Оптимізація енергетичного балансу автономного тролейбуса шляхом використання стаціонарних заторів та рекуперативного гальмування

Abstract

В цій статті розглянуто питання підвищення енергетичної ефективності та автономності тролейбусного парку м. Вінниця шляхом впровадження інтелектуальних систем керування енергобалансом. Визначено роль автономних тролейбусів як гнучкого інструменту модернізації транспортної мережі, що дозволяє мінімізувати залежність від стаціонарної контактної інфраструктури в умовах щільної забудови та енергетичного дефіциту. Проаналізовано динаміку енергоспоживання на ключових маршрутах міста та виявлено потенціал використання ділянок з високою інтенсивністю руху. Особливу увагу приділено розробці концепції «корисного затору», яка передбачає використання зон стаціонарних заторів (передмостові ділянки, вузлові розв’язки) для підзаряджання бортових накопичувачів через короткі сегменти контактної мережі. Проведено оцінку ефективності рекуперативного гальмування в режимі «stop-and-go», що є характерним для перевантажених магістралей міста, таких як вулиці Соборна, Пирогова та центральні мостові переходи. Доведено, що циклічне перетворення кінетичної енергії в електричну під час маневрування в заторах дозволяє повернути до 20 – 25 % витраченої енергії назад у акумуляторні системи. Запропоновано математичну модель енергетичного балансу автономного тролейбуса, яка враховує параметри рекуперації, витрати на допоміжні системи та можливість поповнення заряду під час вимушених зупинок. Такий підхід сприяє формуванню екологічно стійкої та живучої системи міської мобільності, здатної функціонувати в умовах блекаутів та пошкоджень енергосистеми. Обґрунтовано доцільність створення «зарядних островів» на вузлових напрямках, де транспортні потоки розходяться до віддалених районів міста. Розроблено рекомендації щодо інтеграції автономних тролейбусів у загальну схему руху Вінниці з оцінкою економічного ефекту від зменшення витрат на будівництво повнорозмірних контактних мереж та зниження зносу гальмівного обладнання завдяки електродинамічному гальмуванню. Запропоновані рішення можуть бути використані під час стратегічного планування розвитку транспортної стратегії «Вінниця2030» та розробки систем SmartCity для управління громадським транспортом.