ผลต่างระหว่างรุ่นของ "ระบบจ่ายไฟฟ้าแก่ทางรถไฟ"

ไปยังการนำทาง ไปยังการค้นหา
รถไฟกระแสไฟฟ้า AC 3 เฟสถูกใช้ในอิตาลี สวิตเซอร์แลนด์และสหรัฐอเมริกาในต้นศตวรรษที่ 20 ระบบในตอนต้นใช้
 
คลื่นความถี่ต่ำ (16⅔ Hz) และแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำ (3,000 หรือ 3,600 โวลต์) ระบบจะสร้างพลังงานจากการเบรก ป้อนกลับไปยังระบบ จึงมีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับรถไฟที่ใช้ในเขตภูเขา (เงื่อนไขคือหัวรถจักรอีกสายขบวนสามารถใช้พลังนี้ได้) ระบบมีข้อเสียของการที่ต้องมีใช้ตัวนำเหนือศีรษะสอง (หรือสาม) ตัวนำเหนือศีรษะที่แยกเป็นสัดส่วนบวก return path ผ่านทางราง หัวรถจักรไฟฟ้าทำงานที่ความเร็วคงที่ ที่หนึ่ง, สองหรือสี่สปีด
 
ระบบยังถูกนำมาใช้บนภูเขาสี่ลูก รถไฟใช้ 725-3,000 V at 50 หรือ 60 Hz: (Corcovado Rack ในริโอเดอจาเนโร, บราซิล, Jungfraubahn และ Gornergratbahn ในประเทศสวิสเซอร์แลนด์และ Petit รถไฟ de la Rhune ในประเทศฝรั่งเศส)
== ข้อดีและข้อเสีย ==
=== ข้อดี ===
สายทางไฟฟ้าใหม่มักจะ "จุดประกาย" ด้วยเหตุนี้การใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบรถไฟโดยสารนำไปสู่​​การก้าวกระโดดที่สำคัญของรายได้. เหตุผลอาจรวมถึงการเดินทางด้วยรถไฟฟ้าถูกมองว่าเป็นคนที่ทันสมัย​​และน่าสนใจ, การบริการที่รวดเร็วและราบรื่น, และความจริงที่ว่ากระแสระบบไฟฟ้ามักจะไปด้วยกันกับโครงสร้างพื้นฐานทั่วไปและเพิ่มการพัฒนาทางด้านเศรษฐกิจ ไม่ว่าอะไรที่เป็นสาเหตุของการจุดประกาย เส้นทางจำนวนมากได้ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ไฟฟ้าเป็นเวลาหลายทศวรรษ
 
=== อื่นๆ ===
* ลดค่าใช้จ่ายของการสร้างโครงการ, การวิ่งบริการและการบำรุงรักษาหัวรถจักรและตู้พ่วง
* อัตราส่วนของกำลังงานต่อน้ำหนักรถสูง
* ใช้หัวรถจักรน้อยลง
* ความเร่งออกตัวได้เร็วขึ้น
* ขีดจำกัดในทางปฏิบัติของพลังงานสูงในการใช้งานน้อยลง เพิ่มโหลดได้มากขึ้น
* ข้อจำกัดของเพิ่มความเร็วสูงขึ้น
* มลพิษทางเสียงน้อย (การทำงานที่เงียบสงบ)
* เมื่อความเร่งความเร็วจากการออกตัวได้เร็วขึ้นทำให้ clear เส้นทางเคลียร์ทางเร็วขึ้นเพื่อ เพิ่มจำนวนขบวนรถไฟบนรางรถไฟในทางในเมืองได้
* การสูญเสียพลังงานลดลงที่ระดับความสูงไปมาก (สำหรับการสูญเสียพลังงานดูเครื่องยนต์ดีเซล)
* เป็นอิสระของใช้แหล่งพลังงานที่ยืดหยุ่น ลดค่าใช้จ่ายในการเดินรถจากราคาน้ำมันที่มีความผันผวน
* ให้บริการในสถานีรถไฟใต้ดินที่ ซึ่งรถไฟดีเซลไม่สามารถทำงานใช้ได้เนื่องจากเหตุผลด้านความปลอดภัย
* มลพิษทางสิ่งแวดล้อมที่ลดลงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเขตเมืองมีประชากรสูงแม้ว่าไฟฟ้าถูกผลิตโดยเชื้อเพลิงฟอสซิล
* สามารถรองรับการเรียกคืนพลังงานจลน์จากเบรกโดยใช้[[ตัวเก็บประจุยิ่งยวด]] ( supercapacitors)
 
