NL1036575C2 - Zonne-systeem dat elektriciteit produceert boven spoorlijnen. - Google Patents

Description

Zonne-systeem dat elektriciteit produceert boven spoorlijnen.

De uitvinding heeft betrekking op een systeem waarbij duurzame elektriciteit wordt gemaakt door zonnesystemen [1] te plaatsen boven spoorlijnen. Dit kunnen 5 spoorlijnen zijn van treinen, bovengrondse delen van metro's, van trolleys en van trams [2]. Dit kunnen zonne-systemen zijn met zonnepanelen of met zonnefilm.

Op de portalen boven die spoorwegen kunnen zonnesystemen worden aangebracht die over de hele breedte en over de hele lengte van een spoorweg kunnen worden aangebracht (zie zijaanzicht, figuur 1), naar wens doorlopend 10 over de stationsoverkappingen.

Boven de treinen worden zonnepanelen of zonnefilm geplaatst boven of op de bestaande bovenleidingconstructies. Gebruik kan worden gemaakt van afsteuning op de bestaande staalconstructies van de bovenleidingen van de treinen, de bestaande bovenleidingportalen [3] met daaraan standaard bevestigd de 15 elektriciteitsdraden voor de voeding van de treinen [4], de spandraden voor de ophanging daarvan [5] en de stroomafnemers [6]. Met extra horizontale stalen balken [7] kan boven deze bovenleidingenportalen een extra draagrooster worden gemaakt waarop de zonnesystemen desgewenst worden geplaatst (zie bovenaanzicht, figuur 2). Omdat de bestaande overspanninglengte over het 20 algemeen te groot is, is voorzien dat er een of meerdere extra kolommen [8] tussen de bestaande kolommen (met de nodige verstevigingen) komen om voldoende draagsteun voor het zonnesysteem en de eventueel daarop liggende sneeuwbelasting te verkrijgen en te zorgen voor voldoende sterkte en stijfheid bij orkanen.

25 Visueel ziet het ontwerp er uit als aangegeven in de figuren 3 (doorsnede) en 4 (onderaanzicht).

Bij een gemiddelde breedte van een spoorportaal van (aangenomen) ca 12 m kan bij een totale spoorlengte van ca 2.800 km in Nederland ca 6.200.000.000 kWh duurzame elektriciteit geproduceerd worden, goed voor het 30 elektriciteitsverbruik van ca 2 miljoen huishoudens. Sommige sporen hebben geen bovenleidingen, maar veel spooremplacementen wel en die hebben een veel grote breedte, waardoor er daar over die volle breedte een dergelijk systeem kan komen.

1036575 2

Bij toepassing van zonnepanelen is, bij gemiddeld 0,6 kg C02 uitstoot bij de elektriciteitscentrales per kWh, de C02 reductie ca 3,7 mln ton per jaar bij toepassing van zonnepanelen op alle spoorlijnen in Nederland. De milieukosten zijn 0 (nul) omdat al in eerste jaar de kostprijs al lager al is dan de 5 elektriciteitsprijs voor huishoudens uit het openbare net zonder deze uitvinding.

De werkgelegenheid is bij toepassing van zonnepanelen boven alle spoorlijnen in Nederland bij de montage, dus eenmalig, ca 75.900 mensjaren en voor onderhoud jaarlijks terugkerend ca 1.210 mensjaren.

Omdat de elektrische spanning van de treinbovenleidingen hoog is zou er van 10 daar uit een storend elektromagnetisch veld kunnen bestaan die de opbrengst van de zonnesystemen negatief zou kunnen beïnvloeden. Hoewel de staalconstructie als een kooi van Faraday [9] werkt is toch nog voorzien in het leggen van een elektromagnetische extra isolatielaag, een dun stalen rooster, tussen de treinbovenleidingen en de zonnesystemen. De zonne-systeem-laag wordt 15 daardoor afgeschermd van de elektromagnetische werking van de hoogspanningskabels die onder de portalen lopen waardoor deze beïnvloeding wordt tegengegaan.

