VUZ ist an nationalen und internationalen Forschungsprojekten im Bereich der Eisenbahnsysteme und des Schienenverkehrs beteiligt und arbeitet eng mit führenden Herstellern, akademischen Einrichtungen und Industrieorganisationen in der Tschechischen Republik, der Europäischen Union und darüber hinaus zusammen. Experten von VUZ sind Mitglieder von Expertengruppen, Ausschüssen und Organisationen, die sich vor allem mit modernen Steuerungs- und Signalsystemen, den Eigenschaften von Reibungsbremselementen und Fragen zu Lärm und Vibrationen befassen.

Forschungsprojekte

Aufdach-Photovoltaikanlage im VUZ-Testzentrum Velim

Ziel des Projekts ist es, durch den Bau einer Photovoltaikanlage auf dem Gelände des VUZ-Testzentrums Velim eine teilweise Energieunabhängigkeit zu erreichen und den CO2-Fußabdruck zu verringern. Die Spitzenleistung der neu installierten Photovoltaikanlagen wird 1.105 kWp betragen.

Zeitraum der Projektdurchführung: 08/2023–09/2025

Výzkumný Ústav Železniční (VUZ) will eine kontinuierliche und sichere Energieversorgung gewährleisten, die für seinen Betrieb und seine Dienstleistungen unerlässlich ist. Neben den langfristigen Bemühungen um eine effiziente Energienutzung hat das Unternehmen auch in eine eigene Photovoltaikanlage zur Erzeugung von Ökostrom investiert. Das Firmengelände verfügt über ausgedehnte Dachflächen mit ausreichender Tragfähigkeit und ist damit ein idealer Standort für die Installation von Photovoltaikanlagen. Deshalb entschied sich das Unternehmen, auf den Dächern von 8 Gebäuden Photovoltaikanlagen mit einer installierten Gesamtleistung von fast 1.105 kW zu errichten, die jährlich 1,26 GWh emissionsfreie Energie erzeugen werden. Zum Vergleich: Unter den Bedingungen des anspruchsvollen Betriebs von Schienenfahrzeugen auf dem Eisenbahn-Versuchsring würde die erzeugte Strommenge für ein modernes Fahrzeug ausreichen, um etwa 450 Runden auf dem großen Versuchsring des VUZ-Testzentrums Velim mit einer Gesamtlänge von fast 6.000 km zu absolvieren. Dank der Photovoltaikanlagen wird VUZ seinen ökologischen Fußabdruck jährlich um fast 1.700 Tonnen CO₂ reduzieren.

Die Vorbereitungsphase für den Bau der Anlage begann im Jahr 2023, der eigentliche Bau ist im Gange, und wir erwarten die Fertigstellung im Mai/Juni 2025. Dieses Projekt wird von der Europäischen Union kofinanziert.

Projekt „Mittel für die Einführung emissionsarmer Technologien im Schienenverkehr“, Nr. CL01000041

• Projektbeginn: 01/2024
• Projektende: 06/2026
• Projektbudget: 11 645 410 CZK
• Ausschreibungslinie: Technologická agentura ČR – 1. öffentliche Ausschreibung des Programms DOPRAVA (= VERKEHR) 2030

Projektziele:

Ziel des Projekts ist es, Informationen zu sammeln und Analysemittel zu entwickeln, die eine strategische Entscheidungsfindung und Planung im Zusammenhang mit der Einführung eines emissionsarmen Schienenverkehrs mit Schwerpunkt auf BEMU-Fahrzeugen (kombinierte Oberleitungs- und Batterietechnik) ermöglichen. Es werden ca. 15 Eisenbahnstrecken bzw. -linien analysiert, auf denen jeweils die Eignung des potentiellen Einsatzes von BEMU- oder EMU-Fahrzeugen mit der aktuellen Situation, d.h. dem Betrieb von DMUs, verglichen wird. Die geplanten Analysen werden alle wichtigen Auswirkungen berücksichtigen, insbesondere wirtschaftliche (finanzielle Verfügbarkeit, wirtschaftliche Effizienz), ökologische (Energie- und Emissionsintensität und andere negative Umweltauswirkungen des gesamten Lebenszyklus), energetische (Auswirkungen auf das Traktions- und Stromversorgungssystem), infrastrukturelle (Dimensionierung der Traktionsversorgungsstationen, Festlegung von Abschnitten für den Bau von Oberleitungen) und verkehrliche (Streckenkapazität, Fahrzeiten), die zur effektiven Einführung von emissionsarmen Fahrzeugen auf dem Eisenbahnnetz der Tschechischen Republik beitragen sollen.

