سوق أنظمة إمداد الطاقة للسكك الحديدية

نظرة عامة على السوق

من المتوقع أن ينمو حجم سوق أنظمة إمداد الطاقة للسكك الحديدية العالمية بشكل كبير بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ حوالي 4.4٪ خلال الفترة المتوقعة.

تُعد أنظمة إمداد شبكة السكك الحديدية بالكهرباء مكونًا أساسيًا. فهي توفر الطاقة اللازمة لتشغيل الإشارات والاتصالات والأنظمة الأخرى بالإضافة إلى تشغيل القطارات. وعلى الرغم من استخدام أنظمة السكك الحديدية الثالثة ومصادر الطاقة على متن القطارات في بعض الأحيان، فإن الأسلاك العلوية هي مصدر الطاقة الأكثر استخدامًا لأنظمة السكك الحديدية.

الطريقة الأكثر شيوعًا لتوصيل الكهرباء إلى القطارات هي من خلال الأسلاك العلوية. وهي تتكون من سلك واحد أو عدة أسلاك عالية الجهد معلقة فوق القضبان ومثبتة بالقاطرة عبر البانتوجراف. تتبنى العديد من البلدان في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك الولايات المتحدة وأوروبا واليابان، هذا النوع من النظام.

تُستخدم أنظمة إمداد الطاقة على متن القاطرة في العديد من الدول، ولا سيما الصين والهند. يتم تشغيل محركات الجر في القاطرة بواسطة حزمة بطارية على متن القاطرة. ومن الممكن بعد ذلك تشغيل الأنظمة المساعدة، مثل أنظمة تكييف الهواء والتحكم، بواسطة حزمة البطارية هذه.

تستخدم العديد من الدول، وأبرزها فرنسا والمملكة المتحدة، أنظمة السكك الحديدية الثالثة. بين المسارين الوظيفيين في هذه الأنظمة يوجد سكة حديدية كهربائية. يستخدم القطار هذا المسار، الذي غالبًا ما يكون معزولًا، للحصول على إمداد ثابت من الطاقة.

نظرًا لأنها تسمح بتشغيل القطارات بشكل آمن وفعال، فإن أنظمة إمداد الطاقة تشكل عنصرًا أساسيًا في البنية الأساسية للسكك الحديدية. يعد اختيار النظام المناسب لمتطلبات شبكة السكك الحديدية أمرًا بالغ الأهمية نظرًا لأن كل نظام له مزايا وعيوب مميزة.

ديناميكيات السوق

محركات سوق أنظمة إمداد الطاقة للسكك الحديدية العالمية

• التوسع الحضري ومشاريع السكك الحديدية عالية السرعة

لقد تزايدت الحاجة إلى شبكات سكك حديدية فعّالة وطويلة الأمد بسبب التوسع الحضري السريع، وخاصة في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية. وفي مختلف أنحاء العالم، يجري التحقيق في المزيد من المشاريع التي تتضمن القطارات السريعة. وتحتاج هذه القطارات إلى أنظمة إمداد بالطاقة يمكن الاعتماد عليها ومتواصلة حتى تتمكن من العمل.

القيود المفروضة على سوق أنظمة إمداد الطاقة للسكك الحديدية العالمية

• تكاليف التشغيل والصيانة

قد تكون أنظمة إمداد الطاقة بالسكك الحديدية مكلفة في التشغيل والصيانة. ولضمان إمداد مستمر وموثوق بالطاقة، يلزم إجراء تحسينات وعمليات تفتيش وإصلاحات منتظمة. وقد تكون هذه النفقات المتكررة كبيرة، وخاصة بالنسبة لشبكات السكك الحديدية ذات الموارد المالية المحدودة.

فرص السوق العالمية لأنظمة إمداد الطاقة للسكك الحديدية

استخدام تقنيات توفير الطاقة تتمتع صناعة السكك الحديدية بفرص لاستخدام أنظمة إمداد الطاقة المتطورة بسبب التركيز على الاستدامة وكفاءة الطاقة. وهناك فرص لزيادة استهلاك الطاقة وتقليل التأثير البيئي من خلال دمج أنظمة تخزين الطاقة وتكنولوجيا الكبح المتجدد وأنظمة إدارة الشبكة الذكية.

