/5 1/58. Metodología de cálculo del consumo de energía de los trenes de viajeros y actuaciones en el diseño del material rodante para su reducción

Transcripción

1 Meodología de cálculo del conumo de energía de lo rene de viajero y acuacione en el dieño del maerial rodane para u reducción Albero García Álvarez Mª del Pilar Marín Cañizare Fundación de lo Ferrocarrile pañole /5 1/58

2 5 Meodología de cálculo del conumo de energía de lo rene de viajero y acuacione en el dieño del maerial rodane para u reducción Albero García Álvarez Fundación de lo Ferrocarrile pañole Mª del Pilar Marín Cañizare Fundación de lo Ferrocarrile pañole Con la ubvención del Cenro de udio y experimenación de Obra Pública (Minierio de Fomeno), número de proyeco PT IAPM. De ea edición, Grupo Geor del Proyeco lecrail, 2010 ISBN: Depóio Legal: M

3 ÍNDIC ÍNDIC INTRODUCCIÓN MODLADO DL CONSUMO D NRGÍA D LOS TRNS D VIAJROS Tipo de indicadore del conumo Conumo referido al kilómero recorrido Indicadore epecífico Incidencia en el conumo de lo ipo de ervicio y la infraerucura Parámero del ren Parámero primario Obención de lo parámero del ren calculado Cálculo del conumo de energía y pérdida en el vehículo Cálculo de la energía conumida para el movimieno del ren Pérdida en la cadena de racción Cálculo de la energía ervicio auxiliare nergía para auxiliare necearia a la enrada del vehículo nergía oal necearia por kilómero para ervicio auxiliare nergía conumida por lo ervicio auxiliare en lo periodo fuera de ervicio Cálculo y efeco de la energía elécrica regenerada por el freno regeneraivo nergía elécrica diipable en el freno Cálculo de la energía primaria y la emiione CUANTIFICACIÓN D LOS CONSUMOS POR TIPOS D TRNS Y ANÁLISIS D SNSIBILIDAD A LA VARIACIÓN D DIVRSAS VARIABLS Caraceríica de lo ervicio y de lo rene empleado para la imulación Caraceríica de lo ervicio repreenaivo y de la infraerucura Caraceríica del maerial móvil Reulado del conumo por ipo de ren y ervicio Homogeneización de la capacidad Homogenización de la capacidad genérica con independencia de u uo Homogeneización de la diancia Incidencia de cada uno de lo érmino del conumo de energía Análii de enibilidad a divera variable Análii de enibilidad a la variación de la maa Análii de enibilidad a la variación del coeficiene B (reiencia a la enrada de aire) Análii de enibilidad a la variación coeficiene C (reiencia aerodinámica) Análii de enibilidad a la variación de la velocidad máxima Influencia del ipo de racción Concluione MDIDAS PARA RDUCIR L CONSUMO D NRGÍA D LOS TRNS Parámero de dieño del ren que inciden en el conumo de energía /58

4 3.2. Mejora de la variable que inciden en el conumo Uo de arquiecura eficiene del ren BIBLIOGRAFÍA /58

5 0. INTRODUCCIÓN l preene documeno iene por objeo eablecer una meodología para la eimación del conumo de energía de lo rene de viajero y la deerminación de la medida que e pueden llevar a cabo en la fae de dieño del maerial rodane para la reducción de u conumo. l documeno e erucura en re bloque: 1. Modelado del conumo de energía de lo rene de viajero. 2. Cuanificación de lo conumo por ipo de rene y análii de enibilidad a la variación de divera variable. 3. Medida a coniderar en la fae de dieño de lo rene para reducir u conumo de energía elécrica. l conumo del ferrocarril depende de múliple variable del vehículo empleado, la infraerucura, el ervicio y la operación. Todo eo parámero e han conemplado en el modelado del conumo de energía, aunque la medida para reducir el conumo de energía e cenran en el vehículo. La meodología expuea en la primera pare eá baada en el proyeco Meodología de evaluación de la eficiencia energéica del maerial móvil ferroviario que fue dearrollado por un grupo de rabajo coniuido en el eno de la Fundación de lo Ferrocarrile pañole para el dearrollo del Convenio firmado el 9 de ocubre de 2008 enre la propia Fundación de lo Ferrocarrile pañole (FF) y el Iniuo para la Diverificación y Ahorro de la nergía (IDA). Oro rabajo que han ervido de apoyo para la elaboración de la preena monografía on: Dearrollado en el marco del Proyeco nertran: - Cillero Hernández e al. (2007): Mérica y eandarización de lo conumo y emiione en el ranpore. Monografía nertran - Pilo de la Fuene e al. (2008): Flujo de la energía de la elecricidad para el ranpore. Monografía nertran. Trabajo del proyeco lecrail: - Olea Unamuno, F.J. (2008): Rendimieno de la racción elécrica. Monografía lecrail. La ponencia Marín Cañizare, M.P. y García Álvarez, A. Caracerización de lo perfile operacione del ferrocarril epañol para el cálculo del conumo de energía y coe operaivo. IX Congreo de Ingeniería del Tranpore (Madrid, 8 julio de 2010) Y el libro García Álvarez, A. (2010): nergía y emiione en el ranpore por ferrocarril. Fundación de lo Ferrocarrile pañole. 5/58

6 1. MODLADO DL CONSUMO D NRGÍA D LOS TRNS D VIAJROS Se preende definir un méodo homogéneo y comúnmene acepable para aribuir a cada ren, en uno o en vario ipo de ervicio e infraerucura, u conumo de energía y la emiione de CO 2 aociada. Para comprender y predecir el conumo de energía de un ren, e pueden adopar do enfoque: Por una pare, analizaremo cada uno de lo ipo elemenale de movimieno que realiza el ren a lo largo de u recorrido para el cálculo del conumo de energía por inegración de éo. a viión e úil para comprender cualiaivamene lo efeco en el conumo energéico de la rampa, de la parada y de la limiacione de velocidad. Por ora pare, analizaremo el balance energéico del movimieno de un ren en el conjuno o en una pare ignificaiva de u recorrido. e enfoque e úil para predecir el conumo de energía para una infraerucura, un ren y una velocidade máxima deerminada. Y ademá ofrece la venaja de permiir el conocimieno degloado de cada uno de lo umando de la energía. n ee documeno e preena una formulación baada en el balance de energía en el recorrido oal que explica el conumo oal deagregando u divero componene relevane y explicando para cada uno de eo componene en la variable de la que depende. a variable pueden er: Caraceríica del maerial rodane empleado (maa, maa roaiva, ección ranveral, uperficie mojada, ) Dao relevane del rayeco del ramo de infraerucura recorrida por el ren (curva, rampa, ) Caraceríica del ervicio y iempo de la marcha paricular programada o realizada por el ren (parada, iempo reale empleado, velocidade, roacione, ec.) e e el enfoque má úil para predecir y analizar el conumo de energía de un ren en un recorrido enre do puno pue conie en aplicar el principio de conervación de la energía: la energía que enra en el ren e igual a la energía que ale del ren, má (en u cao) la energía que e ha almacenado en el recorrido. nergía que enra al ren = nergía que ale del ren + Pérdida Y ello: - n un recorrido circular (con origen y final en el mimo puno y, por ello, in diferencia de aliud enre lo exremo del recorrido), - Con la caraceríica del ciclo eórico de que e rae, y - Con alida y llegada a velocidad de 0 km/h - La energía que enra en el ren en el recorrido e la uma de: 6/58