Aus den obigen Ausführungen wird deutlich, dass das Projekt darauf abzielt, ein wettbewerbsfähiges Eisenbahnverkehrssystem in der Tschechischen Republik zu unterstützen, insbesondere im Sinne der Darstellung möglicher Anwendungen von batterieelektrischen Fahrzeugen mit Oberleitung in Synergie mit dem Bahnstromsystem und der abhängigen elektrischen Traktion. Die Umsetzung der Ergebnisse in die Praxis wird es ermöglichen, die Verpflichtungen aus den strategischen Dokumenten der EU und der Tschechischen Republik in den Bereichen Verkehr, Energie und Umwelt zu erfüllen. Es wird auch dazu führen, die negativen Auswirkungen des Verkehrs auf die Umwelt zu verringern und die technologische Entwicklung der Tschechischen Republik zu beschleunigen, um dem gesellschaftlichen Bedarf an umweltfreundlichem Verkehr gerecht zu werden.

Projektkoordinator: Centrum dopravního výzkumu, v. v. i. (CDV Brno)

Projektpartner:

• Výzkumný Ústav Železniční (VUZ)
• Univerzita Pardubice – Dopravní fakulta Jana Pernera

Projekt-Ergebnisse:

• V1 – Spezialisierte Karte: Diese zeigt die Unterschiede zwischen dem aktuellen und dem möglichen zukünftigen Stand bei Einführung emissionsarmer Technologien auf einzelnen Strecken in der Tschechischen Republik. Die Karte dient als geeignetes Instrument für eine einfache und klare Interpretation der gefundenen Ergebnisse in Bezug auf den Energieoutput der Infrastruktur und der Fahrzeuge, die Wirtschaftlichkeit der vorgeschlagenen Lösungen und nicht zuletzt den Vergleich des Energiebedarfs und der Emissionsauswirkungen der analysierten Antriebslösungen.
• V2 – CBA: Die Cost-Benefit-Analyse ermöglicht eine angemessene Bewertung der gesellschaftlichen Auswirkungen des Einsatzes neuer Technologien und ist der Schlüssel zu einer umfassenden Wahrnehmung des Einsatzes emissionsarmer Technologien im Kontext von Verkehr, Transport, Umwelt und gesellschaftlichen Auswirkungen.
• V3 – LCA: Die Life-Cycle-Analyse vergleicht die Umweltauswirkungen von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, Elektro- und Batterieantrieb über ihren gesamten Lebenszyklus. Das heißt, während der Produktions-, Betriebs- und Entsorgungsphase (Recycling). Die Analyse wird in den durch die Environmental-Footprint-Methode definierten Wirkungskategorien durchgeführt. Die Klimaauswirkungen werden unter Berücksichtigung bestehender Projektionen der spezifischen Treibhausgasemissionen aus der Stromerzeugung in der Tschechischen Republik ermittelt.
• V4 – Software für die Analyse und Energieoptimierung von Elektro- und batterieelektrischen Fahrzeugen mit Anbindung an die Strominfrastruktur: Kern der Software werden detaillierte Modelle von elektrischen und batteriebetriebenen Fahrzeugen und detaillierte Parameter der Strecken sein. Die Software wird die Simulationsberechnung von Fahrten mit Quantifizierung von Zeitverläufen von Traktions- und Energiegrößen ermöglichen. Den Überbau bildet ein Modul zur räumlichen und zeitlichen Verdichtung der Ergebnisse der einzelnen Fahrzeugfahrten zu einem Simulationsszenario mit Berechnung der Energieverhältnisse im Traktionsnetz. Die Software wird auch die Implementierung einer 25 kV/50 Hz-Wechselrichterstromversorgung einschließlich der Modellierung und Abstimmung der Wechselrichterausgangskennlinien unterstützen.
• V6 – Experimentelles Modul für die Prüfung von LTO-Traktionsbatteriezellen: Dies ist ein spezielles Modul für die experimentelle Analyse von LTO-Traktionsbatteriezellen, hauptsächlich auf der Ebene der Parametrisierung des Schaltungsmodells und der Quantifizierung der Auswirkungen auf diese Parameter (z. B. Temperatur, Entladetiefe, Momentanleistung). Das Modul wird einen Leistungsteil mit LTO-Zellen (spezifisch für Bahnanwendungen), ein Batteriemanagement und eine Berechnungssoftware für die Verarbeitung der gemessenen Daten umfassen. Konstruktiv wird es für Tests im Labor oder in Versuchsfahrzeugen ausgelegt sein. 

