Analisis Pengereman Regeneratif Terhadap Efisiensi Energi Kereta Api Pada Sistem Kereta Api Perkotaan
Fadlur Rahman1, Imam Muthohar1*, Latif Budi S.1
1Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, INDONESIA
*Corresponding author: imam.muthohar@ugm.ac.id
INTISARI
Sektor perkeretaapian dikenal sebagai bentuk transportasi publik yang sangat telah berkembang lebih baik di seluruh dunia. Aspek penting dalam meningkatkan kualitas sektor perkeretaapian melibatkan optimalisasi konsumsi energi dalam operasi kereta. Optimalisasi memainkan peran penting dalam memastikan kelancaran operasi dan memberikan dampak positif terhadap lingkungan. Sumber konsumsi energi yang paling signifikan dalam operasi perkeretaapian disebabkan oleh traksi kereta. Proses traksi kereta api menyumbang sekitar 80% dari keseluruhan penggunaan energi. Penelitian ini dilakukan untuk memahami dan menganalisis kontribusi pengereman regeneratif sebagai bagian dari operasi pengendalian pergerakan kereta api yang hemat energi. Penelitian ini menggunakan empat studi kasus yang menggunakan input terkontrol yang berbeda, termasuk variabel independen waktu perjalanan, jumlah collocation point yang digunakan, dan penyertaan waktu penyangga tambahan untuk setiap waktu transit yang ditentukan. Hasil studi ini menunjukkan bahwa jumlah konsumsi energi dan pembangkitan energi pengereman regeneratif yang optimal dicapai ketika kecepatan operasional ditingkatkan menjadi 100 km/jam. Efisiensi energi yang dicapai mencapai 68% dari total energi, sementara energi yang dihasilkan oleh pengereman regeneratif mencapai 18% dari penggunaan energi yang optimal. Lebih lanjut, dengan penggabungan konsumsi energi dan output energi pengereman regeneratif, dimungkinkan untuk mencapai tingkat efisiensi sebesar 74%. Penerapan pengereman regeneratif dapat menjadi salah satu solusi dalam peningkatan efisiensi konsumsi energi pada transportasi perkeretaapian.
Referensi
Keskin, K. and Karamancioglu, A. 2017. Energy-efficient train operation using nature-inspired algorithms. Journal of Advanced Transportation. 2017.
Pachl, J. 2018. Railway Operation and Control 4th ed. Mountlake Terrace: VTD rail publishing.
Patterson, M.A. and Rao, A. V. 2014. GPOPS – II: A MATLAB software for solving multiple-phase optimal control problems using hp-adaptive gaussian quadrature collocation methods and sparse nonlinear programming. ACM Transactions on Mathematical Software. 41(1).
Rao, A. V, Benson, D.A., Darby, C., Patterson, M.A., Francolin, C., Sanders, I. and Huntington, G.T. 2011. Algorithm 902 : GPOPS , A MATLAB Software for Solving Multiple-Phase Optimal Control Problems Using the Gauss Pseudospectral Method. . 37(2).
Scheepmaker, G.M. and Goverde, R.M.P. 2015. Delft University of Technology Effect of regenerative braking on energy-efficient train control.
Scheepmaker, G.M. and Goverde, R.M.P. 2020. Energy-efficient train control using nonlinear bounded regenerative braking. Transportation Research Part C: Emerging Technologies. 121, p.102852.
Scheepmaker, G.M., Pudney, P.J., Albrecht, A.R., Rob, M., Goverde, P. and Howlett, P.G. 2020. Journal of Rail Transport Planning & Management Optimal running time supplement distribution in train schedules for energy-efficient train control. . 14(July 2019).
Tian, Z., Weston, P., Zhao, N., Hillmansen, S., Roberts, C. and Chen, L. 2017. System energy optimisation strategies for metros with regeneration. Transportation Research Part C: Emerging Technologies. 75, pp.120–135.
Tian, Z., Zhao, N., Hillmansen, S., Roberts, C., Dowens, T. and Kerr, C. 2019. SmartDrive: Traction Energy Optimization and Applications in Rail Systems. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. 20(7), pp.2764–2773.
Zhao, N., Tian, Z., Chen, L., Roberts, C. and Hillmansen, S. 2021. Driving Strategy Optimization and Field Test on an Urban Rail Transit System. IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine. 13(3), pp.34–44.