14tuotantotavalla on pelkistetyssä energiaan keskittyneessä kysymyksenasettelussa merkittävä rooli.Liitteen luvussa 3 on käsitelty tarkemmin sähkön eri tuotantomuotoja.Taulukossa on esitetty belgialaisen joukkoliikenne- ja energia-asiantuntijan Harry Hondiuksen laskelmattäydennettynä Suomen arvoilla sekä VTT:n ajoneuvotekniikan tutkimusprofessori Nils-OlofNylundin osin VTT:n tekemiin mittauksiin perustuvat laskelmat. Hondiuksen laskelmat ovat moottorista-pyörällevertailuja. Nylundin laskelmissa otetaan myös polttoaineen jalostuksen hyötysuhdehuomioon (well-to-wheel).Euroopan eri alueilla tuotetaan sähkö varsin vaihtelevilla tavoilla. Tätä kuvaamaan on Hondiusvalinnut johdinauton energiatehokkuutta tarkasteltaessa saksalaisen tuotantomallin. Olemme itselaskeneet lisäksi vastaavan laskelman Helsingin tuotantomallin mukaan. Saksassa on voimalaitostentavoitearvona nk. kombivoimalaitos, jossa diesel- tai kaasuturbiini on sarjassa höyryturbiininkanssa, jolloin päästään n. 60 % energiahyötysuhteeseen voimalaitoksella. Helsingissä oma tuotantotapahtuu yhdistettynä lämmön ja sähkön tuotantona (CHP – Combined Heat & Power), jolletyypillisesti ilmoitetaan n. 90 % hyötysuhde. Nylund käyttää sähkön tuotannon hyötysuhteena kaasullatapahtuvan sähköntuotannon hyötysuhdetta (Ecofys 2010-raportti).Myös siirtoverkon häviöt ovat Euroopan eri alueilla erisuuruiset, koska jännitetasot ja siirtoverkonrakenne ovat erilaiset. Suomessa kantaverkko ja muut runkoverkon osat on rakennettu varsinmyöhään, mikä on mahdollistanut edullisten jännitealueiden valinnan. Tasasähköosuudessakinmeidän on mahdollista säästää valitsemalla 750 V -järjestelmä vanhemman, mutta yleisesti vieläkäytetyn 600 V -järjestelmän sijaan. Näistä syistä Helsingin energiahyötysuhde onkin korkeampikuin Saksan vastaava tulos.Dieselbussin hybiridisoinnilla ja jarrutusenergian talteenotolla on VTT:llä mitattu saatavan 25 %säästö polttoaineenkulutuksessa. Johdinautoille energian talteenotosta esimerkkinä voitaneen pitääVossloh-Kiepen antamaa tietoa Van Hool/Vossloh-Kiepe 18 m niveljohdinautojen vastaanottokokeistaMilanossa. Siellä mitattiin jarrutusenergian talteenoton osuudeksi noin 30 % kokonaisenergiasta.Dieselbusseissa osa jarrutusenergiasta on jo nyt pystytty hyödyntämään matkustamon lämmitykseen.Johdinautojen kohdalla jarrutusenergian mahdollisia hyödyntämiskohteita ovat lämmityksenja ajomoottoreiden lisäksi ilmastointi ja sähkökäyttöiset toimilaitteet. Siirrettäessä energia ajoneuvonulkopuolelle ajojohtojärjestelmään aiheutuu siitä jonkin verran siirtohäviöitä. Samalla tavallasäilöttäessä jarrutusenergiaa akkuihin tai muihin energiavarastoihin aiheutuu häviöitä. Lisäksienergiavarastot lisäävät ajoneuvon painoa ja pienentävät hyötykuormaa.