Das Projekt wird mit staatlicher Unterstützung der Tschechischen Technologieagentur und des Verkehrsministeriums der Tschechischen Republik kofinanziert. Dieses Projekt wurde im Rahmen des nationalen Konjunkturprogramms durch die Europäische Fazilität für Konjunkturbelebung und Widerstandsfähigkeit finanziert.

TAČR (Tschechische Technologieagentur): https://tacr.gov.cz/soutez/doprava-2030/prvni-verejna-soutez-7/

Projekt CARBODIN Nr. 881814 (S2R-OC-IP1-01-2019)

• Projektbeginn: 1.12.2019
• Projektende: 30.11.2021
• Projektbudget: 3 549 291,25 €
• Ausschreibungslinie: S2R-OC-IP1-01-2019

Projektziele:

Das Projekt konzentrierte sich auf den Einsatz von Verbundwerkstoffen in Schienenfahrzeugen und auf die Verbesserung der Eigenschaften/Bedingungen im Zusammenhang mit dem Führen und Fahren von Zügen. Die Ergebnisse des Projekts kombinieren verschiedene Fertigungstechniken, Automatisierungskonzepte und die Einführung von gemeinsam gehärteten und geklebten Verbundwerkstoffteilen. Die Rolle von VUZ im Projekt bestand darin, die relevanten TSI-Normen und die damit verbundenen EN-Normen zu analysieren, um den technischen Entwurf des Projekts zu bewerten, der für die erfolgreiche Überführung des neuen Produkts von der Entwicklungsphase in die Testphase bzw. den Beginn der Serienproduktion erforderlich ist.

Das Ergebnis der Projekte PIVOT und PIVOT2 sind funktionale Prototypen von Schienenfahrzeugteilen unter Verwendung innovativer Werkstoffe (Verbundwerkstofftechnologie). Aufgabe des Projekts CARBODIN war es, auf den Ergebnissen dieser Projekte aufzubauen und eine Produktionstechnologie für die Serienfertigung bereitzustellen.

Projekt INNOWAG Nr. 730863 (S2R-OC-IP5-03-2015)

• Projektbeginn: 1.11.2015
• Projektende: 30.4.2019
• Projektbudget: 1 500 562,50 €
• Ausschreibungslinie: S2R-OC-IP5-03-2015

Projektziele:

Ziel des Projekts war es, neue Lösungen im Bereich der intelligenten Zustandsüberwachung von Güterwagen und der vorausschauenden Instandhaltung zu entwickeln, die in Kombination mit einem neuen Leichtwagenkonzept den aktuellen Herausforderungen an Wettbewerbsfähigkeit, Attraktivität und Nachhaltigkeit des europäischen Schienengüterverkehrs gerecht werden können.

