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省エネ技術に知恵絞る鉄道会社 京王電鉄、全車両にVVVF制御装置を導入
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VVVFインバーター制御装置を装備した京王電鉄の9000系車両 京王電鉄は、電車の走行に使用する消費電力の削減に向けた取り組みを強化している。2012年9月には大手民間鉄道として初めて、消費電力の大幅削減につながる「VVVFインバーター制御装置」を全車両に導入した。
すでに導入済みの「回生ブレーキ」と組み合わせることで、消費電力量を従来比約45%削減できるという。省エネへの取り組みは電車だけでなく、駅や車両基地には太陽光発電システムを設置。駅構内や案内看板などの照明には蛍光灯に代わってLED(発光ダイオード)の導入を進めている。
「現在の技術で省エネ効果が高い技術だ」
昨年9月に全車両に導入した回生ブレーキとVVVFを組み合わせた省エネ技術について、鉄道事業本部計画管理部計画担当の志賀英介課長補佐はこう説明する。鉄道部門が消費する電力量のうち車両運転用電力は「約75%」(志賀氏)を占めるからで、鉄道会社は電車の電力消費量をどう抑えるかに知恵を絞っている。
VVVFは電車の加速力や速度に応じて電圧や周波数を制御しながら、モーターを効率良く動かすことで消費電力を抑えられる。このため、電車の省エネ化を進めたい同社は1992年にVVVFを京王線の「8000系車両」に初採用した。その後、96年1月に導入された京王井の頭線の新型車両「1000系」、京王線の新型車両「9000系」には導入時から採用。03年度からは京王線の既存車両「7000系」でもVVVFへの改造を進めている。
日本民営鉄道協会によると、10年の大手民間鉄道16社平均のVVVF導入率は54%。これに対し、京王は96%と業界平均を大きく上回る。その後も順次導入を進め、12年9月に京王線と井の頭線の計843両すべてにVVVFを導入した。
一方の回生ブレーキは、VVVF導入完了より10年以上前の1999年に全車両に採用された。回生ブレーキとは、ブレーキをかけたときにモーターを発電機として作動させ、これにより発生した電力を架線に戻すことで、この電力を後続電車などで利用できる装置。
これら2つの技術を組み合わせることで、電車1両が1キロ走行するのに必要な消費電力量が、これら装置の導入前と比べ約45%削減されるという。
電車の省エネ対策はこれだけではない。電気を送る際の損失を減らすため、「上下線一括き電化」と呼ばれる仕組みも導入した。
ブレーキで発生した電気は従来、変電所を経由させていたため、回生電力の損失が大きかった。上り線と下り線の電車に電気を供給する線(き電線)を新たに接続することで、ブレーキで発生した電気を最短ルートで送ることができ、効率よく電気を利用できる。導入は井の頭線(全長12.7キロ)のみで、計33カ所にき電線を設置している。
同社は、駅や基地局などに太陽光発電システムを設置したりLEDを採用した省エネ型案内看板を導入したりして省エネ化に取り組んでいる。二酸化炭素排出量を約65%削減できる環境配慮型変圧器の導入も進めている。
鉄道会社は相次ぎ、省エネ車両を導入している。原発稼働停止に伴う電気料金の値上げが、電力使用量の多い鉄道会社の経営を圧迫しているためだ。一方で「蓄電池の活用など新しい省エネ技術の研究も行っている」(志賀氏)といい、新技術導入でさらなる消費電力の削減につなげる考えだ。(松元洋平)