怪不得要大力发展高铁,它的耗能成本太让人意外了。一辆高铁载有500人,时速300公里的时候,一个小时的耗电量9600度左右,平均每个人3.8度。高铁的节能优势背后是持续的技术迭代。
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很多人觉得高铁跑得那么快,肯定是个耗电大户。
想想看,一条几百米长的钢铁巨龙,载着好几百人,用超过三百公里的时速飞奔,这得用掉多少电啊。
这个想法听起来挺有道理,但实际上,如果我们仔细算一笔账,结果可能跟想的不太一样。
就拿现在常见的“复兴号”高铁来说。
一列八节车厢的车,坐满大约五百人。
它用每小时三百五十公里的速度跑上一个钟头,大概要用掉九千到一万度电。
乍一看,一万度电是个很大的数字。
但如果我们把这电费分摊一下,算到每个乘客头上,再考虑到他们在这一个小时里被运送了三百五十公里远,那么平均下来,每个人每走一百公里,只用掉大约三点八度电。
三点八度电,差不多就是家里空调开两三个小时的用量。
用这点电,就能把你送到三百五十公里外的另一个城市,这个效率其实相当高。
高铁能做到这么省电,可不是偶然的。
这是工程师们在设计、制造和运营的每一个环节上,花了很长时间,一点一点改进出来的结果。
首先要对付的是空气。
火车速度越快,空气带来的阻力就越大,像是有一堵看不见的墙挡在前面。
为了更省力地“撞开”这堵墙,高铁的车头被设计成非常光滑的流线型,像拉长的水滴或者鸟的尖嘴。
这个形状是经过很多次风洞测试才定下来的,目的就是为了让空气能顺顺当当地从两边滑过去,别挡路。
你可别小看这个车头,光靠这个优化,就能给整列车省下超过百分之十的电。
车要跑得省力,自己还不能太重。
所以高铁的车身用了很多特制的铝合金,有些关键地方甚至用上了更轻、更结实的碳纤维材料。
车变轻了,启动、加速就更省劲,长年累月跑下来,节省的电能非常可观。
更聪明的是,高铁刹车的时候还能“回收”能量。
老式火车刹车,靠的是闸片摩擦,动能都变成热量浪费掉了。
但高铁有套“再生制动”系统,刹车时,电动机就变成发电机,把列车往前冲的劲儿转化成电能,再送回到电网里去。
这套系统在下坡时特别有用。
列车的“心脏”——牵引电机也在进步。
现在新的高铁多用永磁同步电机,它比老式的电机效率更高,发热更少,同样的电,能出更多的力,本身就更省电。
除了车本身,整个系统的配合也很要紧。
高铁跑在非常平整的无砟轨道上,减少了颠簸带来的额外阻力。
智能调度系统会给列车规划最经济的跑法,避免不必要的猛加速和急刹车。
而且,咱们国家的高铁全是靠电驱动的,电的来源里,像风电、水电、太阳能这些清洁能源的比例越来越高,这让高铁出行变得更加环保。
从更大的方面看,高铁的“省”,还体现在它优化了整个交通网络。
高铁把大部分中长途的旅客都拉走了,这让原来的普通铁路能腾出更多运力来跑货运。
用火车运货,可比用很多大卡车在高速上跑要节能、环保得多。
所以发展高铁,也间接地让货物运输更“绿”了。
跟其他交通工具比比,高铁的优势更明显。
在大概八百到一千五百公里的距离内,算上两头去机场、候机的时间,高铁的总耗时常常不输给飞机,但每个人消耗的能源和产生的碳排放,却比坐飞机少得多。
到了节假日,比起堵在高速路上的小汽车和长途大巴,高铁又快又准点,人均能耗也更低。
所以说,高铁省电,不是某一个黑科技突然实现的,而是一连串技术不断进步、互相配合的结果。
从车头的造型、车身的材料,到电机、刹车,再到轨道和调度系统,工程师们在每一个地方都下了功夫,一点一滴地把能耗降了下来。
最终,让这个看起来威风凛凛的大家伙,拥有了接近许多家用电器的高效。
这背后体现的,正是把复杂的事情做精、做细,把资源利用到极致的现代工程智慧。
主要信源:(国家电网——高铁、地铁、电动车……你平时出行用多少电?)

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