15Hyötysuhdetarkastelua: Dieselbussi, Dieselsähköinen hybridi, JohdinautoDiesel & hydromekaaninenvaihteisto (Hondius)Dieselistä omakäytön jälkeen42 %JohdinautoSaksassa (Hondius)JohdinautoSuomessa (Hondius,Mättö, Lähdetie)Dieselhybridi(Nylund, VTT)Johdinauto(Nylund, VTT)hyötysuhdeDiesel-sähköinensarjahybridi (Hondius)hyötysuhdeDieselistä omakäytönjälkeen 42 %hyötysuhdehyötysuhdehyötysuhdehyötysuhdeLauhdevoimalaitosCHP-voimalaitosPolttoaineenMaakaasuun perustuva(Keski-Eurooppa) 60 % (Helen) 90 % jalostus 87 % sähköntuotanto 47 %380 - 150 kV verkko 98 % 110 - 400 kV verkko 99 % Dieselmoottori 40 % Sähkön siirto 95 %150 - 6 kV jakelu 98 % 20 -110 kV jakelu 99 % DC-syöttöasema 97 %DC-syöttöasema 97 % DC-syöttöasema 97 % 750 VDC ajojohto 96 %600 VDC ajojohto 95 % 750 VDC ajojohto 96 % Apulaitekäytöt 97 %Hyötysuhde ennenvoimansiirtoa 42 % 42 % 53 % 82 % 35 % 40 %VoimansiirtoHydromekaaninen vaihteistoGeneraattori jatasasuuntaajaGeneraattori jatasasuuntaajakäytössä vainhidastuksissavapautuvanGeneraattori jatasasuuntaajakäytössä vainhidastuksissavapautuvan93 %93 %energiantalteenotossaenergiantalteenotossa VoimansiirtoInvertteri, moottori,55 % voimansiirto, renkaat 70 %IGBT-vaihtosuuntaaja 98 % IGBT-vaihtosuuntaaja 98 % IGBT-vaihtosuuntaaja 98 %sähkömoottori 93 % sähkömoottori 93 % sähkömoottori 93 %kardaani 99 % kardaani 99 % kardaani 99 % kardaani 99 %tasauspyörästö 95 % tasauspyörästö 95 % tasauspyörästö 95 % tasauspyörästö 95 %Voimansiirron hyötysuhde 87 % 80 % 86 % 86 % 55 % 70 %Hyötysuhde pyörällä 37 % 33 % 46 % 70 % 19 % 28 %Jarrutusenergianuudelleenhyödyntämisenvaikutus -- 20%Johdinauto kahdellavetävällä akselillaJohdinauto kahdellavetävällä akselilla2 x 17,5%2 x 17,5% 25 % 25 %Lähteet:Dr. Harry Hondius, Zürich 18. - 19. marraskuu 2008, New Horizons for Urban Traffic, Kann der Hybridbus den Trolleybus ersetzen ? (Voiko hybridibussi korvata johdinauton?)Suomennos Raimo Mättö/Artturi Lähdetie, 10.2.2010Energiateollisuus ry, Sähkön käyttö ja verkostohäviöt 2008Nils-Olof Nylund, TEC TransEnergy Consulting, muistio "Kommentteja johdinautoliikenteen hankeselvitykseen 11.3.2011"Taulukko 2.5.1 Johdinauton, dieselbussin ja hybridibussin hyötysuhteen tarkastelua. (Hondius2008, Nylund 2011).2.10 Apumoottorilla varustetut johdinautotKäytännöksi on viime aikoina muodostunut varustaa johdinautot jonkinlaisella apuvoimanlähteellä.Polttomoottorikäyttöisellä apuvoimanlähteellä varustettuja johdinautoja voidaan ajaa tarvittaessailman johtimia, mutta useimmiten pienehköllä alle 30 km/h nopeudella ja yleensä vain lyhyehköjämatkoja. Apumoottoreiden haitat ovat samat kuin muissakin hybridijärjestelmissä: ne lisäävät massaaeli vähentävät hyötykuormaa, vievät tilaa, sekä aiheuttavat sekä hankinta- että huoltokustannuksia.Pienestä koosta ja vähäisestä käytöstä johtuen, haitat ovat kuitenkin huomattavasti