Ölçmek İçin Avrupa Standardı; Aralık 2012 yılında yürürlüğe girmiştir. Standartta trene montajı yapılacak sayacın özellikleri belirtilmiştir [9]. Bu standarda göre demiryolu aracından enerji faturalandırması için veri 5 dakika aralıkla alınır. Enerji tüketim sayacının teknik olarak trene montajını yapmak oldukça basittir. Katener hattına bağlı gerilim ve akım transdüserleri ile enerji verisi alınmakta, bu veri GPS vasıtasıyla alınan yer verisi ile birleştirilmektedir. Bu veriler GSM vasıtası ile yer sunucusuna gönderilmektedir. Şekil 7 de SBB ye ait Re450 tipi elektrikli lokomotife monteli Microelettrica Scientifica Şirketinden alınan enerji ölçüm sayacı görülmektedir [10].

8 Akbayır Ö. Şekil 7. SBB ye ait Re450 tipi lokomotife monteli enerji ölçüm sayacı TSI larda Enerji Ölçme Sistemi (Energy Measuring System (EMS)) LOC&PAS TSI a göre; tren veya lokomotifin katenerden aldığı ve rejeneratif frenle katenere verdiği enerjiyi ölçen sayaç diğer bir deyişle Enerji Ölçme Sistemi (Energy Measuring System (EMS)) bulunması zorunludur ve EN e uygun olmalıdır. Enerji Ölçme Sistemi karşılıklı işletilebilirlik bileşini olarak değerlendirmeye tabi tutulmaz. Enerji Ölçme Sistemi, bir alt sistem olan tren setinin veya lokomotifin doğrulanmasında değerlendirilir. Enerji Ölçüm Sisteminin servis ömrü boyunca doğru ölçüm yapması istenmektedir. TSI larda tren veya lokomotif üzerindeki sayaçla yer arasındaki iletişim açık nokta olarak tanımlanmaktadır [11] ERESS (European Partnership for Railway Energy Settlement Systems, Demiryolu Enerji Hesaplaşma Sistemleri için Avrupa Ortaklığı) ERESS demiryolu araçlarında sayaca dayalı enerji hesaplaşmasını 2004 de tanıtmaya başlamıştır. ERESS kar amacı gütmeyen 2007 yılında kurulan bir organizasyondur. 7 üyesi bulunmaktadır. ERESS tarafından geliştirilen demiryolu enerji hesaplaşma ve faturalandırma sistemi EREX tüm ERESS üyeleri tarafından kullanılmaktadır. Amacı demiryolu enerji hesaplaşma ve faturalandırma sistemi EREX (European Rail Energy exchange, Avrupa Demiryolu Enerji Değiş tokuşu) yazılımını uygulamak ve geliştirmektir. EREX yazılımı trenlerin tükettiği enerjiyi tam olarak faturalandırmayı mümkün kılmaktadır. EREX, elektrikli trenlerde kurulu sayaçlardan veriyi almakta, verinin doğruluğunu kontrol etmekte, kaydetmekte olup; ulusal ve uluslararası şartlara göre demiryolu altyapı işletmecileri ve demiryolu tren işletmecilerine vermektedir. Demiryolu tren işletmecilerinin kullandıkları enerji için hangi hatta ne kadar ödeme yaptıklarını bilmeleri, onları enerji tasarrufuna teşvik etmektedir. Sayaçlar enerji tasarrufunu görülebilir yapmaktadır. EREX yazılımıyla sayaç verileri doğrulanmakta ve UIC 930 fişindeki gibi diğer demiryolu altyapı işletmecileri ile veri alışverişi yapılmaktadır. EREX yazılımıyla enerji tüketimi demiryolu altyapı işletmecisi tarafından belirlenen ulusal şartlara bağlı olarak 1-5 dakika arasında aralıkla ölçülebilmektedir. Avrupa Birliğinde ülkeler arasında sınır geçişlerinde enerji tüketiminin faturalanması büyük bir problem olup, EREX yazılımı sayesinde bu problemin üstesinden gelinebilmektedir. Yazılım şu anda 4000 den fazla cer aracında kullanılmakta, bu miktarın 5 yıl içinde iki katına çıkacağı beklenmektedir [12, 13] Belçika