METHOD OF USING THE HIDDEN ENERGY EFFICIENCY OF DISSIPATIVE ENERGY RECUPERATION UTILIZATION OF ELECTRIC TRANSPORT
The problem of urban electric transport recuperation when using rolling stock from the secondary market is shown, which leads to the breakdown of wagons. Due to the existing legislation, electric trans is faced with the impossibility of returning the recuperation energy to the medium voltage network...
Збережено в:
| Дата: | 2026 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2026
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/961 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1871104454410895360 |
|---|---|
| author | Strunkin, Hlib |
| author_facet | Strunkin, Hlib |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Hlib Strunkin",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Strunkin, Hlib |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:51Z |
| description | The problem of urban electric transport recuperation when using rolling stock from the secondary market is shown, which leads to the breakdown of wagons. Due to the existing legislation, electric trans is faced with the impossibility of returning the recuperation energy to the medium voltage network. To overcome the problem of increasing the voltage in the contact network, Pluton IC LLC proposed the use of transistor voltage limiters for dissipating energy on resistor blocks. The operation of the ONTr limiter for utilizing the recuperation energy is described. The potential is analyzed and a solution is presented that increases the overall energy efficiency in the system by using the recuperation energy in the form of heat for hot plumbing system or heating of a domestic room. To implement the method, the dissipative dissipation of braking energy into the air is replaced by the transfer of heat in a water-cooled resistor to flowing water, which can be used for hot water supply or heating. As a buffer, a water energy accumulator is required, with the help of which it is possible to level out the pulse nature of the dissipation. The results of the measurement of the recuperation energy that can be used for heating are presented. The area of the room that can be heated with this energy and the volume of water that can be heated for use are calculated. A carbon footprint of 9.9 kg was calculated, which allows for reduced use of a voltage limiter, and a comparison was made between emissions from vehicle operation and natural gas combustion. A proposal for the alternative use of recovery heat for hot plumbing system of domestic premises is put forward for discussion. |
| doi_str_mv | 10.15407/srenergy2026.02.091 |
| first_indexed | 2026-05-30T01:00:11Z |
| format | Article |
| fulltext |
© Cтрункін Г., 2026
Це стаття відкритого доступу за ліцензією CC0 1.0 Universal
https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
ISSN 2786-7633. Системні дослідження в енергетиці. 2026. 2(86) 91
https://doi.org/10.15407/srenergy2026.02.091
УДК 621.311
Гліб Стрункін, https://orcid.org/0009-0009-1719-4132
ТОВ «Плутон ІС», вул. Новобудов, 5, Запоріжжя, 69076, Україна
e-mail: strunkingleb@gmail.com
__________________________________________________________________________________
СПОСІБ ВИКОРИСТАННЯ ПРИХОВАНОЇ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ
ДИСИПАТИВНОЇ УТИЛІЗАЦІЇ ЕНЕРГІЇ РЕКУПЕРАЦІЇ
ЕЛЕКТРОТРАНСПОРТУ
Анотація. У статті розглянуто проблему рекуперації в міському електротранспорті, пов’язану з
використанням рухомого складу з вторинного ринку, що призводить до виходу з ладу вагонів. Через
існуюче законодавство електротранси стикаються з неможливістю віддачі енергії рекуперації в
мережу середньої напруги. Для вирішення проблеми підвищення напруги в контактній мережі
ТОВ «Плутон ІС» запропонувало використання транзисторних обмежувачів напруги для
розсіювання енергії на блоках резисторів. У статті описано роботу ОНТр (обмежувача напруги
транзисторного) для утилізації енергії рекуперації. Проаналізовано потенціал та запропоновано
рішення, яке підвищує загальну енергоефективність в системі шляхом використання
рекупераційної енергії у вигляді тепла для гарячого водопостачання чи опалення побутових
приміщень. Для впровадження методу дисипативне розсіювання енергії гальмування в повітря
замінюється передачею тепла від водоохолоджуваного резистора до проточної води, яку можна
використати для гарячого водопостачання чи опалення. У якості буфера використовується
водяний акумулятор енергії, за допомогою якого вирівнюється імпульсний характер дисипації.