Projekt TrainLoc Nr. TIRSMD707 (TAČR, Programm BETA)

• Projektbeginn: 1.8.2019
• Projektende: 31.12.2021
• Projektbudget: 7 906 240,80 CZK
• Ausschreibungslinie: TAČR, Programm BETA 2

Projektziele:

Ziel des Projekts „TIRSMD707 Entwurf und Überprüfung der Bedingungen für den Einsatz sicherer Zugortungssysteme auf der Grundlage von GNSS-Systemen auf dem tschechischen Eisenbahnnetz“ war es, den Einfluss der Eisenbahnumgebung (technischer Aspekt) zu untersuchen, um die Bedingungen und Anforderungen für den Einsatz sicherer Zugortungssysteme auf der Strecke unter Verwendung von GNSS-Satellitennavigationssystemen zu überprüfen. Darüber hinaus wurde ein Verfahren zur Prüfung der Empfangsqualität und des Störungsgrades von GNSS-Signalen auf dem tschechischen Eisenbahnnetz entwickelt, wobei die damit verbundenen rechtlichen Aspekte, einschließlich der internationalen Komponente, berücksichtigt wurden.

Projekt RegioHyt Nr. TO01000324 (TAČR, Programm KAPPA)

• Projektbeginn: 1/2021
• Projektende: 4/2024
• Projektbudget: 627 720 EUR
• Ausschreibungslinie: TAČR, Programm KAPPA

Projektziele:

Ziel des Projekts „TO01000324 Regionale Wasserstoffzüge auf tschechischen Eisenbahnen“ war es, tschechische Eisenbahnstrecken zu analysieren und Bereiche zu lokalisieren, in denen Wasserstoffzüge im Vergleich zu anderen Technologien eine technische, wirtschaftliche und ökologische Lösung darstellen würden. Im Rahmen dieser Studie wurden erste Daten gesammelt, insbesondere von nicht elektrifizierten Bahnstrecken, auf denen Dieseltriebzüge eingesetzt werden. Mithilfe der von SINTEF entwickelten Methodik und Software wurde eine technisch-wirtschaftliche Analyse ausgewählter Regionalbahnstrecken durchgeführt und ein Vergleich der verschiedenen Zugantriebssysteme (Diesel, Batterie, Wasserstoff und Hybrid) vorgenommen. Die Ergebnisse werden es ermöglichen, bevorzugte Gebiete mit günstigen technologischen, wirtschaftlichen und ökologischen Ergebnissen für den Einsatz von Wasserstoffzügen anstatt künftig auszumusternder Dieselzüge auf nicht-elektrifizierten Bahnstrecken zu ermitteln.

RailEnergy

Ziel des Projekts war es, den Energieverbrauch der europäischen Eisenbahnen bis 2020 um 6 % zu senken und Lösungen für die Verringerung der Energieintensität von Rollmaterial, Infrastruktur und Betrieb zu finden (Szenarien, Modelle, Methoden, Simulationen usw.). VUZ beteiligte sich an der Arbeitsgruppe SP3 – „Trackside“ zum Thema Energieeinsparungen durch Änderung von Komponenten bestehender Traktionssysteme und Innovation von Traktionssystemen. Das Projekt lief vom September 2006 bis Ende 2010.

Ziel war es, Messungen der elektrischen Parameter der Oberleitung und der Parameter des Unterwerks im Eisenbahn-Versuchsring Velim durchzuführen, um die Funktion und Genauigkeit des Simulationsprogramms zu überprüfen, das diese Parameter simuliert. Die Ergebnisse des Projekts wurden zum Inhalt der Technischen Empfehlung – TechRec00_001 „Specification and verification of energy consumption for railway rolling stock“, die die Grundlage für den Entwurf der EN sein wird.

Mehr dazu auf www.railenergy.org.