hybriditaiduobussijärjestelmiä vähäisempiä.Tyypillisiä poikkeustilanteita, joissa apumoottoria tarvitaan, ovat reitin varrella sattuneet onnettomuudet,rakennustyöt ja ajojohtojärjestelmän viat. Tällöin voidaan virroittimet laskea alas ja siirtääajoneuvo omalla moottorilla sopivaan paikkaan ajojohdoilla varustetulle reitille. Kuljettajan täytyykäydä palauttamassa virroittimet käsin ajolangoille, mikä on kuitenkin varsin vaivaton ja nopeatoimenpide. Reitille voidaan myös rakentaa automaattisen virroittimien palautuksen mahdollistaviapisteitä. Nykytekniikalla on lisäksi täysin mahdollista rakentaa apuvoimajärjestelmä, jolla voidaanajaa lyhyehköjä matkoja tavanomaisella linjanopeudellakin. Vaatimuksena on riittävän suuren tehonantava energiavarasto sähkökäytön ja polttomoottorin lisäksi.Toinen yleinen apumoottorin käyttötilanne liittyy huoltoihin ja varikkotoimintaan. Varikolla joudutaanajoneuvoa varsin usein siirtämään johtimien ulottumattomissa oleville huoltopaikoille. Huoltohenkilökunnallaei aina myöskään ole lupaa ajaa johdinautoja johtimien kanssa. Mm. Zürichissa huoltohenkilökuntasaa siirtää johdinautoja ainoastaan apumoottorilla.Useimmiten apumoottorina on pieni dieselmoottori, sillä niitä voidaan huoltaa samalla tavalla kuindieselbussienkin moottoreita. Dieselmoottorit ovat tekniikaltaan vakiintuneita ja niitä on yleisestihelposti saatavissa. Usein johdinautot huolletaan dieselbussien kanssa samalla varikolla, jolloindieselmoottorin huolto ei aiheuta suurta lisävaivaa.
- Page 1:
1319.4.2011Johdinautoliikenteen han
- Page 7 and 8:
TiivistelmäsivuJulkaisija: HSL Hel
- Page 9 and 10:
Abstract pagePublished by: HSL Hels
- Page 11 and 12:
8 Kaluston hankintaperiaatteet ....
- Page 13 and 14:
2 Esisuunnitelman tarkentaminen ja
- Page 15 and 16:
tamaa tietoa Van Hool/Vossloh-Kiepe
- Page 17 and 18:
Kuva 2. Johdinauto ja ajojohdot St
- Page 19 and 20:
kysynnän runkolinjoilla, minkä ta
- Page 21 and 22:
3B/3T, 3T/3B, 7A ja 7B. Lisäksi li
- Page 23 and 24:
Taulukko 5. Linjaston ruuhkan sekä
- Page 25 and 26:
Taulukko 7. Raitiolinjat, joille on
- Page 27 and 28:
Ajojohtoverkoston laajuus on 30,1 k
- Page 29 and 30:
tuvilla matkoilla vaihtoyhteys juna
- Page 31 and 32:
Taulukko 14. Linjaston ruuhkan auto
- Page 33 and 34:
3.6 Vaihtoehto C: poikittaislinjatV
- Page 35:
Taulukko 20. Vaihtoehdon C liikenn
- Page 38 and 39:
4 Infrastruktuuri4.1 Katuinfrastruk
- Page 40 and 41:
Taulukko 21. Havaitut päämuutosko
- Page 42 and 43:
4.2.2 Vaihteet ja risteämätJohdin
- Page 44 and 45:
Taulukko 24. Syöttöasemien ja lin
- Page 46 and 47:
Kuva 13. Johdinauton ja raitiovaunu
- Page 48 and 49:
Kuva 15. Yhdistetty valaisin- ja aj
- Page 50 and 51:
Kuva 17. Johdinautolinjaston tiukka
- Page 52 and 53:
5 Johdinautolinjastovaihtoehdon val
- Page 54 and 55:
perusteltu. Tässä mielessä johdi
- Page 56 and 57:
6 Johdinautovarikon perusratkaisu6.
- Page 58 and 59:
Varikolla on oma varavoima-asema, j
- Page 60 and 61:
Kuva 21. Vallilan varikko6.2.5 Johd
- Page 62 and 63:
samanlaista kuin raitiovaunupuolell
- Page 64 and 65: Kuva 25. Ulkokatos.7.1.2 Varikkorak
- Page 66 and 67: Taulukko 28. Varikolla tarvittavien
- Page 68 and 69: 8 Kaluston hankintaperiaatteet8.1 T
- Page 70 and 71: ovet aukeavat ulospäin sivuille. O
- Page 72 and 73: matkustajat ja matkustamoa) ja taka
- Page 74 and 75: 9 Johdinautoliikenteen organisointi
- Page 76 and 77: Itsenäinen liikenneoperaattori voi
- Page 78 and 79: Tähän voidaan jossain määrin va
- Page 80 and 81: 10 YmpäristönäkökohdatYmpärist
- Page 82 and 83: Busseille on olemassa euronormit, j
- Page 84 and 85: Taulukko 38. Päästöistä syntyv
- Page 86 and 87: Taulukko 40. Tieliikenteen meluhait
- Page 88 and 89: 11 Vaikutusarviointi11.1 Vaikutusar
- Page 90 and 91: taisiksi johdinautoon verrattuna, j
- Page 92 and 93: 11.7 Yhteiskuntataloudellinen laske
- Page 94 and 95: 12 JohtopäätöksetTehtäessä pä
- Page 96 and 97: 13 Toteutusaikataulu ja jatkosuosit
- Page 98 and 99: HESS. Johdinautojen kunnossapitokus
- Page 101 and 102: 1Sisällysluettelo1 Johdanto ......
- Page 103 and 104: 3että se käyttää käyttövoiman
- Page 105 and 106: 52 Teknisten vaihtoehtojen tarkaste
- Page 107 and 108: 7Kuva 2.2.1 Sarjahybridijärjestelm
- Page 109 and 110: 92.5 Hybridien energiatehokkuusKaup
- Page 111 and 112: 11Duobusseista on varsin vaihtelevi
- Page 113: 13Jatkuvan johdinyhteyden tarve aih
- Page 117 and 118: 17tymättömät. Yleisin tapa saada
- Page 119 and 120: 19kondensaattoreiden energiasisäll
- Page 121 and 122: 21Kuva 3.1-1 Joustavasti kiinnitett
- Page 123 and 124: 23Taulukko 3.2-1 Kiinnitysten ja aj
- Page 125 and 126: 25Kuva 3.3-1 Johdinauton sähkönsy
- Page 127 and 128: 27Taulukko 3.3-3 Syöttöasemien ja
- Page 129 and 130: 293.5 Ajojohtojärjestelmän esimer
- Page 131 and 132: 31Joustava ajolangan ripustusJousta
- Page 133 and 134: 33Kaarrekisko torin ympäri, Züric
- Page 135 and 136: 35Kääntöorsipylväs, ZürichPylv
- Page 137 and 138: 37Nopeasti ajettava myötävaihde a
- Page 139 and 140: 394 Energia, energiavarastot ja vet
- Page 141 and 142: 414.2 Energiavarastot vuonna 2014-2
- Page 143 and 144: 43umakuilla. Yleisestä uskosta lit
- Page 145 and 146: 45gian ja hyödyntämään sen kiih
- Page 147 and 148: 475 LähteetHua Li; Electric Bus Li
- Page 149 and 150: sillä kyseessä on Helsingin kanta
- Page 151 and 152: Liite 4. Vaihtoehtoiset laskelmat l
- Page 153 and 154: kustannukset. Hybridibussi- ja johd
- Page 155 and 156: 5. Yhteiskuntataloudellinen laskelm
- Page 158: HSL:n julkaisuja 13/2011ISSN 1798-6