Наведено результати вимірювання енергії рекуперації, яку можна використати для опалення.
Розраховано площу приміщення, яку можна опалювати цією енергією, та об’єм води, який можна
нагріти для подальшого використання. Обчислено вуглецевий слід у розмірі 9,9 кг, який дозволяє
зменшити використання обмежувача напруги, та виконано порівняння викидів від руху автомобіля
й спалювання природного газу. Запропоновано альтернативне використання тепла рекуперації для
гарячого водопостачання побутових приміщень.
Ключові слова: енергія рекуперації, дисипативне розсіювання, енергоефективність, тепловий
акумулятор, опалювання, вуглецевий слід.
1. Вступ
Поповнення парку міського електротранспорту в Україні вживаним рухомим складом з ЄС
створює проблему технічної неоднорідності на маршрутах. Зокрема, через розбіжність порогів
рекуперації виникають аварійні ситуації з вагонами, що мають нижчі за напругою експлуатаційні
характеристики. Враховуючи відсутність гарантійного сервісу та дефіцит запчастин для застарілих
моделей, критично важливим стає уніфікація максимальної напруги в мережі.
Впровадження рекуперативного гальмування в системах міського електричного транспорту є
об’єктом численних досліджень [1, 2], проте його практична реалізація стикається з низкою суттєвих
перешкод. Зокрема, високий електричний опір контактної мережі нівелює ефективність передачі
енергії від транспортного засобу до підстанції [3]. Додатковим стримуючим фактором є нормативно-
правові обмеження: у багатьох країнах, включно з Україною, діє пряма заборона на повернення
надлишкової енергії від тягових підстанцій до загальної мережі середньої напруги [4].
Як альтернативу інвертуванню енергії [5] розглядають встановлення накопичувальних систем
(суперконденсаторів або акумуляторних батарей) безпосередньо на підстанціях [6, 7]. Це дозволило б
акумулювати енергію під час гальмування та використовувати її для потреб тяги. Однак надвисока
вартість таких накопичувачів робить подібні проєкти економічно необґрунтованими. Водночас
mailto:strunkingleb@gmail.com
92 ISSN 2786-7633. Системні дослідження в енергетиці. 2026. 2(86)
розміщення накопичувальних пристроїв на борту рухомого складу є недоцільним через значне
збільшення маси вагона та додаткове навантаження на ходову частину [8, 9].
Враховуючи експлуатацію на лініях різнотипного рухомого складу з відмінними технічними
параметрами рекуперації, виникає потреба у швидкому та ефективному технічному рішенні [10‒12].
Найбільш перспективним варіантом є використання стаціонарних блоків резисторів на тягових
підстанціях для розсіювання надлишкової енергії [13, 14]. Проте такий підхід вважається
неенергоефективним через розсіювання енергії рекуперації в повітрі у вигляді тепла. Спеціалістами
ТОВ «Плутон ІС» після впровадження дисипативної утилізації енергії рекуперації міського
електротранспорту було запропоновано підвищити загальну ефективність методу шляхом
використання теплової енергії для нагрівання води або опалення приміщення.
Метою статті є аналіз потенціалу енергії рекуперації міського електротранспорту для опалення
приміщення підстанції ТП-7 у м. Дніпро.
2. Методи та матеріали
У межах допомоги від ЄС міста Східної Європи отримують вживаний рухомий склад із
різнорідними технічними характеристиками, зокрема з різними порогами рекуперації та спрацювання
гальмівних резисторів [10‒12]. Хоча використання інверторів на тягових підстанціях (рис. 1) дозволяє
нівелювати технічну несумісність обладнання шляхом встановлення мінімальної уставки
інвертування, виникає правова перешкода. Чинна нормативна база України, Польщі та Румунії
класифікує повернення енергії в мережу середньої напруги для міського електричного транспорту як
непогоджену генерацію. Процедура легалізації такої видачі потужності є неможливою через
непередбачуваність обсягів енергії, що залежать від графіка руху та пасажиропотоку [4].