7 - nergía necearia para vencer la reiencia al avance en reca y en curva - nergía perdida en el rendimieno de la cadena de racción y auxiliare - nergía diipada en el freno - nergía conumida por lo ervicio auxiliare (incluyendo lo iempo de parada aociado al ciclo). n el cao de lo rene de racción elécrica con freno regeneraivo, a ea uma hay que rear: - nergía elécrica generada en el freno, ano i e emplea para la alimenación de equipo, como i e devuelve a la caenaria o a la red, o i e diipa en la reiencia de frenado por no admiirla la red Tipo de indicadore del conumo Lo indicadore relevane a ener en cuena pueden er el conumo de energía y la emiione de gae de efeco invernadero. n el cao del conumo de energía, pueden er diferene lo puno de medida de la energía (energía primaria, energía final o nea, energía úil, ec.) Para la medida de la eficiencia de lo vehículo pueden, en el cao má general, empleare do ipo de indicadore: lo aboluo y lo epecífico. o úlimo on el reulado de dividir el conumo aboluo (medido en la unidade definida) por una unidad de ofera o de ranpore. n coherencia con el objeo del análii y de la comparación, lo indicadore aboluo erán de ipo numérico y exprearán el conumo de energía por cada kilómero recorrido por el ren de que e rae. La unidade de conumo aboluo on: 1. n racción diéel, lo liro de gaoil uminirado al vehículo [l/km] 2. n racción elécrica in freno regeneraivo, lo kilovaio.hora de energía elécrica enregado en el panógrafo del ren [kwh pan /km.ren] 3. n racción elécrica con freno regeneraivo, lo kilovaio.hora de energía enregado en el panógrafo del ren, meno lo generado por el freno regeneraivo depué de alimenar lo auxiliare [(kwh pan - kwh generado )/km.ren)]. La emiione gae de efeco invernadero no on un indicador direcamene relevane a lo efeco de ee proyeco; pero, como referencia, ea emiione abolua e medirán en kilogramo de CO 2 equivalene emiido (en el vehículo o en la generación de elecricidad) por cada kilómero recorrido por el ren Conumo referido al kilómero recorrido Como e acaba de exponer, odo lo conumo e refieren a lo producido en un kilómero medio de recorrido del vehículo. Sin embargo, hay conumo que no e 7/58

8 producen en función del recorrido, ino del iempo de uo del vehículo., por ejemplo, el cao de lo conumo de lo ervicio auxiliare de confor de lo rene (calefacción, aire acondicionado, iluminación), que e producen por iempo de uo, y por ello ambién conumen energía en el iempo de la parada comerciale e incluo en lo allere o mienra lo rene on limpiado. Por ello erá neceario, para cada ipo de ervicio, definir el iempo en que el ren eá parado pero conumiendo energía (por ejemplo, el iempo de parada en cabecera, en eacione inermedia, en allere, ec.) Conociendo eo iempo e calculará la energía conumida por lo auxiliare en parado (diferenciando, en u cao, egún diina iuacione) para u reparo poerior enre lo kilómero comerciale recorrido por el ren Indicadore epecífico l indicador aboluo (energía conumida/km.ren) no da una medida de la eficiencia real del vehículo, pueo que en lo rene exie mucha diperión de capacidade, al conrario de lo que ocurre en lo auomóvile, en lo que la capacidad e imilar en uno y oro modelo. Aí, hay rene dede 56 plaza enada (como el auomoor diéel de la erie 596 de Renfe) haa má de plaza (ren de ala velocidad Max 4 de lo ferrocarrile japonene JRa). Puede enendere, por lo ano que el conumo por kilómero no apora mucha información: en el egundo de lo rene ciado el conumo por kilómero erá muy uperior al primero, pero ello no implica neceariamene una menor eficiencia energéica. Por ello, e conveniene definir, ademá de lo indicadore aboluo, uno indicadore epecífico, que on el reulado de dividir el valor de lo indicadore aboluo de conumo (y de emiione) por la capacidad del ren. l indicador relevane en ee proyeco erá el epecífico (conumo de energía por cada unidad de ofera). La unidade de conumo epecífico en la que e exprearán lo reulado del eudio on: - n racción diéel, lo liro de gaoil uminirado al vehículo por cada plaza eándar y kilomero [liro / plazae x km] - n racción elécrica in freno regeneraivo, lo kilovaio.hora de energía elécrica enregado en el panógrafo del ren por plaza eándar y kilómero [kwh pan /plazae x km] - n racción elécrica con freno regeneraivo, lo kilovaio.hora de energía enregado en el panógrafo del ren, meno lo generado por el freno regeneraivo depué de alimenar lo auxiliare por plaza eándar y kilómero [(kwh pan - kwh generado )/plazae x km)]. Una complea y deallada definición de lo indicadore epecífico y de la meodología de homogenización de lo conumo de energía (incluo de divero modo de ranpore) puede vere [1] 8/58

9 Como unidad de capacidad o de ofera no e uilizará (alvo que en algún cao concreo ea preferible hacerlo aí) 1 el número de plaza reale del ren, pueo que podría alerare el reulado al variar, para un mimo ren, la dimenione de la plaza oferada (por ejemplo, cambiando la diancia enre aieno). Por ello, e empleará una capacidad eándar (medida en plaza eándar), que e calcula muliplicando la uperficie úil brua del ren (definida como la uperficie oal inerior meno la correpondiene a equipo écnico, cabina de conducción, cabeza racora...) por un Índice de denidad de plaza y ervicio ( ρ p ) que depende del ipo de ervicio. n el preene rabajo e empleará, por ano, el primero de lo re indicadore (conumo de energía / plaza eándar) ya que e el má relacionado con la ecnología y ipo de ren, y e má rígido a largo plazo. Con lo indicadore de plaza eándar / plaza reale y aprovechamieno, que on muy encillo de calcular, e pueden obener, para un cao concreo, i aí e deea, lo conumo por plaza real y por viajero.km. La plaza eándar de un vehículo e pueden definir de la iguiene forma: P = e S ub Donde: P e e el número de plaza eándar; S ub e la uperficie úil brua del vehículo (m 2 ); y ρ p e el Índice de denidad de plaza y ervicio (plaza eándar/m 2 ). e índice e propio para cada ipo de ervicio. Se incluye en el cálculo de la uperficie úil brua la uperficie que e emplea para aeo, plaaforma, cafeería y demá zona comune. La plaza inervienen en el cálculo del conumo a ravé de la maa de lo viajero (y en lo umando del conumo dependiene de ella); en el cálculo de la reiencia de enrada de aire en el vehículo (ya que el caudal de aire renovado para el confor de lo viajero podría variar dependiendo del número de viajero) y en la pérdida debida al calor enible y laene de la perona. ρ p 1 Cuando e emplea la capacidad medida en plaza eándar, e eá indicando el conumo de energía ubyacene del vehículo, e decir el que puede ener con independencia de la configuración de plaza adopada para el cao concreo (y que de hecho podría ener la plaza eándar depué de una remodelación). Con ello, e independiza el conumo del modelo de ren (que debe er opimizado por el fabricane) de la deciione concrea de diribución inerior (que uelen er adopada por el operador del ervicio). También pueden empleare la plaza reale (obeniendo una cifra má real), aunque en ee cao hay que ener en cuena que e eá inroduciendo un ciero ego en la caraceríica del modelo de ren. 9/58

