Nella centrale elettrica di Amsteg, l’efficienza è stata migliorata con un sistema di controllo degli ugelli ottimizzato. I tre gruppi di macchine sono costituiti da turbine Pelton con generatori e sei ugelli ciascuno. Gli ugelli dirigono l’acqua dalle condotte ad alta pressione alla ruota della turbina, regolando così la produzione della centrale idroelettrica. Dal 2013, a seconda della potenza richiesta, è possibile aprire anche solo due o quattro ugelli anziché tutti e sei, come in precedenza. Questo aumenta l’efficienza, soprattutto quando la centrale non deve fornire la massima potenza.

Efficienza energetica raggiunta.

Con la stessa quantità di acqua, questa misura consente una produzione aggiuntiva di circa 2,6 gigawattora di corrente di trazione, pari al consumo annuo di 650 nuclei familiari.

Un gruppo di macchine in una centrale idroelettrica consta di una girante, un albero e un generatore. Di questi componenti, le giranti in particolare devono essere sostituite più volte durante il ciclo di vita della centrale.

Grazie a profili ottimizzati con un migliore sfruttamento dell’acqua e a un design più leggero per un avvio più rapido, le nuove giranti sono più efficienti di quelle vecchie. In questo modo è possibile produrre più corrente di trazione con la stessa quantità d’acqua.

Efficienza energetica raggiunta.

Ottimizzando le giranti d’acqua, tutte le centrali idroelettriche delle FFS possono produrre circa 10 gigawattora in più di corrente di trazione, pari alla corrente consumata ogni anno da 2500 nuclei familiari svizzeri.

Nelle centrali idroelettriche delle FFS, la corrente di trazione viene prodotta a una frequenza di 16,7 Hertz, in modo che i treni possano utilizzarla direttamente. Tuttavia, per garantire un approvvigionamento più affidabile, da circa 50 anni la rete della corrente di trazione è collegata alla rete elettrica domestica (frequenza di 50 Hertz) in diverse località. Finora la corrente è stata convertita meccanicamente tra le diverse frequenze in cinque centrali. Un motore aziona direttamente un generatore sull’altro lato della frequenza. Questi impianti hanno un’efficienza del 93%, il resto è calore di scarico.

Questi sistemi di convertitori dinamici meccanici vengono ora sostituiti da sistemi di convertitori statici elettronici nell’ambito del mantenimento dell’infrastruttura. L’elettronica di potenza converte la corrente da una frequenza all’altra senza praticamente alcuna perdita. Un vantaggio importante è l’efficienza significativamente più elevata, pari a quasi il 99%. Ciò significa che le perdite nei moderni sistemi di conversione statica sono significativamente inferiori, insieme a una minore produzione di calore di scarico.

Efficienza energetica raggiunta.

In totale, la realizzazione di tutti gli impianti di conversione comporterà un risparmio di circa 35-40 gigawattora di corrente elettrica. L’implementazione è prevista entro il 2032.

Per l’alimentazione di corrente dei treni, le FFS gestiscono una propria rete di corrente, con linee di trasporto, centrali idroelettriche e convertitori di frequenza. Tutti gli impianti vengono controllati da un sistema di guida centrale, che costituiscono il sistema nervoso dell’approvvigionamento della corrente di trazione.

Quando il sistema di comando è stato rinnovato nel 2015, è stata integrata la funzione «Optimal Powerflow», che ottimizza il flusso di energia nell’alimentazione ferroviaria. A tal fine, il software utilizza diversi parametri per calcolare continuamente il controllo ottimale degli impianti di produzione, tenendo conto del fabbisogno locale, delle centrali elettriche disponibili e del trasporto necessario della corrente nelle linee di trasporto. In questo modo è possibile ridurre le perdite nell’alimentazione ferroviaria e aumentare l’efficienza complessiva.

Efficienza energetica raggiunta.

Questa misura consentirà di risparmiare circa 10 gigawattora di corrente all’anno, pari al consumo annuale di circa 2500 nuclei familiari.