Рисунок 1. Схема використання енергії рекуперації на підстанції
У ситуаціях, коли рекуперація енергії рухомим складом (зокрема, під час руху на спусках)
супроводжується тривалими перенапругами в контактній мережі за відсутності споживачів, виникає
потреба в застосуванні спеціалізованих захисних пристроїв. На рис. 1 представлено технічне рішення,
впроваджене автором у ТОВ «Плутон ІС» на об’єктах міського електротранспорту в містах Орадя
(Румунія) та Дніпро (Україна) [5, 15]. Замість традиційного інвертора пропонується встановлення
транзисторного обмежувача напруги (IGBT-чопера) з блоком резисторів (рис. 1). При перевищенні
порогового рівня напруги на шинах, зумовленого гальмуванням поїзда, транзистор відкривається,
ISSN 2786-7633. Системні дослідження в енергетиці. 2026. 2(86) 93
забезпечуючи розсіювання надлишкової енергії на резисторах. Попри низьку енергоефективність,
такий підхід є критично важливим для захисту обладнання в умовах відсутності внутрішнього
споживання або законодавчої заборони на видачу енергії в мережу середньої напруги.
Якщо в м. Орадя використано дисипативне розсіювання енергії у повітря, то в м. Дніпро
здійснюється пошук загального збільшення енергоефективності впровадженого пристрою без віддачі
енергії в мережу середньої напруги.
3. Результати
На рис. 2 наведено фотографію зовнішнього вигляду розробленого в ТОВ «Плутон ІС» пристрою
ОНТр (обмежувач напруги транзисторний), який являє собою два транзисторні комутатори (чопери),
кожен з яких працює на свій блок резисторів з амплітудою струму 200 А.
Рисунок 2. Зовнішній вигляд обмежувача напруги ОНТр-450
На рис. 3 зображено вигляд двох чоперів, розташованих у шафі пристрою ОНТр. Опис роботи
чопера наведено в літературі [5], тому далі не розглядається. При виникненні рекуперації рухомого
складу напруга в контактній мережі підвищується. Датчик напруги в обмежувачі ОНТр передає
вимірюване значення в систему керування, яка після перевищення деякого порогу подає керуючий
імпульс на силовий транзистор чопера. Транзистор, вмикаючись у режимі широтно-імпульсної
модуляції (ШІМ), забезпечує протікання струму через резистор навантаження, на якому й розсіюється
зайва енергія. Необхідний коефіцієнт заповнення ШІМ визначається за допомогою регулятора
напруги. Після завершення рекуперації напруга в контактній мережі знижується, що призводить до
вимикання силового транзистора.
94 ISSN 2786-7633. Системні дослідження в енергетиці. 2026. 2(86)
Рисунок 3. Фотографія чопера в шафі обмежувача напруги
Для м. Орадя розсіювання енергії здійснювалося за допомогою стійки з гальмівними
резисторами. Згідно з технічним завданням резистори повинні були пропустити імпульс струму
амплітудою mI = 200 А з тривалістю включення ПВ = 0,5 та коефіцієнтом заповнення чопера = 0,8.
Оскільки тепло залежить від квадрата струму, то при зміні ПВ сам струм має змінюватися пропорційно
квадратному кореню від співвідношення цих тривалостей. При тривалому режимі ПВ = 1. У зв’язку з
цим безперервний еквівалент струму constI для випробування становив
/1 200 0,8 0,5 113const mI I ПВ А= = = (1)
На рис. 4 показано результат теплового випробування в лабораторії ТОВ «Плутон ІС».