Yük Treni İşletmecisi NMBS Lojistik te Enerji Tasarrufu ERESS üyesi Belçika yük treni işletmecisi NMBS Lojistik, yük trenlerindeki enerji tüketimini 1 yılda % 25 azaltmıştır. Enerji sayacından gelen verilere göre makinistler hızlarını ve duruşlarını ayarlamaktadırlar. Enerjinin çoğu duruş ve kalkışlarda kullanıldığından; gereksiz duruş ve kalkışlardan kaçınmaktadırlar. Makinistlerin kendi arasında rekabet meydana gelmektedir. Makinist treni ne kadar sarsıntısız (raya paralel ileri geri hareketleri) kullanırsa o kadar az enerji kullanılmaktadır. Frenlemenin yavaş yapılması, daha fazla enerjinin katenere verilmesini sağlamaktadır. Kalkışın yavaş yapılması da enerji tüketimini azaltmaktadır. Bu önlemlerle makinistler bir yılda enerji tüketimini % 25 azaltmayı başarmışlardır [14]. Enerjiyi tüketimini azaltmak için sonraki adımda tren trafiğini yöneten trafik kontrolörlerine (dispeçer) iş düşmektedir. Trafik kontrolörleri kendileri trenin enerji tüketimini azaltmaya yönelik trenin işletilmesi için alternatif önerebilir. Hesaplama hemen yapılır ve tarife gerçek zamanlı değişime maruz kalır [14].

9 Akbayır Ö. NMBS Lojistik gelecekte lokomotiflere elektrik sayacı yanında makiniste tavsiye sistemi de kullanmayı istemektedir [14] Norveç Devlet Demiryolları (NSB) nda Enerji Tasarrufu Norwegian Devlet Demiryolları (NSB) EREX yazılımını 2004 yılından beri kullanmaktadır. 12 yıl önce tükettiği enerjinin yaklaşık %75 ini kullanmaktadır [14] SBB İsviçre Demiryollarında Ölçülen Tüketime Dayalı Faturalandırma İsviçre demiryolları 2012 yılında enerji tasarrufu ve verimliliğine yönelik yeni bir enerji stratejisi kararı almıştır. 600 GWh saat olan yıllık enerji tüketimini 2025 e kadar %20 azaltmayı planlamıştır [10]. SBB de yıllardır tren sınıfına göre (banliyö treni, ekspres yolcu treni, blok yük treni, yavaş yük treni vd.) yaklaşık tüketim çarpanı kullanılarak enerji tüketimi faturalandırılmaktaydı. Yaklaşık tüketim çarpanı; hamton-km biriminde referans ölçümlerle belirlenmekte ve her yıl yayınlanmaktaydı. Tüketim çarpanında yapılan bir değişiklik 18 ay sonra yürürlüğe girebilmekteydi [10]. Demiryolu altyapı işletmecileri; altyapı kapasite tahsisi için demiryolu tren işletmecilerinden altyapı erişim ücreti talep etmektedir. Bu ücret karşılığında trenlerin katener üzerinden elektrik enerjisi ihtiyacı da karşılanmaktadır. Enerji fiyatı altyapı erişim ücretinin % 17 sini oluşturmaktadır yılında SBB de altyapı giderlerinin (işletme va bakım masrafları) %40 ı altyapı erişim ücretinden sağlanmıştır [15]. Ölçülen tüketime dayalı faturalandırma ile bu durumun kökten değişmesi planlanmaktadır. Mevcut araçlar enerji sayacı ile donatılacak ve altyapı erişim ücreti bu sayaçtaki değerlere göre talep edilecektir. Böylece demiryolu tren işletmecileri, işletmecilik giderlerini azaltmak için enerji verimliliğine yatırım yapmaya başlayacaktır. Diğer demiryolu altyapı işletmelerinden farklı olarak SBB; altyapı erişim ücretinin bir kısmında enerji tüketimini faturalandırmaktadır. Günde yüzlerce trenin olduğu düşünüldüğünde her bir tren için hesaplama oldukça zor olacaktır [10]. SBB bunun üstesinden gelebilmek için Şubat 2014 de ERESS in ortağı olmuştur. SBB nin özel gereksinimlerini karşılayabilmek için EREX hesaplaşma