Aan weerzijden van de zonnesystemen zijn in langsrichting hemelwateropvang-goten [10] geprojecteerd die het mogelijk maken om 20 hemelwater en dooiende sneeuw op te vangen en gecontroleerd af te voeren of te gebruiken.

Omdat de spoorrails daarmee een overkapping krijgen valt er geen of minder sneeuw en hemelwater meer op de rails en waarschijnlijk ook minder bladeren van de bomen.

25 Om extreme weersomstandigheden het hoofd te bieden zal de staalconstructie geschikt zijn om extreme windkracht op te vangen. Ook een extreme hoge sneeuwbelasting moet zonder problemen worden opgevangen. Smeltend sneeuw kan via de hemelwater-afvoergoten die aan weerzijden in langsrichting komen worden afgevoerd. Indien nodig kunnen extra steunkolommen zijwaarts worden 30 aangebracht.

3

Om het mogelijk te maken dat treinen die ontspoord zijn weer op de rails te krijgen worden er bepaalde openingen [11] in het zonnesysteem vrij gelaten voor doorvoeren van hijskabels. De zonnesegmenten worden zodanig gemonteerd dat ze, als dat nodig is, snel per pakket afneembaar zijn.

5 Vanuit een rangeerterrein kan een begin worden gemaakt voor het aanbrengen van de extra stalen balkenlaag over de bestaande spoorportalen. Het transport van deze balkensegmenten kan over de spoorlengte per spoorsegment gedaan worden met behulp van raderwieltjes die afsteunen in de hemelwaterafvoergoten, die aan weerzijden van het spoor eerst worden 10 aangebracht en die voor dat doel voldoende sterk zullen worden gemaakt. In lengterichting kan dan elk deel en elk volgend deel van uit het rangeerterrein over de eerder aangebrachte stalen balkendeel worden heen geschoven. Als een spoortraject voorzien is van deze extra balkenlaag kunnen de zonnepaneelsegmenten daarna daarover heen worden gerold tot aan het einde 15 van dit spoorsegment en per segment worden gemonteerd. Het volgende segment kan vervolgens achterwaarts met doorlopende trekkabels achter aan gerold worden tot aan het begin van het traject totdat het gehele spoortrajectsegment is overdekt. Daarna wordt de zonne-systeem-bekabeling aangebracht en aangesloten of het elektriciteitsdistributiesysteem. Ter plekke van bepaalde weg-20 en vaarwegkruisingen zal dit ondergronds of op hoogte worden voortgezet.

Het aanbrengen van het zonnesysteem zal deels moeten gebeuren als het betreffende spoortraject spanningsloos is, dus voornamelijk in de nachturen.

Op geschikte plaatsen, bijvoorbeeld ter plaatse van stations en van steden en dorpen, kan de opwekte elektriciteit worden ingevoed in het 25 stationselektriciteitsnet en/of in het laagspanningsnet [12], ter plaats van een voedingsstation bij of in het dorp of bij of in de betreffende stadswijk.

Bij spoortrajecten zonder bovenleidingen waar nu dieseltreinen rijden is deze optie extra aantrekkelijk indien vanuit duurzaamheidmotieven tot elektrificatie van die trajecten wordt besloten. De zonnesystemen boven deze te elektrificeren 30 trajecten zullen dan aanmerkelijk goedkoper uitvallen om dat een deel van de bovenleiding-overspanningskosten dan ten laste komen van de elektrificatie. De meerkosten om er tegelijkertijd zonnesystemen op te zetten vallen in die gevallen gunstiger uit omdat dan alles in één keer kan worden gedaan.

1036575

Claims (1)

1. Een inrichting met het kenmerk dat het duurzame elektriciteit uit zonne-energie produceert boven spoorlijnen. Omdat de zonnesystemen zorgen voor een 5 overkapping van de spoorlijnen zal er minder regen, sneeuw en bladeren op de rails vallen. 1036575