10 1.2. Incidencia en el conumo de lo ipo de ervicio y la infraerucura l conumo de energía y la emiione no dependen excluivamene del vehículo, ino ambién del ervicio que prea, ya que un mimo vehículo puede ener conumo muy diferene en diino ervicio. l ervicio eá caracerizado por una infraerucura concrea (velocidad máxima, perfil, únele,...) y por una forma de operación deerminada (número de parada, márgene de iempo, deceleración de ervicio, ec.) Un vehículo puede ener vario indicadore aboluo e indicadore epecífico de conumo y de emiione (aí como diferene clae energéica): uno para cada uno de lo ervicio que pueda realizar. Igual ocurre en el cao de lo auomóvile: para ello, e definen lo ciclo urbano, inerurbano o mixo. Aí, por ejemplo, un mimo ren podrá ener uno indicadore y clae para el ervicio de cercanía y oro diferene para ervicio de media diancia. Por razone prácica, la variable del ervicio (incluyendo ano la de la infraerucura y como la caraceríica operaiva) e eandarizarán en ciclo eórico. Cada uno de eo ciclo eórico de ervicio eá caracerizado por un conjuno de valore concreo de lo parámero que e recogen en la iguiene abla. Lo parámero e agrupan en caraceríica de la infraerucura, caraceríica del ervicio y caraceríica de lo periodo en parado. 10/58

11 Tabla 25. Parámero caraceríico del ervicio Caraceríica de la infraerucura Longiud km L línea Longiud de únele km L únel Facor de únel (Tf) T f Tenión de alimenación kv T ae Diferencia del aliud (Hd-Ho) m A od Coeficiene de curva dan/ C c xceo epecífico de alura mm / km p Velocidad media del vieno exerior km/h V ve Caraceríica del ervicio Velocidad máxima del ervicio km/h V max Velocidad media del ervicio (in parada) km/h V media % aprovechamieno /plaza eándar % A pl_e Denidad de plaza y ervicio Coeficiene de rene vacío y in ervicio ρ p C v Parada comerciale (in conar la final) Nº N pc Parada comerciale equivalene Nº N pec Parada écnica programada Nº N pp Parada écnica no programada Nº N pnp Parada equivalene por reducción de velocidad Nº N perv Tiempo medio parada comercial min T pc Caraceríica de lo periodo fuera de ervicio Tiempo acondicionamieno previo min T ap % de poencia uada en acondicionamieno previo % P ap Tiempo en aller y limpieza min T l % de poencia uada en limpieza % P l Tiempo de eacionamieno (hibernación) min T hi % de poencia uada en hibernación % P hi Fuene: laboración propia Parada equivalene por reducción de velocidad Parada equivalene por reducción de velocidad (Nperv): cada reducción de velocidad (debida al perfil de velocidade eáica de la línea) que no ea para realizar una parada comercial o écnica, equivale a una fracción de parada, que e calcula como el cociene enre la pare de la energía cinéica diipada en la reducción de velocidad y la energía cinéica diipada en una parada pariendo de la velocidad máxima de la línea. e indicador (que puede obenere del perfil de velocidade máxima del ren en la línea) permie evaluar la energía generada o diipada en el freno por variacione de velocidad debida a caua diferene de la parada comerciale o écnica. Aí pue, cada reducción de velocidad (de V i a V f ) upone una fracción de parada equivalene que e calcula como 11/58

12 2 2 Vi V f p = 2 2 max f. V 0 Por ejemplo, i un ren cuya velocidad máxima eá limiada por la infraerucura a 200 km/h y realiza una reducción de velocidad de 160 km/h a 100 km/h, el número de parada equivalene de ea reducción e = = 0, 39 f p 2 Tabla 25. Fraccione de parada equivalene por reducción de velocidad egún velocidad y de la limiación Fraccione de parada equivalene por reducción de velocidad egún velocidad del ren y de la limiación Vel.ren Limiacion 300 0, ,49 0, ,67 0,56 0, ,79 0,72 0,59 0, ,84 0,78 0,69 0,51 0, ,88 0,84 0,77 0,64 0,44 0, ,92 0,89 0,84 0,75 0,61 0,49 0, ,95 0,93 0,90 0,84 0,75 0,67 0,56 0, ,97 0,96 0,94 0,91 0,86 0,82 0,75 0, ,98 0,97 0,96 0,94 0,90 0,87 0,83 0, ,99 0,99 0,99 0,98 0,96 0,95 0,94 0,91 Velocidade en km/h Parada comerciale equivalene Fuene: laboración propia Parada comerciale equivalene (Npec): cada reducción de velocidad para realizar una parada comercial equivale a una fracción de parada, que e calcula como el cociene enre la pare de la energía cinéica diipada en la reducción de velocidad y la energía cinéica diipada en una parada pariendo de la velocidad máxima de la línea. Se conidera como velocidad inicial la velocidad de pao por la eación i no e efecuara parada y como velocidad final 0. Por ejemplo, i un ren de ala velocidad efecúa parada en Córdoba, donde el pao por la eación eá limiado a 90 km/h la fracción de parada correpondiene e f p = = 0,09 Se debe ener en cuena que la parada final e conabiliza como parada comercial equivalene. xceo epecífico de alura Si denominamo la pendiene de equilibrio p e aquella en la que, para la velocidad máxima V max e igualan lo valore aboluo de la reiencia al avance y la fuerza de gravedad, endremo: M p e = A + B V 2 max + C T f V max de donde, depejando p e, e iene: 12/58

