Pemanfaatan Baterai untuk Mengurangi Beban Puncak dan Meningkatkan Penyerapan Energi Regenerative Braking pada Kereta Api

Autor(s): Hari Maghfiroh
DOI: 10.25104/jptd.v22i1.1601

Abstract

Semakin meningkatnya kebutuhan transportasi dan meningkatnya pemanasan global akibat polusi, maka sistem transportasi massal merupakan alternative utama. Kereta api merupakan salah satu moda transportasi yang paling effisien dari segi energi dibandingkan moda transportasi lain. Kereta api listrik merupakan kereta yang ramah lingkuangan. Akan tetapi, kereta ini memerlukan energi listrik yang besar. Salah satu cara untuk mengurangi konsumsi energi kereta listrik adalah dengan regenerative braking. Listrik hasil regenerative braking kurang dapat termanfaatkan dan kebanyakan dibuang di brake resistor. Energy Storage System (ESS) dapat dipakai untuk menyimpan energi hasil regenerative braking. ESS dapat diletakkan disamping lintas (track-side) maupun pada sarana kereta api (on-board). ESS on-board (ESS-OB) memiliki efisiensi dan manajemen energi yang lebih mudah. Baterai dipilih menjadi ESS-OB karena marupakan salah satu jenis ESS yang lebih unggul dibanding tipe lain yaitu flywheel dan super-capacitor. Pengujian simulasi dilakukan dengan memodelkan substasiun, kereta api, ESS-OB, dan brake resistor. Pada pengujian kereta berjalan diantara dua substasiun dan berhenti di tiga stasiun kereta api. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penambahan baterai sebagai ESS-OB di kereta mampu menyerap energi hasil regenerative braking dengan baik dan mampu mengurangi beban puncak hingga 2,11 %. Penghematan energi akan lebih banyak jika diterapkan pada beberapa unit kereta dan frekuensi perjalanan yang lebih tinggi. Penambahan baterai ini juga meningkatkan massa kereta hingga 0,07%.

Keywords

baterai; ESS; kereta api; regenerative braking

Full Text:

PDF

References

Buchmann, Isidor. 2011. A Handbook on Rechargeable Batteries for Non-engineers. 3rd edition, Fraserwood: Cadex Electronics.

Chaiyut Sumpavakup, Tosaphol Ratniyomchai, Thanachai Kulworawanichpong. 2017. Optimal energy saving in DC railway system with on-board energy storage system by using peak demand cutting strategy. J. Mod. Transport, pp.223-235.

Gonzalez-Gil A, Palacin R, Batty P, Powell JP. 2014. Energyefficient urban rail systems: strategies for an optimal management of regenerative braking energy. In: Proceedings of international conference transport research arena: transport solutions from research to deployment, pp 1-9.

Gonzalez-Gil, R. Palacin, and P. Batty. 2013. Sustainable urban rail systems: Strategies and technologies for optimal management of regenerative braking energy. Energy Convers. Manag., vol. 75, pp. 374-388.

K. Kondo. 2010. Review Paper Recent Energy Saving Technologies on Railway Traction Systems. IEEJ Trans, vol. 5, pp. 298-303.

M. Khodaparastan, A. A. Mohamed and W. Brandauer. 2019. Recuperation of Regenerative Braking Energy in Electric Rail Transit Systems. in IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 20, no. 8, pp. 2831-2847, Aug. 2019.

M. Saleh, O. Dutta, Y. Esa and A. Mohamed. 2017. Quantitative analysis of regenerative energy in electric rail traction systems. IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Cincinnati, OH, 2017, pp. 1-7.

R. Barrero, O. Hegazy, P. Lataire, T. Coosemans, J. Van Mierlo. 2011. An Accurate Multi-Train Simulation Tool for Energy Recovery Evaluation in DC Rail Networks. International Review on Modelling & Simulations; Dec 2011, Vol. 4 Issue 6, p2985.

Ronanki, S. A. Singh and S. S. Williamson. 2017. Comprehensive Topological Overview of Rolling Stock Architectures and Recent Trends in Electric Railway Traction Systems. in IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 3, no. 3, pp. 724-738, Sept. 2017.

S. Chenh, M. Sautreuil, D. Riu, and N. Retière. 2008. Quasi-Static Decoupled Load Flow Modelling of a Power Supply Network with AC-DC Converters Applied to Light Rail System. in IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, VPPC, 2008.

S. Su, T. Tang, and Y. Wang. 2016. Evaluation of Strategies to Reducing Traction Energy Consumption of Metro Systems Using an Optimal Train Control Simulation Model. pp. 1-19.

Refbacks

  • There are currently no refbacks.