Рисунок 4. Теплові випробування блока резисторів (теплограма)
Найгарячіша точка в блоці становила 2020С, а загальна кількість тепла в приміщенні підстанції
при розміщенні обмежувача на об’єкті призвела до необхідності створення додаткової вентиляції. Під
час наступного замовлення було поставлено внутрішнє для Компанії завдання щодо ефективного
використання отриманого тепла. В основу використання енергії рекуперації рухомого складу
ISSN 2786-7633. Системні дослідження в енергетиці. 2026. 2(86) 95
електротранспорту була покладена дисипативна утилізація кінетичної енергії руху з передачею тепла
проточній воді, яка використовується для опалення приміщення диспетчерської та створення гарячого
водопостачання побутового приміщення підстанції. За умови, що при амплітуді імпульсу струму 200 А
та напрузі 700 В потужність становить P = 140 кВт (але тривалість імпульсу лише декілька секунд),
потрібні резистори з великою допустимою кратністю перевантаження. Для реалізації такого способу
було придбано водоохолоджувані резистори фірми Danotherm (рис. 5) [16].
Рисунок 5. Водоохолоджуваний резистор фірми Danotherm
Резистори мають такі параметри:
− номінальна потужність 40 кВт;
− номінальна робоча напруга 1000 В;
− гальванічне розв’язання 3,5 кВ;
− допустиме перевантаження 160 кВт за 8 секунд та 320 кВт за 1 секунду;
− теплова постійна часу 30 с;
− максимальна температура води на виході 600С.
Оцінювальні розрахунки теплового акумулятора проведено за таких даних:
− вода в системі водопостачання inT =+150С;
− максимальна температура води на виході резистора maxT = +600С;
− режим роботи t = 5 с, імпульс із періодом повторюваності T = 2 хвилини;
− температура води в акумуляторі aT =+500С;
− протока води через тепловий акумулятор Q =2,5 л/хв.
Енергія, що виділяється на резисторах за час імпульсу, повинна дорівнювати енергії, яку
поглинає вода в акумуляторі:
( )a inP t V c T T = − (2)
Розрахунки за формулою (2) показують, що в такому випадку потрібний об’єм теплового
акумулятора становить 4 л. Але, враховуючи, що гальмування виникають періодично, доцільним є
обирати об’єм акумулятора на порядки більший, щоб уникнути великих коливань температури.
Зручним є використання у якості теплового акумулятора стандартного побутового водоохолоджувача
на 85 л з деяким доопрацюванням. Оскільки гідравлічний опір в контурі резистора невідомий, для
забезпечення циркуляції води у його контурі потрібен циркуляційний насос потужністю не менше
125 Вт.
Завдяки гальванічному розв’язанню рідини, що протікає через резистор, від стінок приладу
можливе використання проточної води для охолодження. На першому етапі впровадження було
введено в експлуатацію першу чергу комплексу – безпосередньо обмежувач напруги з резисторами.
96 ISSN 2786-7633. Системні дослідження в енергетиці. 2026. 2(86)
Зайве тепло утилізувалось за допомогою теплообмінника. Одночасно проводився моніторинг розсіяної
енергії та коригувалися вихідні дані для розробки системи опалення. Результати вимірювання
рекуперованої та розсіяної електроенергії за місяць наведено в таблиці 1 (дати зняття показників
визначалися візитом чергової бригади на підстанцію).
Таблиця 1. Показники лічильника постійного струму (ОНТр тягової підстанції № 7)
№ п/п Дата Показники лічильника, кВт·год Енергія, кВт·ч
1 20.11 10 0
2 21.11 43 33
3 22.11 64 21
4 23.11 80 16
5 24.11 100 20
6 27.11 264 164
7 28.11 282 18
8 29.11 318 36
9 30.11 355 37
10 01.12 395 40
11 02.12 429 34
12 03.12 471 42
13 04.12 535 64
14 05.12 555 20
15 18.12 866 311
16 21.12 1010 144
Середня потужність рекуперації за добу становила 32,3 кВт*год, що відповідає потужності
1,35 кВт. Середнє значення потужності за добу знайдено як частка між різницею показників лічильника
на початку та в кінці спостережень до кількості днів (1010-10)/31.
Якщо прийняти коефіцієнт опалення 100 Вт/м2 [17], то можна визначити, що цієї потужності
вистачить для опалення площі 13,5 м2 споруди із середнім утепленням.
