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ハイブリッド「ひだ」 2

運転曲線

 高山本線を走らせてみましょう。線形は国鉄時代のものなのでとりあえず分岐器通過速度を最低70km/hに変更してシミュレートします。曲線通過速度は本則プラス10km/hとします。

 白い矢印で示した、オレンジ色の曲線が蓄電量を表しています。制動時に蓄電量が増え、加速時に減っているのがわかります。
電池からの供給電力を600kwに設定しているため、力行時は発電機も全力に近い状態で運転されます。平坦区間での駅通過時の加減速では電池のアシストが有効に働き高性能を発揮可能です。
 運転曲線の力行時の色が白いほうがガスタービン車で、軽量な分加速性能が良くなっていますが差は少なく、国鉄時代のディーゼルカーを遥かに凌ぐ電気式ディーゼルカーの性能には改めて時代の進歩を感じさせられます。

 しかし峠越えになると状況は一変します。上り勾配の連続では回生する機会がほとんど無く、ハイブリッド気動車も単なる電気式気動車になり、バッテリーがある分重くなり不利ということになります。

 逆に峠を越えてしまうと電池が余ってしまいます。

 電池出力を3倍の1800kwにすると発電機の使用はかなり抑えられ、下り区間では有効になります。

次の図は運転時分です。

黒文字の列がディーゼルハイブリッド、緑がガスタービンハイブリッド、青がキハ85です。
キハ85は5両編成のデータのためやや有利になっています。
ガスタービンハイブリッドがトップになりますがいずれも僅かな差で、15秒刻みの基準運転時分ではそれぞれ3時間12分30秒、3時間11分00秒、3時間11分45秒となります。
 燃料消費はディーゼルハイブリッドが450kg、ガスタービンハイブリッドが561kgとガスタービンが25%多く消費しています。

 電気式ディーゼルでもこれだけ性能が上がるともはやこのクラスの列車にガスタービンの出番はありません。軽量性の効果でエンジン効率の差ほど燃料消費に差が出ていませんがそれでも運転時分に差がないのに25%も余分に食うようではメリットを見いだせません。
 敢えてガスタービン化のメリットを探すとしたら軽量化による軌道負担の軽減、低振動低騒音、清浄排気ガス程度しか無く、これでは厳しいでしょう。
 敢えて用途を探せば豪華クルーズ列車なら多少利点を見いだせる面があるかもしれません。客室設備が重くなるため軽量化はある程度利点となります。
発電機が小型なため客車、電車並の静かさを提供できる車両も編成中に増やすことができます。燃料は食うものの低公害という点は金持ちにはアピールポイントとなるかもしれません。ガス燃料はガスタービンの好物ですから水素までは行かなくても天然ガスを燃料として使えばさらにポイントは高くなるでしょう。四季島のようなバイモード列車の非電化区間でのキハ81はつかり並という低性能も解消できます。

 

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