modülünde uyarlanmış bir çözüm geliştirilmiştir. SBB nin bu çözümünün amacı; sayaç verilerini altyapı erişim ücreti sürecine tam otomatik entegre etmektir. SBB nin altyapı erişim ücreti hesaplama I-Prix yazılımına; EREX ve EVN den bilgiler gelmekte, enerji tüketimi doğrulanmakta ve fiyat hesaplanmaktadır. Sayaca sahip olmayan trenler için bile, enerji tüketimi gerçek tren işletme verisine dayanılarak belirlenmekte ve belirlenen tüketim çarpanı yayınlanmaktadır. SBB yaklaşık 1200 adet cer aracı işletmektedir. Her bir araca sayaç takmaya başlamıştır yılına kadar tüm araçlara takılması planlanmaktadır. Sayaçlar ve montajı, 2012 yılında yürürlüğe giren EN Trende Enerji Tüketimini Ölçmek İçin Avrupa Standardına göre yapılmaktadır [10]. 4. Rejeneratif Fren 4.1. Taşıt Üzeri Enerji Depolama Sistemleri

10 Akbayır Ö. Rejeneratif fren sonucu elde edilen enerjinin bir kısmı katenere verilmekte, bir kısmı ise dirençlerle ısı enerjisine çevrilerek atmosfere verilmekte diğer bir ifade ile boşa harcanmaktadır. Taşıt üzeri enerji depolama sisteminde, rejeneratif fren sonucu elde edilen enerji araçta bulunan bataryalarda depolanmakta ve aracın tahriki için kullanılmaktadır. Almanya da Mannheim şehrinde kullanılan bir hafif raylı demiryolu aracına taşıt üzeri enerji depolama sistemi takılmış ve Eylül 2003 Kasım 007 arasında 4 yıl boyunca ticari hatta km denenmiştir. Mitrac Energy Saver isimli bu sistem Bombardier ın geliştirdiği ilk jenerasyon taşıt üzeri enerji depolama sistemidir. 4 yıl boyunca aracın tahriki için kullanılan enerjide %25-30 arasında enerji tasarrufunu elde eden söz konusu işletmeci 19 yeni aracı için de 2007 yılında son jenerasyon Mitrac Energy Saver isimli sistemi almıştır [16]. Klohr tarafından yapılan karşılaştırmada; bu sistemin hafif raylı demiryolu sistemleri dışında kullanımının en uygun olduğu yerin bölgesel DMU tren setleri olduğu sonucuna ulaşılmıştır. 5 km lik eğimsiz hatta yapılan çeşitli testlerde taşıt üzeri enerji depolama sisteminin bulunduğu DMU tren setlerinde %32,1 ve %31.4 enerji tasarrufu sağlandığı görülmüştür [16]. Rejeneratif frenden elde edilen enerjiyi depolamak için kullanılan teknolojiler şunlardır: Bataryalar, süper kapasitörler, dönen teker enerjisi, hibrit depolama (batarya ve süper kapasitör). Bunlar içinde hibrit bileşenler gelecek vaat etmektedir. Batarya olarak NiMH ve Li-lon bataryalar tercih edilmektedir [16]. 5. Dizel Motorlarda Enerji Verimliliği 5.1. Dizel Motorda Enerji Verimliliği Elektrifikasyonun olmadığı hatlarda dizel demiryolu araçları kullanılmaktadır. Dizel motorlardaki enerji dengesi Şekil 8 de görülmektedir. Şekil 8. Dizel motor enerji dengesi. Şekil 8 incelendiğinde atık ısının (%33 + %11 + %7) motor gücünü (%41) geçtiği görülecektir. Egzozdan dışarı atılan %33 lük, motor soğutma sistemine geçen %11 lik atık ısının kullanımına yönelik teknolojiler bulunmaktadır. Bunlardan en yaygın olanı DMU tren setlerinde motor soğutma sistemindeki atık ısının trenin ısıtılması için kullanımıdır. Diğer teknolojiler ise egzozdan atılan atık ısıyı kullanarak soğutma yapan absorbsiyonlu soğutma makinası ve clausius-rankine yönetimidir. Motor soğutma sisteminde C sıcaklığında kW, egzozdan ise C sıcaklığında kW atık ısı meydana gelmektedir [17].