13 p A M B M C M 2 e = + Vmax + Tf V max l exceo epecífico de alura e define enonce como el umaorio de cada diferencia [en (mm/m)/km] enre la pendiene real (p r ) y la pendiene de equilibro en lo ramo en que la pendiene de equilibrio e mayor que la real, muliplicada por la longiud en que exie ea diferencia y dividido dicho umaorio por la longiud oal del recorrido. e indicador iene la uilidad de que e relaciona direcamene con la pare de energía poencial que e diipada en el frenado en la pendiene para no rebaar la velocidad máxima. Para implificar el cálculo, al hacer que el parámero olo dependa de la caraceríica de la infraerucura, e puede parir de la upoición de que lo coeficiene epecífico de la reiencia al avance (ólo a eo efeco) on emejane para odo rene convencionale, y que ambién on emejane enre í, aunque con un valor diferene, para lo de ala velocidad. Para el maerial convencional adopamo a=1,15 dan/, b=0,01 dan/[.(km/h)] y c=2,25x10-4 dan/[.(km/h) 2 ]; y para el de ala velocidad a=0,75 dan/, b=0,0065 dan/[.(km/h)] y c=1,2x10-4 dan/[.(km/h) 2 ] Reiencia equivalene de la curva La reiencia equivalene de la curva (C c) e un coeficiene propio de la infraerucura que, muliplicado por la maa del ren, ofrece una fuerza equivalene coninua en odo el recorrido que e opondría al movimieno, y cuyo valor ería igual a la uma de la fuerza de reiencia en curva aplicada excluivamene a lo largo de la curva para cada una de ella. Obérvee que ee coeficiene e equivalene a la reiencia mecánica epecífica al avance en línea reca (a en dan/) a la que debe umare. C c = lcurva L línea 800 R c Siendo l curva la longiud de cada una de la curva de la línea y L línea la longiud oal de la línea n línea de ancho de vía de mm, el valor de 800 e uiuye por el de 600. Aún aí, para obener la reiencia del ren en la curva debe muliplicare el valor del produco anerior, ademá por una conane de reiencia en la curva por rodaje (K crodaje) que depende excluivamene de caraceríica del maerial rodane (i e raa de rueda libre o calada en un eje, longiud de la bae rígida del bogie, diancia enre eje, ec.) Al er ee coeficiene un parámero que depende del maerial, deberá er eimado o calculado para la caraceríica de cada ren. 13/58

14 Aprovechamieno l Aprovechamieno (de la plaza eándar) del ervicio e eniende como el cociene enre lo viajero.km ranporado y la plaza eándar.km ofrecida. Conocer el aprovechamieno e neceario para calcular lo viajero del ren y, con ello, la maa del ren cargado y el conumo de lo ervicio auxiliare. También e neceario i e quiere calcular el conumo epecífico por viajero.km. l aprovechamieno de un ren e puede exprear aí: viajero. km plazareale. km Aprovechamieno( Plaza _ e) = = plazareale. km plaza _ e km viajero. km plaza _ e. km A efeco de ee proyeco, el aprovechamieno e conidera como una caraceríica del ervicio (A pl_e). l efeco de lo iema de ayuda a la conducción económica l eilo de conducción no depende de la caraceríica del ren y, por lo ano, no e conidera la conducción económica para calcular el conumo de energía del ren. Sí e iene en cuena, in embargo, que el ren pueda incorporar iema de ayuda a la conducción económica, ya que la exiencia de eo iema, puede permiir un ahorro de energía para un mimo ren y ervicio. Se definen uno coeficiene ahorro poible por equipo de ayuda a la conducción económica que í que dependen de lo equipo que incorpore el ren y que muliplican a la energía que e diipa en el frenado. Como el coeficiene e igual o menor que 1, ignifica que puede reducire ea energía diipada en el frenado con independencia de que en ocaione ambién puede reducir la energía regenerada. Tabla 25. Valore del coeficiene por equipo para la ayuda a la conducción económica Parámero Valore Velocidad forzada 1 Conducción manual no aiida 0,95 Velocidad prefijada in freno 0,8 ATO opimizado 0,5 Siema de envío de conigna fija 0,7 Siema de envío de conigna variable 0,6 Fuene: laboración propia 1.3. Parámero del ren Lo parámero del ren que on neceario para realizar el cálculo de lo indicadore (aboluo y relaivo) de conumo pueden claificare en do grupo: - primario, aquello que on inroducido por el uuario. 14/58

15 - calculado, que on calculado por el modelo a parir de lo dao inroducido por el uuario Seguidamene e expone cuále on uno y oro y la relacione enre lo primario y lo ecundario Parámero primario Lo parámero primario del ren que inerviene en el conumo de la energía conumida, direcamene, o bien a ravé de lo calculado que e derivan de ello, on lo recogido en la abla. Tabla 25. Parámero del ren empleado en el modelo Parámero Unidad Denominación Caraceríica principale Velocidad máxima km/h V max Poencia oal del ren kw Pren Maa en vacío M Maa roaiva equivalene M ro Ancho de vía mm Avía Tenión de funcionamieno Número de panógrafo en capación número Pan Plaza reale plaza Nplaza Vida úil del ren año Dimenione Anchura exerior (media) m Wex_ Alura exerior (máxima) m Hex_max_ Alura exerior (media) m Hex_med_ Longiud (oal) m Lren Anchura del habiáculo de viajero m Win_ Alura del habiáculo de viajero m Hin_ Longiud habiáculo de viajero m Luil_coche Superficie de venana (2 coado) m2 Sven2coado Longiud de puera (1 coado) m lpuera1co Tracción y freno Tipo de moor Poencia de cada moor elécrico de racción kw Pmo Tiene freno regeneraivo? booleano Fuerza máxima del freno elécrico kn Fmax_frelec Velocidad mínima del freno elécrico km/h Vmin_F Rendimieno Relación Rendimieno regeneración / Rendimieno en racción Rodadura Número de eje número Ne Diancia enre eje o rodale (vehículo in bogie) o diancia enre eje del mimo bogie m Deje Tiene lo eje radiale u orienable (Si=1; No=0) kv Krradiale 15/58

16 Tiene la rueda calada en el eje (Si=0) o iene rueda libre (1) Krlibre Servicio auxiliare Procedencia de la alimenación de auxiliare Tiene aire acondicionado? booleano Coeficiene de ranmiión de calor (K) W/m2 ºC K Poencia iluminación kw Piluminación Poencia oal evaporadore (climaización) kw Pclimaización Poencia de lo auxiliare écnico kw Pécnico Caraceríica para el ahorro de energía Tiene dipoiivo que regula el aire en función de la ocupación real? booleano kenaire Coeficiene ahorro climaización (allere, laencia) booleano KahorroC Coeficiene ahorro iluminación (laencia) booleano KahorroI Poibilidad de climaización direca booleano Cdireca Tiene regulación de la venilación de lo moore en función de la emperaura booleano KVenMoor Modo de conducción económica Tiene el primer bogie carenado? booleano KprimerBogie Fuene: laboración propia Cálculo de la uperficie úil brua Como e ha expueo, para el cálculo de la capacidad eándar del ren (divior del indicador epecífico) e pare de la uperficie úil brua ( S ) que e la uperficie en plana del vehículo que puede er empleada razonablemene por lo viajero y lo ervicio a éo, ano para que viajen enado o de pie, como para cafeería, reaurane, galley, plaaforma, aeo, ec. Para ilurar el cálculo de energía emplearemo en cada pao el ejemplo del ren AV de la erie 103 de Renfe (Velaro de Siemen) Para cada ren, e el reulado de muliplicar la anchura inerior del ren (W in _ ) por la longiud úil (l ren que e el umaorio de la longiude úile de cada coche, l úil_coche ) y rear la pare de uperficie no uilizable ub ( noúil Anchura y longiud úile S ). = Sub = Win_ l c= c n úil _ coche 1 S noúil = W in_ l ren S noúil Se eniende por anchura inerior de ren o anchura úil (W in_ ) la menor anchura inerior en lo coche en la zona iuada enre 0,5 y 1,5 mero obre el pio del coche. n el cao del ren de la erie 103, la anchura inerior úil e de 2,75 mero La longiud úil de cada coche (l úil_coche ) e la longiud enre la cara inerna de lo eero del coche. Incluo en coche con pao coninuo, e conidera haa la 16/58