Можна розрахувати енергоефективність у показниках вуглецевого сліду, за якими використання
енергії рекуперації для опалення чи гарячого водопостачання дозволяє знизити вуглецевий слід в
умовах України на 9,9 кг СО2 на добу, що еквівалентно поїздці легковим автомобілем на відстань
близько 60 км, або зекономити близько 4 м3 природного газу [18].
4. Обговорення
Оцінювальні розрахунки показали перспективність методу. З огляду на те, що в системах з
інвертуванням та електричним накопиченням для використання гальмівної енергії необхідне
встановлення перетворювачів з ККД не вище 0,95 [19], системи з прямим використанням енергії у
вигляді тепла можуть наближатися до традиційних систем. Оскільки в більшості країн Європи
рекуперація в мережу середньої напруги для електротрансу стикається із законодавчими обмеженнями,
а системи накопичення наразі мають високу вартість, використання елементів гарячого
водопостачання для утилізації зайвої енергії може бути перспективним. Обсяги енергії, які
рекуперуються з контактної мережі трамвая, є невеликими, тому економічно доцільним може бути
використання лише недорогих рішень: електричні акумулятори мають обмежений ресурс [20] та
досить високу вартість, тому термін їхньої окупності є тривалим.
Окремо слід зауважити, що в літній період доведеться застосувати розсіювання тепла за межами
підстанції, для чого по завершенню опалювального сезону може бути використане перемикання
навантаження чопера з контуру опалення на зовнішній блок резисторів, аналогічний встановленим у
м. Орадя. Оскільки перемикання буде здійснюватися без струму, для цієї функції можна залучити
дешевий контактор без дугогасильних камер, або навіть ручний перемикач з відповідними заходами
безпеки.
ISSN 2786-7633. Системні дослідження в енергетиці. 2026. 2(86) 97
Інший варіант утилізації енергії рекуперації – використання нагрітої води для гарячого
водопостачання побутових приміщень підстанції – потрібно розглядати відповідно до санітарних норм
та з узгодженням гідравлічного опору системи. Цей варіант – тема окремого дослідження.
5. Висновки
Результати дослідної експлуатації транзисторного обмежувача напруги на тяговій підстанції
довели, що обсяг енергії, яку віддає рухомий склад під час гальмування, є невеликим. Використання
електричних методів утилізації тепла мають або законодавчі обмеження, або високу вартість.
Застосування теплових систем акумулювання дозволяє знизити вартість використання гальмівної
енергії, спрямувати її на внутрішні потреби підстанції і внести свій вклад у загальну
енергоефективність, що сприятиме зниженню вуглецевого сліду.
Фінансування роботи
Робота виконана в рамках поставки обмежувача напруги ОНТр на тягову підстанцію ТП-7
міського електротрансу м. Дніпро для боротьби з перенапругами, що пов’язані з рекуперацією
рухомого складу.
Посилання
1. Павленко Т.П., Петренко О.М., Лукашова Н.П. Електропостачання транспорту: конспект лекцій (для
студентів усіх форм навчання за спеціальністю 141 – Електроенергетика, електротехніка та
електромеханіка). Харків: ХНУМГ ім. О.М. Бекетова, 2018. 150 с.
2. Drozdowski P., Duda A. Modernised DC traction substation recuperating energy of braking. E3S Web of
Conferences. 2016. Vol. 10. 00017. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20161000017
3. Cascetta F., Cipolletta G., Femine A., Fernández J., Gallo D., Giordano D., Signorino D. Impact of a reversible
substation on energy recovery experienced on-board a train. Measurement. 2021. Vol. 183. 109793.
https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.109793
4. Про затвердження Кодексу систем розподілу: постанова НКРЕКП від 14.03.2018 № 310. URL:
https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/v0310874-18#Text (дата звернення: 16.03.2026).
