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Energiespeicher

Der hohe Leistungsbedarf von Straßen- und Stadtbahnen beim Beschleunigen und die geringe Versorgungsspannung von 600 Vdc oder 750 Vdc führen dazu, dass eine Energieversorgung in schienengebundenen Nahverkehrsnetzen ein wichtiger Bestandteil der Infrastruktur ist. Die Versorgung der Fahrzeuge erfolgt über Gleichrichterunterwerke (GUW), die im Wesentlichen aus einem Transformator, einem passiven Gleichrichter und einer Schutzbeschaltung bestehen. Durch diesen einfachen und robusten Aufbau ist die Oberleitungsspannung ungeregelt und das GUW kann lediglich Energie einspeisen.

Moderne Straßen- und Stadtbahnen können regenerativ bremsen und so die Effizienz bei der Energieversorgung erhöhen. Beim Bremsen wird zunächst der Energiebedarf auf dem Fahrzeug (bspw. für die Klimaanlage/ Heizung usw.) gedeckt. Die überschüssige Bremsenergie wird versucht ins Oberleitungsnetz einzuspeisen. Die Aufnahme der Energie durch das Netz ist allerdings nur möglich, wenn ein Bedarf an Energie in unmittelbarer Umgebung des bremsenden Fahrzeugs besteht. Andernfalls wird die Bremsenergie von den Bremswiderständen auf dem Fahrzeug in Wärme umgewandelt und kann nicht weiter genutzt werden.

Mit Energiespeichern kann die ungenutzte Bremsenergie zwischengespeichert und somit die Energieeffizienz des Straßenbahnnetzes erhöht werden. In Straßen- und Stadtbahnanwendungen gibt es dabei zwei Positionierungsmöglichkeiten: mobil auf dem Fahrzeug oder stationär entlang der Strecke. Zusätzlich wird auch zwischen der Form der Speicherung unterschieden. Für die mobile Anwendung bevorzugt Kondensator- und Batterie-Speicher und bei stationären zusätzlich auch Schwungradspeicher verwendet. Die unterschiedlichen Speicherkonzepte haben alle  Vor- und Nachteile und der Einsatz ist vom Einzelfall abhängig.

Am Teilinstitut Bahnsystemtechnik wird an den Einsatzbedingungen für die unterschiedlichen Energiespeicher geforscht. So sollen Fragen zu der Eignung von Energiespeichern für unterschiedliche Einsatzszenarien, aber auch zur Wirtschaftlichkeit der Energiespeicher beantwortet werden. Dafür werden Betriebsstrategien und neue Anwendungen entwickelt und untersucht.