11 Akbayır Ö. 7. Sonuç ve Tartışma Optimizasyon algoritmalarının, GSM-R iletişim sisteminin ve bilgisayarların gelişimi ile makiniste tavsiye sistemi kullanımı gelecekte yaygınlaşacaktır. Bu teknolojiyi üreten birden çok üretici olacağı düşünüldüğüne bu sistemin karşılıklı işletilebilirlik için standart hale getirilmesi zorunludur. Bu amaçla geliştirilen taslak EETROP standarttı incelendiğinde trenlerin işletilmesinde enerji tasarrufu ve verimliliği için sadece makiniste iş düşmemektedir. Enerji tasarrufu ve verimliliği; trenlerin yıllık planlanması, günlük planlanması ve trafik kontrolünün trafiği yönetmesi sürecinde dikkate alınmalıdır. Kapsamlı bir yönetim sistemi ve teknik alt yapıya ihtiyaç vardır. Teknik altyapının ERTMS/ETCS ile birlikte çalışması ve ERTMS/ETCS olduğu gibi çeşitli seviyelerden oluşması beklenmektedir. TCDD'nin yapacağı % 20 oranında tasarrufun yıllık katkısı TL olacaktır. TCDD de enerji verimliliği ve tasarrufuna yönelik çalışmaları öncelik verilmesi gerekmektedir. İlk olarak personele enerji verimliliği ve tasarrufu konulu eğitimler ile farkındalığı oluşturmanın faydalı olacağı düşünülmektedir. Kaynaklar [1] Koepf, H., Lauszat, C., Energy Efficient Components, 4 th RailEnergy Workshop, Berlin, 18 Mart [2] Erişim tarihi: [3] Lagos, M., CATO Offers Energy Savings, Railway Gazette International, May [4] Traffic Management of The Future, EURAILmag Business & Technology, Issue 22. [5] Joborn, M., Eco-driving boosts Swedish heavy-haul efficiency, International Railway Journal, 25 January [6] Lindemann, M., DMI and integration of DAS, Railenergy WP 4.3, Berlin, 18 Mart [7] Duby, C., Energy Efficiency in Train Operation, Alstom transport (France). [8] Eriksson, E., EETROP The Key to Efficient Railways, Panel 2 Innovative Energy Efficient Operation, Railenergy, Energy Efficiency Days, Tours/France, [9] EN :2012 Railway applications. Energy measurement on board trains. [10] Introduction of Energy Metering, settlement and billing at SBB. European Railway Review, Volume 22, İssue 1, [11] COMMISSION REGULATION (EU) No 1302/2014 of 18 November 2014 concerning a technical specification for interoperability relating to the rolling stock locomotives and passenger rolling stock subsystem of the rail system in the European Union [12] Erişim tarihi: [13] Smith, K., Are you paying too much for your traction energy?, International Railway Journal, 16 June [14] Erişim tarihi: [15] The train-path pricing system. SBB Infrastructure, July 2015.

12 Akbayır Ö. [16] Klohr, M., Onboard Innovative Components, Railenergy Workshop EE Components, Berlin, 18 Mart [17] Lauszat, C., Potentials and limitations of waste heat usage in Rolling stock, 4th Railenergy Workshop, Berlin, 18 Mart 2009.

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25