17 pare inerior de lo eero viruale (no coniderando, por ano, como úil la zona de pao enre coche 2 ). n el cao del ren de la erie 103, la longiude úile de cada coche on la iguiene: Coche exremo (1 y 8): 21,2m; coche inermedio (2 a 7): 23,5 m. La longiud úil oal del ren reulane e de 183,4 m. No e conideran como pare de la uperficie inerior brua úil: cabina de conducción, locomoora, zona de moore. Por ello, en el ren de la erie 103 no e ha conado en la longiud indicada, la de la do cabina de conducción. Superficie a rear De la uperficie calculada como produco de la anchura inerior úil por la longiud inerior úil e precio rear deerminada uperficie para coneguir la uperficie inerior brua. n concreo, e rean la uperficie no úile (S noúil ) deinada a armario écnico y la de la zona en la que la alura libre e menor de 1,9 mero, excepo la zona de equipaje. Si un armario cuya uperficie deba er excluida no ocupa odo el ancho del vehículo, e excluye ademá la pare proporcional del paillo. n el cao del ren de la erie 103 e decuenan la iguiene uperficie, incluyendo la pare proporcional de paillo: Armario iuado en coche 1 : 4,1 m 2 ; en coche 2: 4,8 m 2 ; en coche 3: 4,1 m 2 ; en coche 4: 4,1 m 2 ; en coche 5: 4,1 m 2 ; en coche 6: 4,8 m 2 ; en coche 7: 4,8 m 2 ; en coche 8: 5,5 m 2 reulando S noúil =36,4 m 2 ). Por ano la uperficie oal úil de la erie 103 reulane e: S ub = Win_ lren Snoúil =,4 2,75 36,4 = m No e decuenan lo armario cuando u alura obre el uelo no upere lo 55 cm, y ademá u uperficie en plana ea menor de 0,5 m 2, ya que e eniende que en eo cao e pueden ubicar aieno obre ello. Tampoco e decuenan lo armario cuando u función ea comercial (j. rack de vídeo, inalacione de reauración, ec.) Aí, en el 103 no e ha deconado la zona dedicada a rack de iema de audio-vídeo ni lo armario para equipaje, iuado ambo en el coche 4. Tampoco e decuenan la inalacione deinada a prear reauración a bordo. Cao de lo rene de do nivele Si el ren iene do nivele, para el cálculo de la uperficie úil brua, e uman la uperficie de lo do pio, de acuerdo con lo crierio aneriore. Sin embargo, en ee cao, enre la uperficie a excluir e incluye la proyección en plana de la ecalera en cada una de lo do pio. 2 2 n el documeno [1 ] í e conidera como pare de la uperficie úil la iuada enre coche en lo rene de paillo coninuo. 17/58

18 1.3.2 Obención de lo parámero del ren calculado Lo parámero primario que no e pueden conocer de forma indubiada ane de la conrucción del ren e eiman (pariendo de oro parámero primario y/o de parámero ecundario) de la forma que e indica eguidamene. 1. Coeficiene de la reiencia al avance en reca Lo coeficiene A, B y C de la reiencia al avance e eiman de la iguiene forma (Nóee que A y B on diferene para lo divero ipo de ervicio, por er diferene el número de viajero que ranpora el ren en cada uno de ello): 1.a. Conane A, del érmino independiene de la velocidad (reiencia mecánica), en dan [( M + S ub p pl e ] ρ A _ 0,08) 0,25 + [ N ] A = 7 A efeco prácico, y olo para el cálculo de A, e coniderará una denidad de plaza y ervicio ρ p =1 (plaza/m 2 ). 1.b. Conane B, del érmino dependiene linealmene de la velocidad (reiencia a la enrada de aire) en dan/(km/h). 1.b.1. Si K enaire =0, que e el cao normal (no e puede regular la enrada de aire al ren en función del número de viajero reale), enonce la canidad de aire que enra e proporcional a la plaza de que dipone el ren, ya que al no poder regulare la enrada de aire, para aegurar la necearia renovación del aire hay que uponer el cao má defavorable, que e cuando el ren va lleno. nonce: P B ren + S ub 243 ρ = p 1 0, ,034 1.b.2. Si K enaire =1, (cao ideal en el que el ren dipone de regulación de la enrada de aire que le permie modificar el caudal en función del número de viajero reale), enonce la enrada de aire e proporcional al número real de viajero, y por ello a la plaza por el aprovechamieno: P B = ren + S _ 0,14166 ub p pl e 0, ρ A 1.c. Conane C del érmino dependiene de la velocidad al cuadrado La conane C iene do umando: uno derivado de la preión del aire obre el ren y oro de la fricción. La primera depende de la uperficie ranveral por lo que e iene en cuena la alura máxima del ren pueo que la morice y locomoora uelen ener mayor alura que el reo del ren. La reiencia de fricción depende de la piel del ren, por lo que e iene en cuena la alura media del ren. [(2 Hex med _ + Wex ) lren] 0, , Pan C = ( Wex _ Hex _ max_ ) 0, _ 0002 e Y ea conane C e exprea en dan/(km/h) 2 18/58

19 2. Cálculo de la conane de reiencia en la curva por rodaje K crodaje La conane de reiencia en la curva por rodaje (que depende del ipo de rodaje del ren) y e adimenional, e calcula de la iguiene forma: K crodaje = 1 0,2 Krlibre + 0,03 ( Deje 3) 0, 4 k rradiale Si un ren iene divero K crodaje en u diferene vehículo, e calculará el K crodaje del ren como la media ponderada de lo valore de lo vehículo, ponderando por pare de eje o rodale. Tabla 25. Parámero del ren calculado Parámero Unidad Denominación Caraceríica principale Coeficiene A (reiencia mecánica) dan A Coeficiene B (reiencia enrada de aire) dan/(km/h) B Coeficiene C (reiencia aerodinámica) dan/(km/h) 2 C Rendimieno Rendimieno cadena de racción kwh/kwhe r Rendimieno de auxiliare kwh/kwhe r a Rendimieno del freno regeneraivo kwh/kwhe r b Rodadura Conane reiencia curva por rodaje Servicio auxiliare Conumo auxiliare iluminación por hora kwh/h Conumo medio anual aux. calef. a.a. por hora kwh/h Fuene: laboración propia Kcrodaje Variable paramerizable coniderada independiene del ren Ademá de lo parámero que definen lo rene y ervicio que e han expueo aneriormene, e han definido oro independiene del ren: e raa de uno parámero que on iguale para odo lo rene y que e conideran hipóei de imulación. n ee proyeco e han adopado lo valore que e indican en la abla, pero pueden cambiare en cao de coniderare neceario en un cao concreo. 19/58

