Travagem regenerativa nos comboios: quando se aproveita a energia
O que acontece à eletricidade gerada quando um comboio trava e por que motivo a sua recuperação depende da rede, de outros comboios e dos equipamentos instalados.
O essencial
Ao travar, os motores de tração podem gerar eletricidade em vez de a consumir. Essa energia pode alimentar outros comboios, regressar à rede ou ser armazenada, se a instalação o permitir; o excedente pode dissipar-se em resistências.
O que significa recuperar energia ao travar
A travagem regenerativa permite que os motores elétricos de tração mudem de função durante a desaceleração: em vez de consumirem eletricidade para mover o comboio, podem gerá-la enquanto este reduz a velocidade. A energia produzida pode ser aproveitada no sistema ferroviário, mas não é reutilizada automaticamente em todos os casos.
É importante distinguir duas questões. Uma é o comboio gerar eletricidade ao travar; outra é existir uma instalação capaz de a receber e uma procura que a possa utilizar. Se estas condições não coincidirem, o excedente pode acabar por ser dissipado nas resistências do próprio comboio. Por isso, não existe um valor universal de energia recuperada nem de poupança aplicável a qualquer linha.
Fontes desta secção: Adif: subestaciones reversibles y recuperación de energía de frenado ↗ · Treatment of regenerative braking for metered operators on the DC network ↗
- Gerar eletricidade durante a travagem não garante que esta seja toda aproveitada.
- O destino depende do sistema de alimentação e da procura disponível.
- A energia que não é recuperada pode ser transformada em calor nas resistências.
Do motor de tração ao sistema elétrico
A eletricidade gerada tem de encontrar um percurso compatível com a instalação. Numa linha eletrificada, pode passar para o sistema de alimentação e ficar disponível para outros consumos. No entanto, as características da rede, a sua configuração e o que estiver a acontecer nesse momento condicionam a possibilidade de a energia sair do comboio e ser aceite.
Fontes desta secção: Treatment of regenerative braking for metered operators on the DC network ↗
Para onde pode ir a eletricidade recuperada
Uma possibilidade é a eletricidade alimentar outro comboio que esteja a acelerar ou a circular na mesma zona elétrica. Na rede convencional de corrente contínua, a Adif explica que a energia regenerada pode ser aproveitada por outros comboios da mesma secção elétrica. Numa rede de terceiro carril descrita pela Network Rail, o aproveitamento também depende da existência de outro comboio próximo a consumir eletricidade.
Outra opção é devolver o excedente à rede elétrica geral. Para isso, a infraestrutura tem de permitir que a energia flua nesse sentido. A Adif descreve a instalação de inversores em subestações como uma forma de tornar reversível a alimentação de tração e devolver à rede de alta tensão energia que, de outro modo, não seria aproveitada na secção.
A Adif também distingue esse caso das linhas de alta velocidade com corrente alternada, nas quais descreve a devolução da energia de travagem à rede de alimentação como algo que ocorre naturalmente. Esta diferença não deve ser entendida como uma regra igual para todas as instalações: a conceção específica da linha determina como a energia é gerida.
O armazenamento é outra possibilidade, mas não deve ser dado como garantido. A Adif já referiu projetos relacionados com o armazenamento de energia gerada através da travagem regenerativa; isso não significa que todas as linhas disponham de sistemas de armazenamento instalados.
Fontes desta secção: Adif: subestaciones reversibles y recuperación de energía de frenado ↗ · Adif: proyectos de recuperación de energía de frenado ↗ · Third rail ↗ · Memoria medioambiental 2019 ↗
Travagem regenerativa, resistências e travões de fricção
A travagem regenerativa e a travagem por resistências partem do mesmo princípio: os motores geram eletricidade durante a desaceleração. A diferença está no destino dessa energia. Se puder ser aproveitada na rede, é recuperada; caso contrário, a Adif indica que o excedente pode ser dissipado nas resistências do comboio, transformando-se em calor.
