Análisis de las alternativas para el aprovechamiento de la energía producida por el frenado regenerativo de la Línea 1 del Metro de Lima y Callao

Resumen

Los trenes de la Línea 1 del Metro de Lima y Callao son trenes eléctricos alimentados en Voltaje DC que utilizan el frenado regenerativo para desacelerar, inyectando esta energía eléctrica a la catenaria y que otros trenes la pueda utilizar durante el mismo momento. Sin embargo, se requiere que un tren esté frenando y otro acelerando para que este fenómeno se presente y se aproveche eficazmente, caso contrario, esta energía es desperdiciada siendo disipada en forma de calor sin su posible aprovechamiento. Para aumentar la cantidad de energía reutilizada, en la presente investigación se han descrito las posibles alternativas a implementar como la devolución de energía la red, mediante subestaciones reversibles o sistemas de almacenamiento de energía dentro o fuera del tren, mediante baterías, supercapacitores o ruedas de inercia, con el objetivo de reducir el consumo de la red de alimentación de la Línea 1. Se utilizó el software especializado en ferrovías eTrax de ETAP para realizar la simulación electrodinámica de la Línea 1 bajo un escenario base y evaluar los efectos bajo escenarios con las alternativas de subestaciones reversibles y bancos de baterías de litio en las estaciones. Los resultados de las simulaciones presentaron ahorros energéticos potenciales en todo el sistema de hasta el 27.98% con subestaciones reversibles y de hasta 3.56% con bancos de baterías instalados en todas las subestaciones de rectificación (SER). Así también, se presentaron reducciones de potencias pico de hasta 977.64 kW en la SER La Cultura, mediante subestaciones reversibles y de 742.51kW en la SER Miguel Grau mediante bancos de Baterías. Estos resultados fueron utilizados para evaluar y seleccionar la alternativa de mejor aplicabilidad en la Línea 1 mediante una matriz MultiCriterio en base a aspectos de Inversión, Performance, Mantenimiento e Implementación, en donde según los criterios de la empresa operaria se presentó la alternativa de subestaciones reversibles como la seleccionada y recomendada para su instalación.

Fecha de lectura	2022
Idioma original	Español (Perú)
Supervisor	Luis Alberto García Palomino (Asesor)