20 Tabla 25. Variable paramerizable coniderada independiene del ren Parámero Unidad Denominación Valor Muliplicador reiencia de curva para línea de Coef. C 600 c _1435 ancho de vía de mm Muliplicador reiencia de curva línea de ancho Coef. C 800 c _1668 de vía de mm Volumen de aire que e renueva para lo viajero m 3 /perona y hora Q 15 para hora cálido y muy cálido. Volumen de aire que e renueva para lo viajero m 3 /perona y hora Q 20 para hora normale, frío y muy frío. Incremeno emperaura media exerior y la ºC Δ T 15 MC emperaura de conigna-hora muy cálida Incremeno emperaura media exerior y la ºC Δ T 10 C emperaura de conigna-hora cálida Incremeno emperaura media exerior y la ºC Δ T 2 N emperaura de conigna-hora normale Incremeno emperaura media exerior y la ºC Δ T 17 F emperaura de conigna-hora fría Incremeno emperaura media exerior y la ºC Δ T 22 MF emperaura de conigna-hora muy fría Hora muy cálida al año % h MC 5 Hora cálida al año % h C 20 Hora normale al año % h N 60 Hora fría al año % h F 10 Hora muy fría al año % h 5 Rendimieno de lo equipo de ranformación de ρauxelec 0.85 energía para lo ervicio auxiliare Rendimieno de lo equipo de ranformación de ρauxdiéel 0.35 x ρauxelec energía para lo ervicio auxiliare (moore diéel-elécrico) Facor de uo de lo auxiliare 0.5 Radiación olar W/ m 2 Radolar 800 Renovación de aire hora muy cálida m3/viajero Φ 15 Renovación de aire - hora cálida Renovación de aire - hora normale Renovación de aire - hora fría Renovación de aire - hora muy fría Incremeno de humedad epecífica-hora muy cálida Incremeno de humedad epecífica-hora cálida Coeficiene K del crial m3/viajero m3/viajero m3/viajero m3/viajero MF aire _ hmc Φ 15 aire _ hc Φ 20 aire _ hn Φ 20 aire _ hf Φ 20 aire _ hmf Δ H 11,77 MC Δ H 7,9 C K 0.45 Velocidad máxima en deriva /Velocidad máxima del 0.9 ervicio Hora al día de funcionamieno del vehículo hora 10 Coeficiene del conumo de iluminación kwh/h m 2 k 0,05 Velocidad máxima en deriva km/h V max_deriva 0,09xV max Fuene: laboración propia crial oro 20/58

21 1.4. Cálculo del conumo de energía y pérdida en el vehículo Cálculo de la energía conumida para el movimieno del ren l cálculo de energía para el movimieno del ren e hará por un kilómero medio, y e la uma de divero umando: 1. nergía empleada (kwh) para vencer la reiencia al avance en reca (en un kilómero medio): ar + C [ kwh km] = ( A [ dan ] + B [ dan /( km h) ] V media ( km h) 2 [ dan ( km h) ] ( V 2 2 / media [ km / h] ) + σ() v T f 1 ( ) ( ) T l [ km] + [( ) + 1 ]) L [ km] línea L línea 1 [ km] 2. nergía requerida (kwh) para vencer la reiencia adicional al avance en la curva (en un kilómero medio): ac 1 / K línea arg crodaje 360 L [ kwh km] = L [ km] M c ado [ ] C c [ dan / ] K crodaje e un coeficiene que depende del ipo de rodaje de cada ren y e igual o menor que 1 y C c e el coeficiene equivalene de curva C c [ dan ] = L linea [ ] lcurva m R [ m] c n línea de ancho de vía de mm, el valor de 800 e uiuye por el de nergía cinéica diipada en la reduccione de velocidad, coniderando el efeco de la ayuda a la conducción económica (en un kilómero medio): redv 1 [ kwh/ km] = [ ( N + N + N + N ) ( M cargado[] + M ro [] ) ( V origenp[ km/ h] ) ravd [ kwh] ] L 1 línea pc perv [ km] 3,6 10 pp pnp 2 línea 1 [ km] 2 l uraendo en la expreión anerior correponde a la energía cinéica que e emplea para vencer la reiencia al avance durane el proceo de deceleración; y que, por lo ano, no e pierde en el freno. La expreión maemáica que permie u cálculo (iendo d la deceleración del ervicio, en m/ 2 ) e la iguiene: f 21/58

22 ravd [ kwh] A = ( ) 2 d [ m / ] [ dan ] V origenp[ km / h] 2 1 ( N pc + N perv + N pp + N pnp ) 3 3 f 3, B + 3 ( V origenp ) C ( V origenp ) 3 d f + 4 d f 4 Donde V origenp e la velocidad origen de la parada que e calcula iguiendo el iguiene crierio: Si la diancia enre parada (D p) e mayor que 10 kilómero: V origenp = Min V ( max; V max ) Si la diancia enre parada (D p) e menor que 3 kilómero: V origenp = V media + 0,25 max ( V V media ) Si la diancia enre parada (Dp) eá enre 3 y 10 kilómero: V origenp = V media + 0,35 max ( V V media ) 4. nergía poencial diipada en el freno en la pendiene para no rebaar la velocidad máxima (en un kilómero medio) 3 : pend 2 [ kwh km] = M [ ] [ ] c ado kg g m excal[ mm m] L [ km] arg línea Llínea 1 1 [ km] 3600 iendo excal el exceo epecífico de alura. e indicador e relaciona direcamene con la pare de energía poencial que e diipada en el frenado en la pendiene para no rebaar la velcoidad máxima. ( p p ) [ ] real equilibrio excal mm m = Llínea l pendiene 5. nergía poencial conumida por diferencia de aliud enre lo exremo (en un kilómero medio) difal S [ kwh km] = M c ado[ ] g A od [ m] arg L línea [ km] nergía adicional para vencer la reiencia aerodinámica debida al vieno exerior (en un kilómero medio): vx [ kwh / km] = C dan /( km h) 2 [ ] V [ km / h] 2 ( 0,43) L [ km] ve línea L línea 1 [ km] Sumando la expreione aneriore e obiene que la energía para el movimieno en llana (en un kilómero medio) e: 3 Véae para má dealle el documeno [2] 22/58