نطاق السوق

التحليل القطاعي

التجزئة حسب النوع

• نظام إمداد الطاقة المباشر

ترتبط الشبكة الكهربائية وشبكة السكك الحديدية بشكل مباشر من خلال تقنية توصيل الطاقة المباشرة للقطارات. غالبًا ما تُستخدم الأسلاك العلوية أو قضبان التوصيل لتشغيل القطارات والمكونات الأخرى لنظام السكك الحديدية. غالبًا ما تستخدم أنظمة المترو والقطارات السريعة والقطارات العادية هذا النوع من تقنية إمداد الطاقة في قطاع النقل. تعد أنظمة إمداد الطاقة المباشرة طريقة موثوقة وفعالة لتوصيل الكهرباء إلى القطارات لضمان التشغيل السلس والدعم الكهربائي الكافي للدفع والإضاءة وغيرها من المعدات الموجودة على متن القطارات.

• وضع إمداد الطاقة BT

يُوضع وضع مصدر الطاقة عند ملامسة الجزء السفلي من المسار، والمعروف أيضًا باسم مصدر الطاقة عند ملامسة الجزء السفلي، سكة ثالثة عند قاعدة المسار. تسحب القطارات الكهرباء من السكة الثالثة عن طريق ملامستها لها باستخدام أحذية الالتقاط أو التجميع، والتي تُستخدم بعد ذلك لتوليد الطاقة. يستخدم هذا النوع من مصدر الطاقة من قبل العديد من شبكات السكك الحديدية البلدية وأنظمة المترو. تتمتع القطارات بمصدر طاقة ثابت بفضل وضع مصدر الطاقة BT، الذي يتيح الدفع الفعال واستخدام التكنولوجيا الموجودة على متن القطارات.

• وضع إمداد الطاقة AT

عند التشغيل في وضع إمداد الطاقة AT، والمعروف أيضًا باسم إمداد الطاقة Top Contact، يتم تشغيل القطارات بواسطة نظام سلاسل علوية. يعمل الاتصال الكهربائي الناتج عن الأسلاك العلوية والمجسات الموجودة على السطح على دفع القطارات. تُستخدم تقنية إمداد الطاقة AT على نطاق واسع في شبكات السكك الحديدية عالية السرعة والقطارات بين المدن وشبكات المترو. إنها توفر طريقة موثوقة وفعالة لنقل الطاقة، مما يتيح التشغيل عالي السرعة وتلبية الاحتياجات الكهربائية للقطارات.

• وضع إمداد الطاقة بالكابل المحوري

يعد وضع إمداد الطاقة بالكابل المحوري نوعًا أقل شيوعًا من أنظمة إمداد الطاقة المستخدمة في تطبيقات السكك الحديدية المحددة. يتم نقل الطاقة وتوزيعها على القطارات عبر الأسلاك المحورية. عندما يتعلق الأمر بنقل الطاقة في تطبيقات محددة مثل أنظمة السكك الحديدية المتخصصة، توفر الكابلات المحورية بديلاً قابلاً للتطبيق لهذا النوع من مصادر الطاقة. تساعد تقنية إمداد الطاقة بالكابل المحوري في تلبية المتطلبات الفريدة للبنية التحتية للسكك الحديدية والمركبات المتحركة بالإضافة إلى ضمان نقل الطاقة بكفاءة.

التجزئة حسب التطبيق

• قطار عادي

يشار إلى شبكات السكك الحديدية التقليدية هذه، فضلاً عن خطوط السكك الحديدية المتوسطة والطويلة لنقل الركاب والبضائع، باسم "القطارات العادية". ومن أجل تلبية المتطلبات الكهربائية لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والإضاءة والدفع وغيرها من المعدات الموجودة على متن القطارات، تشتمل القطارات العادية على أنظمة إمداد بالطاقة. واعتمادًا على الاحتياجات التشغيلية والفيزيائية الفريدة لشبكة السكك الحديدية، قد تتغير أنظمة إمداد الطاقة المستخدمة في القطارات العادية.