5. Стрункін Г.М. Застосування пристроїв силової електроніки. Дніпро: Середняк Т.К., 2024. 408 с. ISBN 978-
617-8139-59-9. https://doi.org/10.5281/zenodo.15256472
6. Fletcher D. I., Harrison R. F., Nallaperuma S. TransEnergy – a tool for energy storage optimization, peak power and
energy consumption reduction in DC electric railway systems. Journal of Energy Storage. 2020. Vol. 30. 101425.
https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101425
7. Wieczorek M., Lewandowski M. Energy storage system in traction vehicle. MATEC Web of Conferences. 2018.
Vol. 180. 02008. https://doi.org/10.1051/matecconf/201818002008
8. Ebadi R., Yazdankhah A. S., Mohammadi-Ivatloo B., Kazemzadeh R. Coordinated power and train transportation
system with transportable battery-based energy storage and demand response: A multi-objective stochastic
approach. Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 275. 123923. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123923
9. al-Ezee H., Tennakoon S., Taylor I., Scheidecker D., Schweickart J. An On-board Energy Storage System for
Catenary Free Operation of a Tram. Renewable Energy and Power Quality Journal. 2017. Vol. 15. No. 5. P. 540‒
544. https://doi.org/10.24084/repqj15.386
10. У Запоріжжі на лінію вийшли ще 2 європейські трамваї URL: https://zp.gov.ua/uk/articles/item/3883/u-
zaporizhzhi-na-liniyu-vijshli-sche-2-evropejskih-tramvai (дата звернення: 16.03.2026).
11. Tramvaiul din Oradea se modernizează cu vagoane aduse din Berlin și cu tramvaie noi achiziționate cu fonduri
europene. Mobilitate.eu. 17.09.2018. URL: https://mobilitate.eu/tramvaiul-oradea-vagoane-modernizate/ (Last
accessed: 16.03.2026).
12. У Дніпрі на маршрути випустили 5 вживаних трамваїв з Німеччини. Інформатор Дніпро. 08.03.2025. URL:
https://dp.informator.ua/uk/u-dnipri-na-marshruti-vipustili-5-vzhivanih-tramvajiv-z-nimechchini (дата звернення
16.03.2026).
13. ENVILINE™ EDS Energy Dissipation System for DC rail transportation. URL:
https://library.e.abb.com/public/ef17a1a91819f976c1257e0c0047951d/ENVILINE_EDS_4116PL857-W1-
en_052013.pdf (Last accessed: 16.03.2026).
14. Стрункін Г. Обмежувач напруги для тягових підстанцій міського електротранспорту. Технічні науки та
технології. 2025. № 1(39). С. 307–314. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-1(39)-307-314
15. Проєктування, розробка та постачання двоагрегатної модульної тягової підстанції Cicero для трамвайної
лінії м. Орадя. PLUTON. URL: https://pluton.ua/news/design-development-and-supply-of-two-unit-modular-
traction-substation-cicero-for-oradea-tram-line (дата звернення: 16.03.2026).
https://doi.org/10.1051/e3sconf/20161000017
https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.109793
https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/v0310874-18#Text
https://doi.org/10.5281/zenodo.15256472
https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101425
https://doi.org/10.1051/matecconf/201818002008
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123923
https://doi.org/10.24084/repqj15.386
https://zp.gov.ua/uk/articles/item/3883/u-zaporizhzhi-na-liniyu-vijshli-sche-2-evropejskih-tramvai
https://zp.gov.ua/uk/articles/item/3883/u-zaporizhzhi-na-liniyu-vijshli-sche-2-evropejskih-tramvai
https://mobilitate.eu/tramvaiul-oradea-vagoane-modernizate/
https://dp.informator.ua/uk/u-dnipri-na-marshruti-vipustili-5-vzhivanih-tramvajiv-z-nimechchini
https://library.e.abb.com/public/ef17a1a91819f976c1257e0c0047951d/ENVILINE_EDS_4116PL857-W1-en_052013.pdf
https://library.e.abb.com/public/ef17a1a91819f976c1257e0c0047951d/ENVILINE_EDS_4116PL857-W1-en_052013.pdf
https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-1(39)-307-314
https://pluton.ua/news/design-development-and-supply-of-two-unit-modular-traction-substation-cicero-for-oradea-tram-line
https://pluton.ua/news/design-development-and-supply-of-two-unit-modular-traction-substation-cicero-for-oradea-tram-line
98 ISSN 2786-7633. Системні дослідження в енергетиці. 2026. 2(86)
16. WHDN. Danotherm. URL: https://www.danotherm.com/power-resistors/liquid-cooled/whdn (Last accessed:
16.03.2026).