=== ข้อเสีย ===
* ค่าใช้จ่ายในการใช้พลังงานไฟฟ้า: กระแสระบบไฟฟ้าต้องมีสร้างโครงสร้างพื้นฐานใหม่ทั้งหมดซึ่งจะถูกสร้างขึ้นรอบรางที่มีอยู่ด้วยค่าใช้จ่ายที่มีนัยสำคัญ ค่าใช้จ่ายจะสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออุโมงค์, สะพานและสิ่งกีดขวางอื่น ๆ จะต้องมีการเปลี่ยนแปลงให้มีระยะห่าง ส่วนอื่นที่สามารถเพิ่มค่าใช้จ่ายของการใช้พลังงานไฟฟ้าก็คือการปรับเปลี่ยนหรืออัพเกรดระบบอาณัติสัญญาณรถไฟที่จำเป็นสำหรับลักษณะการจราจรใหม่ และเพื่อปกป้องวงจรสัญญาณและวงจรของรางจากการรบกวนโดยการกระแสไฟฟ้าที่ใช้ในการฉุดลาก
* เพิ่มโหลดตารางภาระองค์การไฟฟ้​​า: การเพิ่มผู้บริโภคไฟฟ้ารายใหม่จะมีผลกระทบด้านลบต่อกริดระบบเครือข่ายไฟฟ้าและอาจจำเป็นต้องมีการเพิ่มกำลังการผลิตพลังงานของกริดจ่ายให้ระบบเครือข่าย อย่างไรก็ตามรถไฟสามารถมีเครือข่ายไฟฟ้าเป็นของตัวเองและเพื่อการสำรองพลังงานที่สามารถใช้ได้ถ้าการระบบเครือข่ายไฟฟ้าของรัฐมีปัญหา
* ลักษณะถายนอกภายนอก: โครงสร้างสายเหนือศีรษะและสายเคเบิลสามารถมีผลกระทบต่อภูมิทัศน์อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับที่ไม่ใช่ไฟฟ้าหรือทางรถไฟสายรางที่สามไฟฟ้าที่มีเพียงแค่อุปกรณ์ส่งสัญญาณเป็นครั้งคราวบางส่วนเท่านั้นที่อยู่เหนือระดับพื้นดิน
* เปราะบางและไม่มั่นคง: ระบบการใช้พลังงานไฟฟ้าเหนือศีรษะสามารถประสบภาวะชะงักงันอย่างรุนแรงอันเนื่องมาจากกลไกมีความผิดพลาดเล็ก ๆ น้อย ๆ หรือผลกระทบของกระแสลมแรงที่ทำให้ pantograph ที่กำลังเคลื่อนที่ไปพันกับสายไฟเหนือศีรษะ (catenary), ฉีกสายไฟหลุดจากตัวยึด ความเสียหายมักจะไม่จำกัดกับกระแสที่รางแค่ทางเดินรถทางใดรางทางหนึ่งแต่อาจขยายไปยังรางทางข้างเคียงด้วย ทำให้ตลอดเส้นทางจะถูกบล็อกเป็นเวลานาน ระบบรางที่สามสามารถประสบภาวะชะงักงันในสภาพอากาศหนาวเย็นเนื่องจากน้ำแข็งก่อตัวขึ้นบนราวตัวนำ.
[[ไฟล์:US-NortheastCatenary.jpg|thumb|250px|ภาพแสดง catenary]]
* ขโมย: ราคาเศษทองแดงที่สูงและการไม่ได้รับการป้องกัน, การติดตั้งในที่ห่างไกลทำให้สายเหนือศีรษะเป็นเป้าหมายที่น่าสนใจสำหรับพวกขโมยเศษโลหะ ความพยายามที่จะขโมยสายเคเบิลที่มีแรงดันไฟฟ้าอยู่ขนาด 25 kV อาจจบลงด้วยความตายของขโมยเนื่องจากถูกไฟฟ้าดูด ในสหราชอาณาจักร การโจรกรรมสายเคเบิลจะถูกอ้างว่าเป็นหนึ่งในสาเหตุใหญ่ที่สุดของความล่าช้าและการหยุดชะงักในการให้บริการ
 
