KALBARNEWS.CO.ID (SHANGHAI) - Para peneliti dari Universitas Tongji di Shanghai dan Universitas Normal Sichuan di Chengdu telah mengembangkan metode baru untuk menstabilkan pasokan daya metro melalui perangkat penyimpanan energi superkonduktor.
Fluktuasi beban jaringan yang konstan merupakan tantangan terbesar dalam operasional metro.
Baca Juga: Toyota Ciptakan Radiator “Bernapas” Untuk Misi Bulan
Ketika kereta mulai bergerak, tiba-tiba kereta menarik listrik, menyebabkan penurunan tegangan. Namun, saat mengerem, kereta mengembalikan sebagian energi ke jaringan, menyebabkan lonjakan tegangan.
Pada jam sibuk, ketika puluhan kereta mulai dan berhenti hampir bersamaan, fluktuasi ini menjadi sangat parah. Jika tegangan melebihi batas yang diizinkan, sistem pemulihan energi dinonaktifkan dan energi pengereman terbuang sebagai panas.
Seiring waktu, fluktuasi ini menimbulkan risiko kelebihan beban, mempercepat keausan peralatan, dan memerlukan biaya pemeliharaan infrastruktur tambahan dari layanan kota.
Baca Juga: Sistem Pengisian Daya Massal Pintar Untuk Kendaraan Listrik Diuji Di Denmark
Untuk mengatasi fluktuasi ini, para insinyur Tiongkok mengusulkan penggunaan perangkat penyimpanan energi superkonduktor. Berbeda dengan baterai, perangkat ini menyimpan energi bukan dalam senyawa kimia, melainkan dalam bentuk medan magnet.
Perangkat penyimpanan ini terdiri dari kumparan superkonduktor bersuhu tinggi yang didinginkan hingga mencapai kondisi di mana arus listrik bersirkulasi tanpa hambatan. Hal ini memungkinkan energi disimpan dan dilepaskan hampir seketika tanpa kehilangan apa pun.
Ketika tegangan jaringan meningkat, perangkat penyimpanan akan segera menyerap kelebihan energi, dan ketika tegangan turun, perangkat akan melepaskannya kembali. Sistem ini bertindak sebagai peredam kejut bagi jaringan listrik, menjaga tegangan tetap stabil terlepas dari operasi kereta api.
Baca Juga: Laporkan Jika Temukan Pohon Rawan Tumbang
Untuk memverifikasi data mereka, para peneliti membuat model komputer sistem catu daya metro di MATLAB/Simulink berdasarkan jaringan traksi standar 1.500 volt. Simulasi tersebut mereproduksi skenario-skenario umum: akselerasi, pengereman, dan pergerakan beberapa kereta secara bersamaan.
Tanpa perangkat penyimpanan energi, tegangan berfluktuasi antara 1.400 volt dan 1.600 volt, dan hampir tetap konstan selama perangkat terhubung. Sistem merespons perubahan dalam hitungan milidetik; semakin tinggi arus pada kumparan, semakin presisi penghalusannya.
Para peneliti kemudian melakukan uji coba untuk melihat bagaimana teknologi ini akan bekerja di pusat transfer besar tempat beberapa jalur metro bertemu. Mereka memodelkan stasiun metro biasa dengan tiga jalur yang terhubung ke gardu induk DC 1.500 volt, konfigurasi yang umum di banyak wilayah metropolitan.
Baca Juga: Pemanas Udara Tenaga Surya Berbentuk V Baru Diuji Di Afrika
Karena terlalu mahal untuk memasang perangkat penyimpanan energi terpisah pada setiap jalur, sistem umum dengan satu modul superkonduktor diusulkan. Pengontrol mendistribusikan energi di antara jalur-jalur tersebut berdasarkan prioritas: jika fluktuasi tegangan lebih tinggi pada satu jalur, energi akan dikirim ke sana terlebih dahulu untuk mengimbangi perbedaannya.
Hal ini memungkinkan untuk mempertahankan tegangan dalam batas yang dapat diterima bahkan selama gangguan simultan pada ketiga jalur.
Simulasi menunjukkan bahwa penggunaan perangkat penyimpanan superkonduktor mengurangi amplitudo fluktuasi tegangan lebih dari 20 kali lipat.
Baca Juga: Gelombang 2,5 Meter dan Rob Ancam Pesisir Kalbar, BMKG Tetapkan 5 Wilayah Status SIAGA Hujan Lebat
Hal ini meningkatkan kualitas pasokan daya, mengurangi beban pada peralatan, dan meningkatkan porsi energi yang dikembalikan ke sistem selama pengereman. Para penulis studi meyakini bahwa perangkat penyimpanan superkonduktor dapat menjadi bagian dari infrastruktur energi pintar transportasi perkotaan, yang berfungsi sebagai penyangga instan yang menyeimbangkan aliran energi.
