Electrificación de la línea de autobús A3247 intermodal de autobuses de Bilbao-Aeropuerto de Bilbao mediante un sistema de carga por inducción electromagnética estática y dinámica

Abstract

En este proyecto valoramos los sistemas de carga por inducción electromagnética para los vehículos eléctricos como posible solución a las distintas dificultades que encuentran estos para integrarse en nuestra sociedad coma cómo son sus elevados costes, su pobre autonomía y la baja infraestructura de recarga que encuentran hoy en día. Realizamos entonces un estudio técnico económico de estos sistemas de recarga aplicado a la electrificación de la línea de autobuses A3247 que va de la ciudad de Bilbao a su aeropuerto. Valoramos los distintos escenarios de infraestructura de recarga por inducción electromagnética estática o dinámica y de flota de autobuses que nos permiten el buen funcionamiento de esta línea eléctrica. El proyecto se ha dividido en tres caso: únicamente carga estática, únicamente dinámica y el caso híbrido con ambos sistemas de carga. Comparamos cual sería el coste de inversión del sistema frente a la frecuencia de servicio que podemos ofrecer. Para estimar el consumo del autobús en el trayecto se ha desarrollado un Simulador en MATLAB Simulink el cual utiliza datos reales recogidos en el trayecto con un Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Una optimización multi-objetivos con el método de ponderación es llevada acabo para el primer y tercer caso asi como un frente de Pareto presentando el abanico de soluciones óptimas. Un algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) Binario ha sido desarrollado para el cálculo de la distribución optima de los sistemas dinámicos. Todos los códigos se han desarrollado en MATLAB.

In this project we evaluate the electromagnetic induction charging systems for electric vehicles as a possible solution to the various difficulties that these vehicles encounter to integrate into our society, such as their high costs, their poor autonomy and the low recharging infrastructure they encounter today. We then carried out a technical economic study of these charging systems applied to the electrification of the A3247 bus line that runs from the city of Bilbao to its airport. We evaluated the different scenarios of static or dynamic electromagnetic induction recharging infrastructure and bus fleet that allow the proper operation of this electric line. The project has been divided into three cases: static charging only, dynamic charging only and the hybrid case with both charging systems. We compared what would be the investment cost of the system versus the frequency of service that we can offer. To estimate the consumption of the bus on the route, a MATLAB Simulink simulator has been developed which uses real data collected on the route with a Global Positioning System (GPS). A multi-objective optimization with the weighting method is carried out for the first and third cases as well as a Pareto front presenting the range of optimal solutions. A Binary Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm has been developed for the computation of the optimal distribution of the dynamical systems. All codes have been developed in MATLAB.