С 19 ноября городской транспорт во Французском городе Брест усилен фуникулером с двумя кабинами вместимостью до 60 человек и перевозящими людей над рекой Пенфелд на расстояние более 400 метров с затратами энергии, которые близки к нулю. За этим достижением стоят французские компании Bartholet France и Seirel, считающиеся технологическими лидерами в этой области, а сама работа была выполнена при поддержке компании Leroy-Somer.
Метрополии Брест необходимо улучшить сообщение между берегами реки Пенфелд и для этого решено было построить фуникулер. При длине в 420 метров он свяжет центр города с новым районом Капуцинов, который был построен на 16 гектарах, ранее занимаемых военной базой. Конструкция разработана на оригинальном и инновационном принципе, когда две линии пересекаются в виде «эстакады», впервые примененном в международной практике. Две кабины проходят одна над другой, вместо того, чтобы проходить параллельно на одном уровне, как это обычно делается, при таком эстакадном принципе работы обе кабины подходят к одной платформе. Размер системы и посадочных станций, а так же сопутствующие инженерные и строительные расходы при этом снижаются. Это особенно важно в среде европейского города, где свободное пространство ограничено. Этот инновационный подход так же позволил сохранить здание станции Капуцинов, которое является историческим памятником и находится под охраной. Обе кабина проходят по единственному металлическому пилону, который вписывается во внешний вид доков и их кранов. Каждая кабина подвешена на двух тросах диаметром 50 мм, натянутых с усилием 88 тонн. Эффект противовеса в основном сводится на нет, поскольку две кабины в основном движутся одновременно.

НИЗКОЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ

Одной из задач, поставленных Метрополией Бреста являлось применение решения с низким уровнем потребления энергии. Идея таким образом состояла в возврате энергии торможения, но оператор энергосистемы до этого не сталкивался с системами возврата электроэнергии обратно в сеть.

Законодательная база в данном случае существует, например для солнечной энергетики, но в случае Бреста, когда система циклически потребляет, а затем возвращает энергию в сеть короткими циклами эта законодательная база не работает. Таким образом решением стало сохранение энергии в супераккумуляторах во время опускания кабин для того, чтобы использовать эту энергию для последующего подъема.

Компания Bartholet France выиграла тендер на поставку фуникулера, а компания Seirel Automatismes, эксперт в электротехническом оборудовании и системах автоматизации — на систему привода троса. «Мы провели переговоры с несколькими поставщиками и оказалось, что только Leroy-Somer имеет опыт в данном виде применений и так же имеет возможность изготовить систему электропривода целиком», объясняет Томас Савин, менеджер проекта в Seirel Automatismes.

Сердцем системы (привода кабеля) является два асинхронных электродвигателя IMfinity LC 315 (300 кВт 1500 об/мин 460В) с водяным охлаждением, собранные на одном валопроводе по схеме ведущий-ведомый. Установка обеспечивает возможность двойного резервирования, поскольку для перемещения троса (на пониженной скорости) достаточно только одного электродвигателя из двух. Электродвигатели управляются двумя инверторами Powerdrive MD2S, которые питаются синхронными выпрямителями Powerdrive MD2R, подключенными к силовой сети. DC/DC конвертер производства Leroy-Somer обеспечивает управление суперконденсаторами M65V385F, разработанными Blue Solutions (Bolloré Group). Суперконденсаторы специально разработаны для работы в промышленных применениях и больших мощностей. Удовлетворяя наиболее требовательным стандартам и спецификациям, суперконденсаторы заряжаются и разряжаются за несколько секунд и обеспечивают наработку в нескольку сотен тысяч циклов.