A recuperação elétrica pode reduzir a utilização dos travões de fricção, mas não os elimina. Por isso, ao falar de travagem regenerativa, não se deve imaginar um comboio que dependa exclusivamente da recuperação de energia.
A comparação seguinte resume a função de cada opção, sem pressupor que todos os comboios ou linhas gerem a travagem da mesma forma:
| Sistema | O que acontece | Resultado possível |
|---|---|---|
| Regenerativo | Os motores de tração geram eletricidade ao desacelerar. | A energia pode alimentar outros comboios ou regressar à rede, se a instalação o permitir. |
| Por resistências | A energia elétrica gerada é dissipada nas resistências do comboio. | É transformada em calor, em vez de ser aproveitada na rede. |
| Travões de fricção | A recuperação elétrica pode reduzir a sua utilização. | Isso não significa que desapareçam. |
Fontes desta secção: Adif: subestaciones reversibles y recuperación de energía de frenado ↗ · Virgin Pendolino fleet clicks up 100 million miles ↗
Que condições permitem aproveitá-la
Para avaliar uma linha específica, convém verificar as condições de alimentação, a procura e os equipamentos instalados:
Fontes desta secção: Adif: subestaciones reversibles y recuperación de energía de frenado ↗ · Treatment of regenerative braking for metered operators on the DC network ↗ · Third rail ↗
- A alimentação permite devolver eletricidade ou partilhá-la com outros comboios?
- Há consumos próximos na mesma secção elétrica quando ocorrem as travagens?
- A linha dispõe de subestações reversíveis ou de outras soluções de armazenamento?
- É medida a eletricidade gerada, a que é entregue à rede e a que é efetivamente aproveitada?
Como calcular o aproveitamento numa linha específica
Não existe uma percentagem de recuperação válida para todas as linhas. Para a estimar, seria necessário estudar, pelo menos, quanta energia os comboios geram ao travar, quanta chega à instalação de alimentação e quanta é consumida, devolvida à rede ou armazenada. Também seria necessário identificar a configuração elétrica da linha e as secções em que esses fluxos podem ser partilhados.
Uma avaliação prática deveria comparar a energia gerada com a efetivamente aproveitada, durante um período representativo e com informação sobre a circulação e a procura. Se apenas se conhecer a energia produzida a bordo, não se sabe que parte encontrou um consumo ou uma infraestrutura capaz de a receber. E, se for observado apenas um período específico, os resultados não devem ser apresentados como um valor universal.
Para interpretar uma afirmação sobre poupança, verifique que grandeza está a ser medida, em que linha e com que equipamentos. Sem esses dados, o mais prudente é explicar o mecanismo e as suas condições, sem prometer uma percentagem.
Fontes desta secção: Adif: subestaciones reversibles y recuperación de energía de frenado ↗ · Treatment of regenerative braking for metered operators on the DC network ↗ · Third rail ↗
- Reunir registos da energia gerada durante as travagens e da energia efetivamente recebida pela rede.
- Documentar o tipo de alimentação, as secções elétricas e a presença de subestações reversíveis ou de sistemas de armazenamento.
- Relacionar as travagens com o consumo de outros comboios durante o mesmo período.
- Apresentar separadamente a energia gerada, a energia recuperada e o excedente dissipado.
Toda a energia gerada quando um comboio trava regressa à rede?
Não. Pode ser aproveitada por outros comboios ou devolvida à rede, se a instalação o permitir; o excedente pode ser dissipado em resistências.
A travagem regenerativa elimina os travões mecânicos?
Não. A recuperação elétrica pode reduzir a utilização dos travões de fricção, mas não significa que estes desapareçam.
É possível indicar uma percentagem de poupança para qualquer linha?
Não de forma universal. Para a calcular, são necessários dados sobre a energia gerada e aproveitada, a alimentação da linha e a procura disponível.
