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Siemens reduziert den Energieverbrauch für die Klimatisierung von Strassenbahnen. Heizung, Klima und Lüftung (HKL) können im Extremfall 30 bis 40 Prozent des Energiebedarfs einer Bahn ausmachen. Im Rahmen des Forschungsprojekts EcoTram in Österreich sucht Siemens nun nach Sparmassnahmen, die dennoch keine Abstriche beim Komfort bedeuten, wie das Forschungsmagazin Pictures of the Future berichtet. Um mindestens zehn Prozent sollte sich der Verbrauch für HKL laut den beteiligten Partnern senken lassen. Ziel ist die Entwicklung eines Simulationsmodells zur Optimierung der Klimasysteme einer Bahn.
Pictures of the Future - Die Zeitschrift für Forschung und Innovation
Das Klimatestlabor Rail Tec Arsenal in Wien Foto: Marcel Manhart
Etwa 100.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr verbraucht die Klimatisierung einer modernen Straßenbahn. Von der Isolierung bis hin zur intelligenten Steuerung gibt es unzählige Sparmöglichkeiten.
Zum Beispiel treten extreme klimatische Bedingungen nur an wenigen Tagen im Jahr auf, die Systeme sind aber dafür ausgelegt und dadurch überdimensioniert, was ein Zuviel an Gewicht bedeutet. Mit
Kohlendioxid-Sensoren könnte man die Lüftung an die Zahl der Fahrgäste anpassen. Denkbar ist auch, vor einer Haltestelle oder Tunneldurchfahrt Heizung oder Kühlung entsprechend
einzustellen.
Zur Bewertung dieser Sparideen vermisst Ecotram zunächst den aktuellen Stromverbrauch aller HKL-Komponenten. Dafür machte eine Testbahn im Klimalabor den Wetterablauf eines ganzen Jahres im
simulierten Fahrbetrieb durch. Derzeit ist sie im normalen Wiener Verkehr unterwegs, um die Labordaten mit Feldmessungen anzureichern. Der Datensatz soll aufzeigen, in welchen Situationen und von
welchen Systemkomponenten am meisten Energie verbraucht wird. Sparmaßnahmen werden dann hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Einwirkung auf den Fahrkomfort bewertet. Die Messdaten fließen auch in
eine Simulationssoftware, die das thermische Verhalten einer Straßenbahn auf beliebigen Strecken beschreibt. Damit kann Siemens in Zukunft für Bahnen und jeden Einsatzort die Klimasysteme
wirtschaftlich und energetisch optimieren.
Ecotram startete im März 2010, dauert 18 Monate und wird vom österreichischen Klima- und Energiefonds gefördert. Neben Siemens sind die Technische Universität Wien, die Wiener Linien, das
Klimatestlabor Rail Tec Arsenal, der Klimaanlagenhersteller Vossloh-Kiepe sowie die Schieneninfrastrukturgesellschaft beteiligt. Ein Nachfolgeprojekt soll die ermittelten Sparmaßnahmen in einem
Spar-Bahn-Prototypen umsetzen.
Strassenbahnen werden immer bequemer – doch für Heizung und Kühlung muss viel Energie aufgewendet werden. Im neuen Forschungsprojekt EcoTram wird versucht, Komfort und Energiesparen zu verbinden. Dazu haben sich Rail Tec Arsenal, die SCHIG mbH, Siemens, die Technische Universität (TU) Wien, Vossloh Kiepe und die Wiener Linien in einem Konsortium zusammengefunden. Gefördert wird das Projekt aus Mitteln des Klima- und Energiefonds von der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) im Rahmen von „Neue Energien 2020“.
Zu Beginn startete ein ausführliches Testprogramm:
Ein Zug der Wiener Niederflurstrassenbahn "ULF" wurde im Klima - Wind - Kanal der Rail Tec Arsenal geprüft Foto: Marcel Manhart
Erhebliche Energieeinsparungen als Ziel
Bus, Bim und U-Bahn in Wien benötigen viel weniger Energie als der Pkw-Individualverkehr. Mit dem Projekt EcoTram soll der Energiebedarf öffentlicher Verkehrsmittel im Hinblick auf
Klimaschutz weiter gedrückt werden. Auf eine Flotte von 300 Fahrzeugen und ein energetisches Einsparungspotential von 10 Prozent hochgerechnet, ist eine Reduktion von bis zu 3.000
MWh pro Jahr für die Wiener Linien möglich – das ist der Stromverbrauch einer kleineren Ortschaft oder die Leistung einiger Windräder. Mit der Senkung des Energieverbrauchs könnten jedes
Jahr bis zu 600.000 kg CO2 vermieden werden.
Als international anerkannter Know How Träger für Klimauntersuchungen an Schienenfahrzeugen sieht RTA es als eine wesentliche Aufgabe klimatechnische Forschungsschwerpunkte voranzutreiben und
Projekte wie EcoTram zu initiieren.
Rail Tec Arsenal ermittelt in diesem Projekt den Energieverbrauch der Klima- und Heizungsgeräte der Wiener Niederflurstraßenbahn ULF unter verschiedenen klimatechnischen und betrieblichen
Zuständen im Klima-Wind-Kanal. Unter reproduzierbaren Bedingungen, wie sie nur in einem Klima-Wind-Kanal möglich sind, wird der Ist-Stand am ULF erhoben. In einem zweiten Schritt werden Daten im
Rahmen von Messungen auf der Strecke im Fahrgastbetrieb gesammelt. Aus diesem umfangreichen Datenmaterial können Zusammenhänge zwischen Umgebungsbedingungen, Betriebsparametern, dem
Fahrzeugaufbau und den Klima- und Heizungsgeräten aufgezeigt werden.
Diese bilden die Basis für die Entwicklung eines wissenschaftlich fundierten Simulationsprogramms, das es möglich macht, einzelne Optimierungsschritte auf Aufwand und Wirtschaftlichkeit zu
testen. In weiterer Folge sollen die Umbaumaßnahmen zur Energieeinsparung beitragen.
