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捷運技術 第 50 期 173
利用表4.1所示的列車重量以及經驗公式(4-2)計算,假設板南線和文湖線在初速度為80
km/h (22.2 m/s)開始煞車到末速為0 km/h,全程採用再生煞車以簡化計算,忽略列車運行阻力
及不使用電阻煞車,可以得到單部列車運行一年所產生的再生煞車能量理論值,如表2.2及表
2.3所示。
表 2.2 板南線單部列車運行之再生煞車能量
列車總重 一次再生煞車 一次再生煞車 一年總煞車 一年電氣煞車產
板南線
量(kg) 能量(MJ) 能量(kWh) 次數(次) 生電量(kWh)
尖峰 341000 71.4 19.83 98550 1954246.5
離峰 247600 51.7 14.36 147825 2122767
表 2.3 文湖線單部列車運行之再生煞車能量
列車總 一次再生煞車 一次再生煞車 一年總煞車 一年電氣煞車產
文湖線
重量(kg) 能量(MJ) 能量(kWh) 次數(次) 生電量(kWh)
尖峰 112280 23.5 6.5 98550 640575
離峰 83960 17.6 4.89 147825 722864.25
在設計規劃之初,無法有效得知列車詳細參數,可以從物理動力學的觀點出發,將列車
採用最簡單的編組、車重等信息,由於列車運行阻力遠小於列車動能,可以忽略不考慮,利
用公式(4-2)可以計算出再生煞車電能的理論值。
(二) 再生煞車能量之儲能系統設計
對台北捷運來說,平日每日載運量已逾165萬人旅次,因此,列車班次密集再加上列車的
煞車次數頻繁,將產生很大的煞車能量。為了提供安全穩定的運輸,儲能設備必須要有充放
電快速、可以穩定電網電壓、使用壽命長、系統可靠度高、可以長時間儲能以及在停電時還
能提供列車電能的條件下,使用超級電容儲能系統會是比較適合台北捷運的節能儲能方案,
雖然初期建設成本較高,但使用壽命長及維護費用低等,後期可以在節省營運電能支出當中
回收。
由前述的計算,板南線及文湖線單列列車在尖峰時段和離峰時段從最高速度開始煞車,
板南線回饋到牽引電網的再生電能總量分別約為19.83 Kwh和14.36 kwh;文湖線回饋到牽引
電網的再生電能總量分別約為6.5 kwh和4.89 kwh,在考慮離峰和尖峰時段會有約20 %~80 %
的再生煞車電能會被鄰車吸收使用[3][4],所以一列捷運列車煞車的再生煞車電能回饋到儲能
系統的電能會比較少,表2.4為儲能系統實際所能回收的再生煞車電能。