=== ข้อจำกัด ===
สายเหนือศีรษะส่วนใหญ่ไม่เว้นระยะความสูงให้พอเพียงสำหรับรถโดยสารสองชั้น ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาของการเดินรถอาจจะเพิ่มขึ้น แต่หลายระบบอ้างว่าค่าใช้จ่ายลดลงเนื่องจากการลดการสึกหรอและจากขบวนรถมีน้ำหนักเบาลง มีค่าใช้จ่ายบางรายการในการบำรุงรักษาเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น สถานีไฟฟ้าย่อย และcatenaryเสาขึงของสายเหนือศีรษะ แต่ถ้ามีการจราจรหนาแน่นเพียงพอ รายได้มีมูลค่าสูงกว่าค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาเครื่องยนต์และค่าใช้จ่ายในการเดินรถที่ลดลงมีมูลค่าสูงกว่าค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาข้างบนอย่างมีนัยสำคัญ
 
ผลกระทบกับเครือข่ายเป็นปัจจัยขนาดใหญ่ที่มีการใช้พลังงานไฟฟ้า เมื่อมีการแปลงสายเดินรถพลังงานอื่นให้เป็นพลังงานไฟฟ้า, การเชื่อมต่อกับสายอื่น ๆ จะต้องได้รับการพิจารณา การใช้ไฟฟ้าบางสายก็ถูกรื้อออกเนื่องจากทางผ่านเป็นบริเวณที่ไม่มีสายไฟฟ้า ถ้าทางผ่านเป็นพื้นที่มีประโยชน์, การสลับขบวนแม้ต้องใช้เวลามากต้องมีขึ้นเพื่อเชื่อมต่อดังกล่าวหรือต้องใช้เครื่องยนต์สองโหมดที่มีราคาแพง เรื่องนี้เป็นประเด็นส่วนใหญ่สำหรับการเดินทางระยะไกล แต่หลายสายการเดินรถเข้ามาครอบงำโดยใช้ขบวนสินค้าแบบลากยาว (ปกติใช้บรรทุกถ่านหิน, แร่ธาตุ, หรือคอนเทนเนอร์ไปหรือออกจากท่าเรือ) ในทางทฤษฎีรถไฟเหล่านี้อาจเพลิดเพลินไปกับการลดต้นทุนผ่านการใช้พลังงานไฟฟ้า แต่อาจจะมีราคาแพงเกินไปที่จะขยายการใช้พลังงานไฟฟ้าไปยังพื้นที่ที่โดดเดี่ยวนอกเสียจากเครือข่ายทั้งหมดจะมีกระแสไฟฟ้า บริษัทเหล่านั้นมักจะพบว่าพวกเขาต้องการที่จะยังคงใช้รถไฟดีเซลแม้ว่ามีบางส่วนเป็นไฟฟ้า ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการขนส่งคอนเทนเนอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อใช้รถสองชั้นยังมีประเด็นที่มีผลกระทบต่อเครือข่ายของการจ่ายไฟฟ้าเนื่องจากมีระยะเหนือศีรษะไม่เพียงพอของสายไฟฟ้าเหนือศีรษะ แต่การจ่ายพลังงานไฟฟ้าสามารถถูกสร้างหรือถูกปรับเปลี่ยนเพื่อให้มีช่องว่างเพียงพอได้ แต่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม
 
== สรุปข้อดีและข้อเสีย ==
* เส้นทางที่มีการใช้น้อยอาจจะเป็นไปไม่ได้เหมาะสมสำหรับการใช้พลังงานไฟฟ้า (โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสร้างพลังงานจากการเบรก) เพราะค่าใช้จ่ายที่สูงกว่าของการบำรุงรักษาเอาชนะค่าใช้จ่ายในการเดินรถ ดังนั้นส่วนใหญ่สายทางไกลในอเมริกาเหนือและประเทศกำลังพัฒนาจำนวนมากไม่ได้ใช้ไฟฟ้าเนื่องจากความถี่ในการเดินรถที่ค่อนข้างต่ำ
* หัวรถจักรไฟฟ้าอาจถูกสร้างได้อย่างง่ายดายโดยให้มีพลังมากกว่าหัวรถจักรดิเซลส่วนใหญ่ สำหรับงานผู้โดยสารโดยสารทั่วไป มันเป็นไปได้ที่จะให้พลังงานเพียงพอใช้ด้วยเครื่องยนต์ดีเซล (ดู 'ICE TD') แต่ไม่ใช่ที่ความเร็วสูงๆ ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าแพงและไม่ควรนำมาปฏิบัติ ดังนั้นเกือบทั้งหมดของรถไฟความเร็วสูงจะเป็นไฟฟ้า
* พลังงานที่สูงของหัวรถจักรไฟฟ้าให้ความสามารถในการดึงตู้ขนส่งสินค้าที่ความเร็วสูงกว่าบนทางลาดชัน; ในสภาพการจราจรที่ผสม สิ่งนี้เพิ่มกำลังความสามารถแต่และลดเวลาระหว่างขบวนลดลง พลังงานที่สูงขึ้นของหัวรถจักรไฟฟ้าและการใช้กระแสไฟฟ้ายังสามารถเป็นทางเลือกที่ถูกกว่าสำหรับระบบรางใหม่และรางลาดชั้นน้อย ถ้าหากน้ำหนักรถไฟจะเพิ่มขึ้นในระบบ
 
=== ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ===
รถไฟที่ใช้ไฟฟ้าเป็นการใช้พลังงานที่มีประสิทธิภาพกว่ารถไฟดีเซล. ถ้าไดัรับพลังงานจากสถานีผลิตไฟฟ้าคาร์บอนต่ำ, รถไฟไฟฟ้าสามารถผลิตคาร์บอนไดอ๊อกไซด์น้อยลง
รถไฟไฟฟ้าไม่จำเป็นต้องแบกน้ำหนักของหัวลากหลัก, สายส่งและเชื้อเพลิง นี่คือการชดเชยบางส่วนกับน้ำหนักของอุปกรณ์ไฟฟ้า
 
การสร้างพลังงานจากระบบเบรกส่งไฟฟ้าคืนระบบเพื่อที่ว่ามันอาจจะเอาไปใช้ที่อื่น, โดยรถไฟอื่น ๆ ในระบบเดียวกันหรือกลับไปยังตารางอำนาจทั่วไปเครือข่ายส่งกำลังไฟฟ้า นี้จะเป็นประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่เป็นภูเขาในที่ซึ่งรถไฟที่โหลดหนักต้องขึ้นลงทางยาวลาดชัน
 
ไฟฟ้าสถานีกลางสามารถสร้างขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องยนต์/เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเคลื่อนที่ โรงไฟฟ้​​าเชื้อเพลิงฟอสซิลขนาดใหญ่ทำงานที่มีประสิทธิภาพสูง และสามารถนำไปใช้ให้ความร้อนหรือผลิตความเย็นให้กับชุมชนซึ่งจะนำไปสู่​​การเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมสูงขึ้น
 
สามารถใช้แหล่งพลังงานที่ไม่เหมาะสมสำหรับการผลิตไฟฟ้าแบบเคลื่อนที่ได้ เช่น พลังงานนิวเคลียร์, แต่โรงไฟฟ้าพลังน้ำ, หรือพลังงานลมสามารถนำมาใช้ได้ หรือแก๊ส ตามที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางทั่วโลกของปริมาณพลังงานสำรอง สำรองของเชื้อเพลิงเหลวมีน้อยกว่าก๊าซและถ่านหินมาก (ที่ 42, 167 และ 416 ปีตามลำดับ) เหมาะกับประเทศส่วนใหญ่ที่มีเครือข่ายรถไฟขนาดใหญ่ที่ไม่ได้มีน้ำมันสำรองอย่างมีนัยสำคัญ แต่ผู้ประเทศที่มี, เช่น ประเทศสหรัฐอเมริกาและสหราชอาณาจักร ได้ใช้น้ำมันสำรองของตนออกไปมากและได้รับความเดือดร้อนการส่งออกน้ำมันที่ลดลงมานานหลายทศวรรษ ดังนั้นนอกจากนี้ยังมีแรงจูงใจทางเศรษฐกิจที่แข็งแกร่งเพื่อทดแทนเชื้อเพลิงอื่น ๆ แทนน้ำมัน รถไฟกระแสไฟฟ้ามักจะถือว่าเป็นเส้นทางสำคัญที่มีต่อการปฏิรูปรูปแบบการบริโภค.
 
=== ค่าใช้จ่ายภายนอก ===
ค่าใช้จ่ายภายนอกของรถไฟมีน้อยกว่าโหมดอื่น ๆ ของระบบการขนส่งแต่การใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้ค่าใช้จ่ายนั้นน้อยลงไปอีกถ้ามันยั่งยืน
 
นอกจากนี้การลดค่าใช้จ่ายพลังงานจากบ่อน้ำมันมาล้อ (well to wheel) และความสามารถในการลดมลพิษและก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศให้เป็นไปตามพิธีสารเกียวโตเป็นข้อได้เปรียบ
 
=== ระบบที่ไม่ใช้หน้าสัมผัส ===
84

การแก้ไข

รายการนำทางไซต์