Dunia Kereta - 3 Cara Optimalkan Regenerative Braking pada Kereta Api

Apa itu regenerative braking? Pasti semua sudah tahu karena sudah sering kita bahas. Sekedar pengingat saja, regenerative braking adalah salah satu jenis pengereman elektrik dengan cara mengubah motor traksi menjadi generator sehingga menghasilkan listrik yang dapat dimanfaatkan lagi. Bagaimana caranya motor traksi bisa jadi generator? Mudah, yaitu dengan cara mengubah kutub medan magnet di dalam motor traksi. Ini semua sudah dikendalikan oleh train controller.

Pada artikel ini akan kita bahas bagaimana cara mengoptimalkan metode regenerative braking untuk melakukan penghematan energi pada kereta. Listrik hasil regenerative braking dapat dimanfaatkan sehingga dapat mengurangi konsumsi energi total kereta. Akan tetapi, beberapa kereta tidak memanfaatkannya dan hanya membuangnya ke brake resistor menjadi panas. Sebelum pembahasan lebih lanjut, ingat ya, kalua pengereman ini hanya dapat dilakukan pada kereta yang memiliki motor traksi seperti KRDE, KRL, dan LRT serta MRT.

Ada tiga cara yang sudah umum dipakai dibidang kereta api di seluruh dunia dalam memanfaatkan listrik hasil regenerative braking untuk melakukan penghematan energi yaitu pertama optimalisasi penjadwalan, kedua penggunaan ESS, dan yang terakhir reversible substasion. Tambah bingung! Mari kita bahas satu demi satu.

Optimalisasi penjadwalan dapat dilakukan untuk mengoptimalkan energi hasil regenerative braking untuk penghematan energi. Fase gerak kereta secara umum ada empat yaitu acceleration (percepatan awal gerak kereta), cruising (kondisi kecepatan konstan), coasting (kondisi kereta berjalan meluncur ketika listrik ke motor diputus), dan deceleration (kondisi pengereman). Dari keempat kondisi tadi, jelas acceleration memerlukan energi paling banyak. Sedangkan regenerative braking dilakukan pada saat coasting dan deceleration. Akan tetapi, energi paling banyak pasti saat pengereman atau deceleration. Optimalisasi penjadwalan dilakukan dengan membuat kondisi dimana ketika kereta A hendak masuk ke stasiun 1 dan malakukan pengereman (kondisi deceleration dan menghasilkan energi dari regenerative braking) maka kereta B mulai bergerak dari stasiun B. Sehingga kebutuhan energi kereta B saat acceleration dapat dibantu oleh energi yang dihasilkan kereta A saat deceleration. Metode ini dapat menghemat konsumsi energi hingga 34,5 %.

Cara kedua adalah dengan munggunakan ESS(Energy Storage System) atau piranti penyimpan energi. Jenis ESS yang banyak dipakai adalah baterai, flywheel, dan super-capacitor. Baterai paling banyak dimanfaatkan kerena teknologinya sudah matang. Selanjunya super-capasitor kerena memiliki berat yang ringan hamper sama dengan baterai. Akan tetapi, keunggulan dari super-capacitor adalah mampu melakukan charging dan discharging (pengisian dan penggunaan energi) dalam jumlah besar pada waktu yang singkat. Sedangkan flywheel masih jarang dipakai karena bobotnya yang berat. Selanjutnya ESS dapat dipasang di samping lintas (track side) maupun di kereta (on-board). Penggunaan ESS diklain dapat menurunkan konsumsi energi hingga 30%.

Terakhir dengan menggunakan reversible sustasiun. Mungkin masih asing dengan istilah ini. Maksut dari reversible substation adalah penggunaan converter pada substation yang dapat bekerjad dua arah (reversible). Jika substation menggunakan listrik AC, kemudian masuk ke converter dan disalurkan ke LAA dalam bentuk listrik DC. Maka reversible converter ini mampu mengubah listrik DC menjadi listrik AC dan disalurkan ke substation untuk dimassukkan ke jaringan listrik umum. Dengan metode ini, energi hasil regenerative braking dikembalikan ke jaringan listrik. Dengan demikian, apabila konsumsi listrik kereta 100 MW dan regenerative braking mampu menghasilkan 20 MW, maka pajak yang harus dibayar bisa berkurang menjadi 80 MW saja. Catatan: tergantung kebijakan masing – masing negara/ perusahaan.

Demikian pembahasan tentang cara pemanfaatan listrik hasil regenerative braking untuk meghemat konsumsi energi. Semoga bermanfaat. #railwayforbetterindonesia

Baca juga: Regenerative Braking dan ESS

Referensi:

M. Khodaparastan, A. A. Mohamed and W. Brandauer, "Recuperation of Regenerative Braking Energy in Electric Rail Transit Systems," in IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 20, no. 8, pp. 2831-2847, Aug. 2019.

Y. Jiang, J. Liu, W. Tian, M. Shahidehpour and M. Krishnamurthy, "Energy Harvesting for the Electrification of Railway Stations: Getting a charge from the regenerative braking of trains.A," in IEEE Electrification Magazine, vol. 2, no. 3, pp. 39-48, Sept. 2014.