23 pend difal ar ac redv MOV / = km Llínea Llínea Llínea Llínea Llínea vx L línea Pérdida en la cadena de racción La pérdida de energía que e producen en la cadena de racción e deben umar, como e ha expueo, para calcular la energía conumida. l efeco de ea pérdida e modela a ravé del rendimieno, enendiendo por al el cociene enre la energía que ale del iema y la energía que enra al mimo, e decir: ρ = e = e pérdida e Conocido el rendimieno de cadena de racción, e obiene la energía imporada en el panógrafo por kilómero: P an / km = MOV / km b ρ = ar L línea + ac L línea + redv L línea + ρ b pend L línea + difal L línea + vx L línea Se conideran pérdida en la cadena de racción la que e producen enre panógrafo y llana, pero no el conumo de lo auxiliare écnico del ren. Rendimieno de la cadena de racción elécrica Como rendimieno de la cadena de racción e coniderará el produco del rendimieno de lo moore, del converidor y de la reducora. l rendimieno de moor e preumirá en función del ipo de moor, de u forma de alimenación y de la poencia nominal de cada moor de racción (no de la poencia oal del ren). Para el freno regeneraivo e upone el mimo rendimieno que para la racción. Se pare, como referencia, de lo rendimieno del moor ofrecido en [3] y en [4], ajuado con reoque obenido de medida de Mero de Madrid y Renfe-Cercanía. Lo valore adopado on lo recogido en la abla: Tabla 25. Rendimieno de la cadena de racción elécrica en elecrificación en corriene coninua Moor cc (500Kw) Moor cc (1500Kw) Sincrono ac (500Kw) Sincrono ac (1500Kw) Aíncrono ac Imane permanene Tranformador 0,99 0, Converidor 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 Moor 0,915 0,935 0,93 0,945 0,95 0,98 23/58

24 Reducora (2 eapa) 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 Rendimieno Toal 0, , ,8932 0,9076 0,9124 0,94119 Fuene: laboración propia Aunque lo moore de corriene coninua no ienen ranformador e neceario conemplar la pérdida en el filro, ya que éa no han ido coniderada en el converidor. e valor depende del dieño del propio filro y repercue en mayor o menor medida en divero facore que dan lugar a efeco conrapueo: peo de la inducancia, volumen ocupado, conumo de auxiliare para u refrigeración y pérdida en la inducancia. Tabla 25. Rendimieno de la cadena de racción elécrica en elecrificación en corriene alerna Moor cc (500Kw) Moor cc (1500Kw) Sincrono ac (500Kw) Sincrono ac (1500Kw) Aíncrono ac Imane permanene Tranformador 0 0 0,943 0,943 0,943 0,943 Converidor 0 0 0,97 0,97 0,97 0,97 Moor 0 0 0,93 0,945 0,95 0,98 Reducora (2 eapa) 0 0 0,98 0,98 0,98 0,98 Rendimieno Toal 0 0 0,8337 0,8471 0,8516 0,8785 Fuene: laboración propia Para valore de la poencia de lo moore iuado enre lo indicado e inerpolará el valor enre lo do má próximo. Si e inferior al valor mínimo (500 kw) e figurará el valor del mínimo, y i e uperior al máximo (2.000 kw) e figurará el valor máximo. Rendimieno en el vehículo de racción diéel Para la racción diéel, e conidera como rendimieno de la cadena de racción el produco del rendimieno del moor diéel, de la ranmiión y de la reducora. Lo dao de parida e han omado del rabajo [5] en la pare correpondiene a la racción diéel. Se han ajuado, para ee proyeco, en la pare correpondiene a lo rendimieno de lo moore elécrico de racción en el cao de la ranmiione elécrica a fin de lograr coherencia con lo rendimieno de lo moore elécrico en la racción elécrica. Lo valore que e preumen para lo divero ipo de ranmiión moore on lo recogido en la abla. Tabla 25. Rendimieno en el vehículo de racción diéel T. Mecánica T. Hidráulica T. lécrica c.c. T. lécrica c.a. 24/58

25 Moor 0,38 0,38 0,38 0,38 Tranmiión 0,95 0,82 0,81 0,9 Reducor 0,98 0,98 0,98 0,98 Rendimieno Toal 0,3538 0,3054 0,3016 0,3352 Fuene: laboración propia 1.5. Cálculo de la energía ervicio auxiliare La energía úil para lo ervicio auxiliare e divide en cuaro umando: 1. nergía necearia para la calefacción y el aire acondicionado. 2. nergía necearia para el reo de lo ervicio auxiliare comerciale (iluminación, cafeería, ) 3. nergía necearia para lo auxiliare écnico (veniladore de equipo de racción, compreore, cargador de baería, ec.) Cálculo de la energía úil de auxiliare de calefacción y aire acondicionado por hora l conumo de energía úil por lo ervicio auxiliare de calefacción y aire acondicionado, por hora, e calculará para cada hora ipo en función de: - Volumen de aire a acondicionar (dimenione caraceríica del maerial rodane); - Coeficiene de ranmiión del calor K (caraceríica de ailamieno del ren); - Superficie del ren (de venana y parámero ciego en u diferene pare (coado, echo, exremo, ec.); - Número de perona en el ren (caraceríica del ervicio); - Volumen de aire que e renueva (Q, en m 3 /perona y hora), que e upone igual para odo lo rene y ervicio, y que a lo efeco de ee proyeco eimaremo en 15 m 3 /h por perona en hora muy cálida y cálida y 20 m 3 /h por perona en hora normale, fría y muy fría (valor paramerizable); y - Diferencia enre la emperaura media exerior y la emperaura de conigna (ΔT, valor que e upone igual para odo lo rene y ervicio y que lo efeco de ee proyeco e oma como ΔT=15ºC en hora muy cálida, ΔT=10ºC en hora cálida, ΔT=2ºC en hora normale, ΔT=17ºC en hora fría y ΔT=22ºC en hora muy fría, valore paramerizable). - La energía necearia para la calefacción y el aire acondicionado e conidera diferene i el ren iene dipoiivo regulador de la enrada de aire en función de la ocupación o i no lo iene. 25/58

26 L Uauxca = C V Linea S mediaconparada auxc nergía para ervicio auxiliare de iluminación y oro ervicio auxiliare comerciale La energía úil necearia para alimenar la iluminación y oro ervicio auxiliare, ( Uoro ) e: Uoro = V L Linea S mediaconparada ( S 0,05) ub nergía necearia para lo auxiliare écnico La energía úil necearia para alimenar lo auxiliare écnico, e decir, a lo compreore, el cargador de baería, lo veniladore y lo equipo de refrigeración de venilación, ( Uécnico ) e: Uécni co = PoauxTecni co KVenMoor ( V L Línea S mediaconparada Si exie regulación de la venilación de lo moore en función de la emperaura, K e igual a 0,6, i no e conidera 0,7. VenMoor ) nergía para auxiliare necearia a la enrada del vehículo La energía necearia a la enrada del vehículo para proporcionar ea energía úil e eima de la iguiene forma: AUX = ρ auxelec Uaux _ o _ ρ auxdieel = Uauxca ρ + auxelec Uoro _ o _ ρ + Uécni co auxdieel Donde ρ auxelec o ρ auxdiéel e el rendimieno de lo equipo de ranformación de energía para lo ervicio auxiliare. Se adopan en ee proyeco como valore paramerizable de dicho rendimieno lo iguiene valore: - n lo vehículo de racción elécrica en lo que lo auxiliare e alimenan de la caenaria e adopa el valor ρ auxelec = 0,85 (valor paramerizable). - n lo vehículo en lo que la energía para auxiliare ea producida por moore diéel embarcado, ρ auxdiéel = 0,85 x 0,35, (coeficiene paramerizable). 26/58

