日本鐵路企業(yè)很早以前就開(kāi)始致力于節(jié)能。與其他交通工具相比，鐵路的人均運(yùn)輸能耗原本就比較低。例如，新干線的人均運(yùn)輸能耗只有飛機(jī)的25分之1。
但是，受到近期電力供求變化的影響，鐵路已經(jīng)不能再高枕無(wú)憂。東日本大地震發(fā)生后，核電站停運(yùn)造成的全國(guó)性電力短缺對(duì)鐵路造成了巨大的影響。地震剛剛過(guò)后，日本東部地區(qū)的鐵路企業(yè)就開(kāi)始全面開(kāi)展節(jié)能運(yùn)動(dòng)，隨著核電站停運(yùn)，西部地區(qū)的鐵路企業(yè)也同樣開(kāi)始了行動(dòng)。
鐵路領(lǐng)域的節(jié)能技術(shù)一直在進(jìn)步。以新干線為例，現(xiàn)在的“N700系”與第一代“0系”相比，行駛時(shí)速為220km時(shí)，耗電量減少了約一半，與上一代的“700系”相比，耗電量也減少了約20%。但在今后，要想進(jìn)一步提高能源效率，就必須采用新技術(shù)。普通鐵路的情況也同樣如此。
地鐵采用LED和新型半導(dǎo)體
于2012年4月投入運(yùn)行的東京地鐵(東京Metro)銀座線新“1000系”車輛，其外觀令人聯(lián)想起老“1000系”——1927年開(kāi)始商業(yè)運(yùn)營(yíng)的亞洲最早的地鐵所使用的地鐵車輛，但內(nèi)部卻大不相同，采取了大量改善措施以提高性能。
例如，為了提高乘客的乘坐舒適度，車內(nèi)加大空調(diào)的輸出功率，強(qiáng)化了空調(diào)的功能;把車內(nèi)顯示器改換為17英寸的寬屏液晶顯示器，提高了視認(rèn)性。但強(qiáng)化這些功能后，車輛的耗電量趨于增加。為此，新1000系采用了削減耗電量的技術(shù)。其中具代表性的是前部標(biāo)識(shí)燈(前燈)和車廂燈采用的LED照明。東京Metro稱，地鐵前燈采用LED“尚屬首次”。
雖然主燈只有32瓦，輔燈只有16瓦，但亮度卻與過(guò)去的150瓦級(jí)前燈相當(dāng)。車廂燈也在確保亮度等于或大于過(guò)去熒光燈的同時(shí)，削減了約40%的耗電量。車廂燈的LED照明壽命約為4萬(wàn)個(gè)小時(shí)，大約是熒光燈的3.5倍。
不只是照明，馬達(dá)也實(shí)現(xiàn)了高效率化。采用的是比普通感應(yīng)馬達(dá)效率更高的永磁同步馬達(dá)。除此之外，為了減輕曲線行駛時(shí)的振動(dòng)和噪聲，車輛還配備了能夠沿曲線平穩(wěn)行駛的“徑向轉(zhuǎn)向架”。使原本固定在轉(zhuǎn)向架上的車軸的朝向能夠沿軌道的曲線活動(dòng)。東京Metro稱，這種方式應(yīng)用于地鐵也是日本“國(guó)內(nèi)首次”。
并且，同屬銀座線的其他客運(yùn)車輛采用了使用新材料SiC(碳化硅)的功率半導(dǎo)體。半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)此寄予了厚望，認(rèn)為這一技術(shù)“應(yīng)用于鐵路，將會(huì)大大地加速普及”。功率半導(dǎo)體的作用是在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，或是為電池充電時(shí)控制或供給電力。與使用Si(硅)的現(xiàn)行功率半導(dǎo)體相比，使用SiC的功率半導(dǎo)體能夠大幅降低電力損耗，實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。
最先著手采用的是三菱電機(jī)公司。2011年10月，該公司發(fā)布了配備SiC功率半導(dǎo)體的逆變器。現(xiàn)在，銀座線“01系”的部分車輛已經(jīng)配備了這種逆變器。
緊隨三菱電機(jī)之后的是東芝公司。該公司于2011年12月發(fā)布了使用SiC功率半導(dǎo)體的逆變器。三菱電機(jī)與東芝的逆變器是用于接觸網(wǎng)供應(yīng)的電壓為直流600伏或750伏的鐵路。之后，日立制作所又在2012年4月發(fā)布了為1500伏直流接觸網(wǎng)開(kāi)發(fā)的使用SiC功率半導(dǎo)體的逆變器。
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