Ansaldo TramWave – nowy system zasilania tramwajów

Zasilanie tramwajów w energię elektryczną od lat jest realizowane za pomocą napowietrznych sieci zasilających. Po latach doskonalenia tego rozwiązania udało się osiągnąć wysoki poziom niezawodności oraz przy pewnych staraniach estetyczny jej wygląd. Jednak nie wszyscy odnoszą się optymistycznie do sieci trakcyjnej, a gdy są pieniądze zdarza się, że kaprysy są realizowane. W efekcie tego zapotrzebowania pojawiają się nowe systemy zasilania, których najnowszym dodatkiem jest system opracowywany przez AnsaldoBreda pod nazwą TramWave.

Przez lata wbijano projektantom trakcyjnych systemów zasilających, że mają one być jak najtańsze i gwarantujące jak największą niezawodność, co odnosi się do podstawowych zalet systemu transportowego, który ma być tani i wydajny. Jednak wraz z rosnącą zamożnością społeczeństwa oraz rosnącej świadomości estetycznej projektanci sieci trakcyjnej stanęli przed nie lada wyzwaniem, czyli pogodzeniem tych wymagań z wymogami estetycznymi. W efekcie tego standardowe słupy zostały zastąpione przez stylizowane odpowiedniki, które pełnią również rolę oświetlenia ulicznego. Jednak szkody w świadomości społecznej, jakie poczyniła likwidacja tramwajów i ich pojmowanie jako archaicznego środka transportu, doprowadziły do konieczności znalezienia kompromisu między zwolennikami tramwajów, a widzących w nich element szpecący krajobraz przeciwników tego środka transportu. Pierwszym nowożytnym przykładem tego typu stało się francuskie miasto Bordeaux, gdzie niektórzy mieszkańcy obawiali się „zniszczenia”krajobrazu wokół zabytkowych elementów miasta. Jak każdy kij ma dwa końce, tak i tutaj można powiedzieć, że obie strony miały rację. Z jednej strony niewłaściwie powieszone przewody mogły faktycznie wpłynąć na pogorszenie wyglądu niektórych zabytków, które z kolei przyciągają turystów tudzież kapitał dla miasta. Jednak z drugiej strony zwolennicy tramwajów słusznie twierdzili, że zastosowanie tradycyjnej sieci trakcyjnej będzie tańsze, a jej umiejętne rozwieszenie na słupach oświetleniowych w niczym nie pogorszy perspektywy. Jednak niezależnie od tego miasto Bordeaux jako pierwsze zdecydowało się zamówić system zasilania z trzeciej szyny.

Ze stosownym rozwiązaniem przyszedł koncern Alstom, który zaoferował rozwiązanie określane jako trzecia bezpieczna szyna (APS). O systemie w Bordeaux pisaliśmy szerzej tutaj. Szyna zasilająca jest podzielona na ośmiometrowe zasilane napięciem 750 V DC sekcje, które są oddzielone od siebie za pomocą 3 metrowych izolowanych odcinków. W związku z tym tramwaje są wyposażone w akumulatory, które zapewniają zasilanie na odcinkach izolowanych. Prąd w szynie jest załączany za pomocą sygnałów wysyłanych przez tramwaj drogą radiową, co pozwala na załączanie odcinków, które znajdują się bezpośrednio pod tramwajem. Energia elektryczna jest pobierana za pomocą ślizgacza, a szyny są typowo obiegiem powrotnym. System choć zainaugurowany w 2003 roku, to dopiero w 2005 roku udało się osiągnąć niezawodność taką jaką oferuje system zasilania napowietrznego. Mimo tych problemów, wysokich kosztów budowy oraz eksploatacji na zastosowanie tegoż systemu decydują się kolejne miasta jak Angers, Reims, i Orlean, gdzie również ma on zostać zastosowany jedynie na krótkich odcinkach. Jedynie Dubaj zgłasza zainteresowanie wyposażenia całej swoje sieci w zasilanie systemem APS.

Ponieważ alternatywne sposoby zasilania tramwajów zyskują obecnie duże zainteresowanie, więc Bombardier postanowił opracować swoją własną koncepcję zasilania określaną jako Primove, o czym szerzej pisaliśmy tutaj. Energia przekazywana w tym systemie w sposób indukcyjny pozwala zrezygnować z jakichkolwiek elementów stycznych, jednak poważnym problemem może okazać się wytwarzane pole elektromagnetyczne. Dlatego również tutaj zastosowano podział odcinków na sekcje, które są włączane wraz z ruchem pojazdu. Dla odcinków drogowych oraz zabudowanych w ścisłym centrum miasta przewidziano odcinki o długości 10 metrów, jednak dla wydzielonych tras poza centrum przewiduje się dłuższe odcinki mające nawet 240 metrów długości.

