Dimensionamento ed ottimizzazione di un sistema di accumulo per un treno transitante su una linea ad elettrificazione parziale = Sizing and optimisation of a storage system for a train travelling on a partial electrification line

Lo scopo della tesi è l'utilizzo di un software di simulazione ferroviaria per dimensionare un sistema di accumulo per un treno transitante su una linea ferroviaria ad elettrificazione parziale. La prima parte della tesi si è svolta presso il laboratorio di ingegneria elettrica Ge2lab di Grenoble. Durante questo periodo è stato necessario studiare un programma di simulazione scritto in C++ e modificarlo perché fosse possibile considerare linee ferroviarie ad elettrificazione parziale, ovvero intere sezioni in cui l'unica alimentazione elettrica fosse fornita solamente dal sistema di accumulo: batterie e super-condensatori. Nel software è stato integrato un modello di batterie più realistico in cui le prestazioni dipendono dallo stato di carica della singola cella. La parte di codice relativa alla gestione energetica è stata ottimizzata al fine di ottenere il massimo risparmio energetico sulle tratte di interesse, sfruttando la possibilità della frenata rigenerativa, preservando lo stato di salute della batteria. La presenza di sezioni non elettrificate ha portato a nuove sfide a livello di modello e di risoluzione di reti complesse tramite il metodo Newton-Raphson. La seconda parte del lavoro si è svolta presso SNCF, società nazionale ferroviaria francese, dove è stato necessario utilizzare il software per dimensionare il sistema di accumulo di una flotta di treni per diverse soluzioni di non elettrificazione. Il lavoro di dimensionamento è stato affiancato da un lavoro di ottimizzazione per selezionare, tra le diverse alternativa, la soluzione meno dispendiosa a livello di costo d'infrastruttura e di materiale. In conclusione si è selezionata la dimensione adeguata del sistema di accumulo, evidenziando sia i limiti che le potenzialità di questo ramo della tecnologia ferroviaria ancora poco esplorato.