27 1.5.2 nergía oal necearia por kilómero para ervicio auxiliare La energía oal conumida por lo ervicio auxiliare, por kilómero de recorrido comercial, e calcula umando lo produco de la energía conumida en cada una la fae del ciclo (movimieno, parada comerciale; roación, allere y laencia) por la duración de cada una de ea fae): AUX / km ( + + ) Uauxca ( T pcr ( = + T yl Uauxca Uoro + T ρ aux la + Uoro + ρ L aux Uécni co ) L Linea Linea Uécni co [ 1 T + K T + K T ] ro ) + auxaller nergía conumida por lo ervicio auxiliare en lo periodo fuera de ervicio Lo periodo fuera de ervicio on aquello en lo que lo rene permanecen parado en depóio o allere in ripulación ni viajero a bordo. Durane eo iempo alguno ervicio auxiliare pueden ear en funcionamieno. 1. Se define el Tiempo de acondicionamieno previo (T ap) e el el iempo previo a la ubida de lo viajero en el que e conecan lo equipo de climaización para alcanzar la emperaura adecuada.. 2. Lo iempo en aller y limpieza (T l) on iempo que el ren permanece en el aller para operacione de limpieza y manenimieno. Durane dicha operacione, alguno equipo auxiliare permanecen en funcionamieno (por ejemplo, la iluminación), y hay oro conumo por conexión de aparao (apiradore, ) aunque -por no haber viajero- no ería neceario, por ejemplo, que permanecieen encendido lo equipo de aire acondicionado y calefacción. 3. l Tiempo de eacionamieno (o hibernación) (T hi): e el iempo en que el ren e encuenra eacionado y in viajero, por lo que no e neceario que lo equipo auxiliare permanezcan encendido, aunque en alguno cao no inerea apagarlo oalmene. Se define en función del ervicio y no del maerial. 4. l Tiempo de roacione (T ro): e el iempo comprendido enre el final de un ervicio y el comienzo de iguiene al llegar un ren a la cabecera de la línea o dede el final del ervicio y el pao a aller o vicevera. Durane ee iempo el ren e encuenra parado (velocidad = 0 km/h) con odo lo ervicio auxiliare en funcionamieno porque hay o puede haber viajero. yl auxla la 27/58

28 Parámero Tiempo acondicionamieno previo Tiempo en aller y limpieza Valor 30 min/día y 60 min/día para cercanía 60 min/día Tiempo de eacionamieno (hibernación) 24h-hora en operación Tiempo de acondicionamieno previo Tiempo en aller y limpieza l cálculo del conumo de lo equipo auxiliare en eo periodo e hace en función de un porcenaje de la poencia inalada. Si no e ienen oro valore e pueden emplear: Parámero % de poencia uada en acondicionamieno previo Valor 80 % de poencia uada en aller y limpieza 30 % de poencia uada en eacionamieno (hibernación) 10 Se han definido do coeficiene que reflejan el efeco de lo dipoiivo de ahorro de energía: - Coeficiene ahorro climaización (allere, hibernación) (K ahorroc ), que puede adopar el valor de 0 (cao normal) o de 1 i dipone de un dipoiivo que regula el conumo energéico del equipo de climaización cuando el ren e encuenra en la fae de aller o en la de hibernación. e coeficiene implica que el equipo de climaización e apaga en eo periodo aunque igue funcionando la iluminación. - Coeficiene ahorro iluminación (hibernación) (K ahorroi ), i dipone de un dipoiivo que regule el conumo energéico del equipo de iluminación cuando el ren e encuenra en la fae de hibernación. n concreo, i dipone de ee equipo e upone que el ren no iene conumo de iluminación mienra eá en eado de hibernación Cálculo y efeco de la energía elécrica regenerada por el freno regeneraivo n el cao de que el ren cuene con freno regeneraivo hay que rear (de la energía recibida), la energía elécrica producida por el freno regeneraivo. Dede luego, no oda la energía e aprovecha, pue en la línea elecrificada en corriene coninua que no eán doada de ubeacione reverible que permien la devolución a la red, la energía excedene que no e aprovechada por oro rene e quema en el freno reoáico. Pero el hecho de que pare de ea energía e aproveche no, e algo que no depende del ren, ino que depende de que haya o no 28/58

29 haya ubeacione reverible, y en el cao de que no la haya, de que haya oro rene demandando energía nergía elécrica diipable en el freno Siguiendo el principio de que únicamene deben enere en cuena para el cálculo del conumo lo facore que dependen del ren; y coniderando que el grado de aprovechamieno de la energía regenerada enderá a ubir en el fuuro, e rea la energía regenerada en u oalidad, ano i efecivamene e aprovechada por oro ren, como i e devuela a la red o i e diipa en el freno reoáico 4. nergía cinéica y poencial diipable en el freno Tal y como e ha expueo, la oalidad de la energía cinéica y poencial diipada en el freno e obiene de la iguiene expreión: ( M ) ( ) c arg ado + M ro V max + M g l [ p p ] fr = + + ravd pc pe p 1 ( ) ρ b 2 D D D L precio recordar que no oda la energía cinéica perdida en el proceo de deceleración e diipa en el freno o e ucepible de er regenerada, ya que una pare de la deceleración e conigue con la reiencia al avance (el uraendo ravd en la fórmula anerior decuena ea energía que no e diipa en el freno). nergía diipable en freno neumáico a muy baja velocidad Pero no oda la energía diipada en el freno puede converire en elecricidad con el freno regeneraivo, ya que la energía diipada en el freno neumáico, no e recuperable. Para eimar la pare que e recuperable, e upone que lo rene con freno elécrico emplean (al meno parcialmene) el freno regeneraivo haa una velocidad mínima (V minf_moorxx ) a parir de la cual emplean únicamene el freno neumáico. La fórmula de la energía elécrica regenerable e conviere enonce en: p e línea fr D pc 2 D = ravd + M pe c arg ado 1 + D g p ( ro ) ( deriva F moorxx ) c ado 2 2 M arg + M V max_ V min _ ( l p [ p pe ]) 1 L linea ρ b Siendo V min_f el límie inferior de velocidad que e ua en el freno elécrico. n ee proyeco e ha adopado, por convenio, 5 km/h para aquello rene con moore de corriene alerna y 15 km/h para rene con moore corriene coninua, iendo ambo valore paramerizable. 4 n ee puno e epara la olución adopada en ee proyeco de la ugerida en lo documeno [6] y [7] en lo que ólo e uponía aprovechada, en corriene coninua, una pare de la energía elécrica regenerada. 29/58