Преобразователь Powerdrive MD2 использует три режима работы: рекуперативный синхронный выпрямитель по технологии AFE, инвертор для электродвигателя и DC/DC конвертер для управления суперконденсаторам

”Это достижение не было бы возможным без опыта Leroy-Somer в инжиниринговых проектах», сообщает Guillaume Bourgoint, менеджер по рыночным применениям Leroy-Somer.  “Опираясь на широкую линейку электродвигателей и приводов, основанных на различных технологиях, мы предлагаем нашим заказчикам адаптированые решения в приводе и системах автоматизации. Раз так, комплектный электропривод, состоящий из электродвигателя с водяным охлаждением IMfinity LC, характеризующийся низким шумом и высокой удельной мощностью, с инвертором Powerdrve MD2 со специально адаптированной системой питания является для нас очевидным решением с учетом данным на спецификация и ограничений применения».

 Схема установки

 

«Мы высоко ценим опыт, которым с нами поделился Leroy-Somer и помощь на этапе исполнения проекта. Более того, имея одно контактное лицо, отвечающее за весь электропривод является прекрасной гарантией работоспособности всех частей изделия для нас. Именно поэтому предпочтительным была работа с одним поставщиком по всему электроприводу в целом. Традиционно мы использовали преобразователи частоты другого бренда, но конфигурирование преобразователей Leroy-Somer Powerdrive MD2 является интуитивно понятным и простым и не вызвало трудностей», добавляет Томас Савин.

В случае пропадания питания, в аварийном режиме, обеспечиваемом дизель-генератором с генератором LSA 44.3, так же изготовленным Leroy-Somer, система обеспечивает возврат кабин на станции. Безопасность всей установки в целом проверена от начала до конца и обеспечивает защиту от любых случайностей. 

«Впервые фуникулер включает в себя систему накопления энергии с батареями. Это достижение является прямым образом нашей компании, которая может выполнить наиболее сложный инженерные проекты и без сомнения является вдохновителем других проектов по всему миру», объясняет Николя Шапю, Управляющий директор Bartholet France.

ТИХИЙ И КОМПАКТНЫЙ

«Другим вызовом проекта была установка электродвигателя в непосредственной близости от пассажиров. Передовая конструкция требует, чтобы электродвигатель устанавливался в нескольких сантиметрах над стеклянной кабиной. Поэтому оборудование должно быть тихим и компактным для обеспечения эргономики установки и комфорта пассажиров. И в этой области Leroy-Somer отрывается от конкурентов с электродвигателями IMfinity LC», добавляет Николя Шапю.

С жидкостным охлаждением, асинхронный электродвигатель IMfinity LC на 25% компактнее чем электродвигатели, охлаждаемые воздухом. Их уровень шума снижен на 10-20 dB и обеспечивают оптимальную акустическую обстановку. Этот выигрыш объясняется эффективностью цепи охлаждения, которая полностью окружает активную часть электродвигателя. Модульная конструкция и класс эффективности Premium IE3 делают этот электродвигатель одним из самых совершенных в серии IMfinity. «Серия IMfinity LC с диапазоном мощностей от 150 кВт до 1,5 МВт является идеальной для случаев, когда электродвигатель расположен близко к оператору или пользователям. Он удовлетворяет быстро увеличивающимся требованиям по акустической безопасности персонала и пользователей, связанному с работающим оборудованием», Объясняет Гиойм Бургуа.

СУЩЕСТВЕННЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Траектория движения данного фуникулера особенно подходит для системы рекуперации электроэнергии, поскольку она использует запасенную энергию при подъеме и опускании, т.к. точки начала и окончания движения находятся на одном уровне.

Энергия потребляется для перехода через точку пересечения и как только она пройдена, фаза опускания дает энергию торможения, которая может быть использована для следующего подъема, таким образом существенно снижения стоимость электроэнергии.

«Это достижение может потенциально быть использовано в других промышленных применениях, таких как лифты», объясняет Томас Савин. «Теоретическая экономия энергии составляет более 90% и основным узким местом на сегодняшний день являются суперконденсаторы. В данной задаче суперконденсаторы выбраны исходя из емкости, обеспечивающей хранение половины требуемой энергии, и это выливается в инвестиции около 200 000 Евро. Эта стоимость возможно быстро снизится в будущем».