HYIPTRAIN — zestaw retrofitowy dla taboru kolejowego z napędem wodorowym
Projekt HYIPTRAIN został zaprojektowany jako modułowy zestaw konwersyjny (retrofit kit), umożliwiający adaptację istniejących pojazdów spalinowych na napęd wodorowy. Inicjatywa powstała w ramach europejskich programów innowacyjnych i ma na celu obniżenie kosztów wejścia w technologię H₂ poprzez standaryzację rozwiązań.
| Zakres | Opracowanie zestawu retrofitowego umożliwiającego konwersję taboru dieslowskiego na napęd hybrydowy: ogniwo paliwowe + bateria |
|---|---|
| Partnerzy | Konsorcjum europejskie: EIT Urban Mobility, start-upy technologiczne, instytuty badawcze; wsparcie lokalnych operatorów kolejowych |
| Architektura napędu | Modułowe ogniwa PEMFC (Fuel Cell Stacks) + bateria litowo-jonowa; układ DC/DC → falowniki trakcyjne; kompatybilność z istniejącymi silnikami trakcyjnymi |
| Moc | Skalowalna (100–1000 kW) zależnie od konfiguracji; zestaw dostosowany do lekkich lokomotyw manewrowych i zespołów trakcyjnych |
| Zbiorniki H₂ | 350/700 bar; montaż dachowy lub w przedziałach wydzielonych; integracja systemów wentylacji i detekcji |
| Bezpieczeństwo | Detekcja H₂, zawory odcinające, układy purgingu, zgodność z normami EN 45545 i wymaganiami TSI |
| Tryby pracy | FC zapewnia energię bazową, bateria pokrywa piki mocy i przyjmuje energię z hamowania; logika EMS steruje obciążeniem dla optymalizacji sprawności |
| Testy | Demonstrator HIL (Hardware-in-the-Loop) w środowisku laboratoryjnym; planowane wdrożenia w lekkich jednostkach pasażerskich |
| Cel TRL | TRL5–6 (prototyp w warunkach przedoperacyjnych) |
| Finansowanie | Granty UE (EIT Urban Mobility), wsparcie regionalne i prywatne inwestycje |
Koncepcja retrofit kit
HYIPTRAIN opracowuje standaryzowany pakiet konwersyjny, który można instalować w istniejących pojazdach spalinowych bez konieczności całkowitej przebudowy. Zestaw obejmuje moduł FC, baterię, układy chłodzenia, DC/DC, zbiorniki H₂ i systemy bezpieczeństwa. Kluczową ideą jest minimalna ingerencja w strukturę pojazdu oraz możliwość szybkiego montażu i demontażu.
Architektura energetyczna
Ogniwo paliwowe pracuje w trybie ciągłym w obszarze największej sprawności, podczas gdy bateria odpowiada za obsługę dynamicznych obciążeń trakcyjnych. Układ EMS zarządza przepływami energii, dbając o optymalny punkt pracy FC i długowieczność akumulatorów. System umożliwia również odzysk energii z hamowania.
Korzyści techniczne
- Elastyczność — zestaw może być skalowany mocowo w zależności od pojazdu.
- Skrócony czas retrofit — dzięki standaryzacji interfejsów mechanicznych i elektrycznych.
- Niższy CAPEX — brak potrzeby zakupu nowych jednostek; modernizacja istniejących zasobów.
- Redukcja emisji — brak CO₂ i zanieczyszczeń lokalnych; jedynie para wodna jako produkt uboczny.
Wyzwania inżynieryjne
Projekt HYIPTRAIN wymaga dopracowania kwestii integracji zestawów w pojazdach o różnej konstrukcji. Kluczowym zagadnieniem jest kompatybilność systemów chłodzenia i układów trakcyjnych, a także opracowanie procedur homologacyjnych dla zestawów retrofitowych jako produktów seryjnych.
Znaczenie dla sektora
HYIPTRAIN może być przełomem dla mniejszych operatorów, którzy nie dysponują środkami na zakup nowych jednostek wodorowych. Modułowy retrofit kit pozwala na tanie i szybkie przejście na napęd zeroemisyjny, a jego koncepcja może znaleźć zastosowanie nie tylko w kolejnictwie, ale i w innych sektorach transportu ciężkiego.
Wnioski inżynieryjne
Standaryzacja rozwiązań retrofitowych, jak w HYIPTRAIN, może znacząco przyspieszyć dekarbonizację kolei. Projekt udowadnia, że uniwersalny zestaw konwersyjny jest technicznie możliwy i może stanowić realną alternatywę dla kosztownych zakupów nowego taboru. Kluczowe pozostanie dopracowanie procedur certyfikacji i zapewnienie ekonomii skali.
Opracowanie redakcyjne.