Po tym nieco długim, acz koniecznym wstępie czas przejść do sedna artykułu, którym jest nowy system zasilania za pomocą trzeciej szyny, jaki opracowuje włoski producent AnsaldoBreda. System markowany jako TramWave został zaprezentowany niedawno, bo podczas kongresu UITP w Wiedniu. Pomimo oficjalnej prezentacji producent podaje jedynie podstawowe informacje bez zagłębiania się w sprawy techniczne, co może sugerować, że do komercyjnego zastosowania jest jeszcze dosyć daleko. Choć tak naprawdę rozwiązanie techniczne nie jest nowe i bazuje na opracowanym w latach 1990-tych systemie zasilania trolejbusów. System ten nosił nazwę „Stream”i został zainstalowany w 1998 roku w Trieście. Niestety system okazał się bardzo problematyczny i po sporach władz miejskich z AnsaldoBreda zakończono testy bez dalszych komercyjnych sukcesów.

Wraz ze wzrostem popularności alternatywnych systemów zasilania tramwajów, również miasta włoskie zaczynają zgłaszać zainteresowanie tego typu rozwiązaniami. W związku z tym postanowiono zaadaptować system „Stream”do potrzeb komunikacji tramwajowej, gdzie występuje obecnie jako TramWave. System działa podobnie jak w pierwowzorze, jedynie został uproszczony, co właściwości tramwajów umożliwiają. Podczas gdy w trolejbusie szyna musiała zapewniać zarówno doprowadzenie energii elektrycznej jak i jej powrót, to w przypadku tramwaju jej rola została zredukowana jedynie do zasilania, ponieważ jako powrót funkcjonują szyny. System Tramwawe składa się z trzeciej szyny, która jest w zasadzie wierzchołkiem całego układu. Bowiem pod nią występuje szczelnie zamknięty kanał w którym znajduje się ruchoma część stykowa. Jej ruch jest generowany poprzez elektromagnes. Gdy nad odcinkiem nie ma pojazdu wówczas styk leży na dole powodując uziemienie szyny zasilającej, jednak gdy nad dany odcinek nadjedzie pojazd, wówczas dzięki działaniu siły magnetycznej styk jest podnoszony i w efekcie doprowadza do połączenia szyny zasilającej z szyną doprowadzającą prąd do szyny trakcyjnej umieszczonej pomiędzy szynami jezdnymi. Tramwaj pobiera energię elektryczną za pośrednictwem odbieraka prądu zamontowanego pod podjazdem. Szyna jest podzielona na odcinki o długości zaledwie 48 cm, dzięki czemu jedynie krótki odcinek toru jest pod zasilaniem, podczas gdy pozostałe odcinki są bezpiecznie uziemione. Dzięki wykonaniu kanału jako odpornego na wodę i kurz system ma gwarantować bezpieczne działanie, jednak obecność dużej ilości ruchomych elementów może negatywnie wpłynąć na sprawność systemu oraz na jego długotrwałość. Obecnie AnsaldoBreda testuje ten system na krótkim odcinku toru doświadczalnego w swoich zakładach w Neapolu. Dla celów testowych jeden z tramwajów Sirio został wyposażony w odbierak prądu systemu TramWave, dzięki czemu prowadzone są obecnie testy rozwiązania.

  

Jak widać systemy zasilania tramwajów bez wykorzystania sieci trakcyjnej są obecnie modne. Jednak moda niekoniecznie idzie za praktycznością. Bordeaux walczyło z systemem APS przez 3 lata i w pewnym momencie istniała nawet groźba, że system zostanie przebudowany na w całości zasilany z sieci napowietrznej. Jednak po latach problemów udało się osiągnąć podobną do tradycyjnych tramwajów niezawodność, choć nadal nie udało się usunąć problemów związanych z zimową eksploatacją, co jest dużym mankamentem dla kraju takiego jak Polska. Obecnie swój system chce wprowadzić AnsaldoBreda i pytaniem otwartym jest na ile okaże się on niezawodny i godny zastosowania. Jednak niezależnie od dopracowania systemu zastosowanie nietypowego sposobu zasilania prowadzi w głównej mierze do podwyższenia kosztów budowy systemu oraz jego późniejszej eksploatacji. Kosztów, na które wielu miast najzwyczajniej nie stać i które są zazwyczaj zbędnie ponoszone.