• قطار الرصاصة

تم تصميم القطارات عالية السرعة، المعروفة باسم القطارات السريعة أو السكك الحديدية عالية السرعة، لتسير بسرعة أكبر بكثير من القطارات التقليدية. لتلبية احتياجات الطاقة الصارمة ومعايير الكفاءة لأحدث شبكات السكك الحديدية عالية السرعة، تحتاج القطارات السريعة إلى أنظمة إمداد طاقة معقدة. تم تصميم أنظمة إمداد الطاقة في القطارات السريعة لتوفير الطاقة بشكل متكرر وموثوق به من أجل دعم العمليات عالية السرعة والعديد من الأجهزة الكهربائية على متنها.

• مترو

في المدن، يتم توفير النقل بالسكك الحديدية الحضرية عبر أنظمة مترو الأنفاق أو الأنفاق، والتي تُعرف أحيانًا باسم أنظمة المترو. ونظرًا لتوقفها المتكرر وقربها من المحطات، فإن قطارات المترو مجهزة بأنظمة طاقة تحمل الكهرباء. ويتاح السفر بين الولايات من خلال هذه الأنظمة، التي توفر مصدر طاقة يمكن الاعتماد عليه للدفع والإضاءة والتهوية وأنظمة قطارات المترو الأساسية الأخرى.

التحليل الإقليمي

يتم تقسيم تحليل سوق أنظمة إمداد الطاقة للسكك الحديدية العالمية حسب المنطقة مثل أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا والمحيط الهادئ وأمريكا اللاتينية والشرق الأوسط وأفريقيا.

تعد شبكات السكك الحديدية في الولايات المتحدة وكندا من بين الأعظم في العالم . ومع تعزيز وتوسيع شبكة السكك الحديدية في المنطقة، تزايدت الحاجة إلى بنية تحتية موثوقة لتوزيع الكهرباء. وقد أدت جهود الحكومة لتحسين السفر بالسكك الحديدية والحد من انبعاثات الكربون إلى زيادة استخدام الكهرباء ومصادر الطاقة المتجددة.

إن شبكة السكك الحديدية في الاتحاد الأوروبي واسعة وحديثة. ويحق لمواطني المملكة المتحدة وفرنسا وألمانيا الاستفادة من خدماتها. وفيما يتعلق بكهربة البنية الأساسية للقطارات، فإن المنطقة متقدمة كثيراً في هذا المجال. ويجري العمل الآن على تحديث شبكات توزيع الكهرباء وتحسين عمليات القطارات.

ونتيجة للنمو السكاني، تم تحديث وتوسيع القطارات في المنطقة. وقد قدمت الصين والهند واليابان وكوريا الجنوبية مساهمات كبيرة في مشاريع السكك الحديدية عالية السرعة ومترو الأنفاق الدولية. ويمكن أن يعزى الارتفاع الحالي في الأبحاث المتعلقة بأنظمة توزيع الطاقة بالسكك الحديدية إلى الحاجة المتزايدة إلى الوصول الموثوق إلى مصادر الطاقة المتجددة.

لقد قامت البرازيل والمكسيك والأرجنتين باستثمارات في البنية التحتية للسكك الحديدية من شأنها أن تساعد أعمال السكك الحديدية في أمريكا اللاتينية. وهناك حاجة ماسة إلى تحسينات وتوسعات في خدمة السكك الحديدية والاتصال بها. ويجري بناء المزيد من مشاريع الكهربة وأنظمة إمداد الطاقة المتطورة في المنطقة لزيادة إنتاجية السكك الحديدية والحد من انبعاثات الكربون.

ويجري بناء شبكات السكك الحديدية في مختلف أنحاء الشرق الأوسط وأفريقيا، ولا سيما في المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة وجنوب أفريقيا. وقد ساعد استخدام مصادر الطاقة المعاصرة، مثل الكهرباء، بشكل كبير في نمو القطارات.

اللاعبون الرئيسيون

1. شبكات الطاقة ABB
2. سيمنز موبيليتي
3. هيتاشي للسكك الحديدية
4. ألستوم
5. فويث
6. شبكات الطاقة هيتاشي ايه بي بي
7. شنايدر الكتريك

التطورات الأخيرة

في السنوات الأخيرة، أصبح نظام الكهرباء أكثر تعقيدًا وأتمتة. قد يساهم تركيب أنظمة التحكم والمراقبة المتطورة والصيانة الدورية وتحليل البيانات في الوقت الفعلي في زيادة الإنتاجية والموثوقية والسلامة.