17. ДБН В.2.6-31:2021. Теплова ізоляція та енергоефективність будівель: чинна редакція від 20.04.2023.
Міністерство розвитку громад та територій України. Київ, 2021. База даних «Єдина державна електронна
система у сфері будівництва». URL: https://e-construction.gov.ua/laws_detail/3075196638495507996 (дата
звернення: 16.03.2026).
18. У DiXi Group порахували викиди вуглецю при виробництві електрики в Україні. Укрінформ. 08.11.2024.
URL: https://www.ukrinform.ua/rubric-economy/3924981-u-dixi-group-porahuvali-vikidi-vuglecu-pri-virobnictvi-
elektriki-v-ukraini.html (дата звернення: 16.03.2026).
19. Ebadi R., Yazdankhah A. S., Kazemzadeh R., Mohammadi-Ivatloo B. Techno-economic evaluation of transportable
battery energy storage in robust day-ahead scheduling of integrated power and railway transportation networks.
International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2021. Vol. 126. Part A. 106606.
https://doi.org/0.1016/j.ijepes.2020.106606
20. Janiga P., Zeman Y., Smitkova M., Bednárik I., Kompan D. Battery storage in traction power supply. Third
International Conference ETIMA 2025. Vol. 3. No. 1. P. 297‒303. https://doi.org/10.46763/ETIMA2531297j
References
1. Pavlenko, T.P., Petrenko, O.M., & Lukashov, N.P. (2018). Electrical supply to transport: lecture notes (for students
of advanced forms, entry into specialty 141 – Electrical power engineering, electrical engineering and electrical
mechanics). Kharkiv: O.M. Beketov NUUEKh [in Ukrainian].
2. Drozdowski, P., & Duda, A. (2016). Modernised DC traction substation recuperating energy of braking. E3S Web
of Conferences, 10, 00017. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20161000017
3. Cascetta, F., Cipolletta, G., Femine, A., Fernández, J., Gallo, D., Giordano, D., & Signorino, D. (2021). Impact of a
reversible substation on energy recovery experienced on-board a train. Measurement, 183, 109793.
https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.109793
4. On the Approval of the Distribution System Code: Resolution of the NEURC No. 310 dated March 14, 2018.
Retrieved March 16, 2026, from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/v0310874-18#Text [in Ukrainian].
5. Strunkin, G.M. (2024). Application of power electronics devices. Dnipro: Seredniak T.K. ISBN 978-617-8139-59-
9 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.5281/zenodo.15256472
6. Fletcher, D. I., Harrison, R. F., & Nallaperuma, S. (2020). TransEnergy – a tool for energy storage optimization,
peak power and energy consumption reduction in DC electric railway systems. Journal of Energy Storage, 30,
101425. https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101425
7. Wieczorek, M., & Lewandowski, M. (2018). Energy storage system in traction vehicle. MATEC Web of
Conferences, 180, 02008. https://doi.org/10.1051/matecconf/201818002008
8. Ebadi, R., Yazdankhah, A. S., Mohammadi-Ivatloo, B., & Kazemzadeh, R. (2020). Coordinated power and train
transportation system with transportable battery-based energy storage and demand response: A multi-objective
stochastic approach. Journal of Cleaner Production, 275, 123923. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123923
9. al-Ezee, H., & Tennakoon, S., Taylor, I., Scheidecker, D., & Schweickart, J. (2017). An On-board Energy Storage
System for Catenary Free Operation of a Tram. Renewable Energy and Power Quality Journal, 15(5), 540‒544.
https://doi.org/10.24084/repqj15.386
10. 2 more European trams entered the line in Zaporizhzhia. Retrieved March 16, 2026, from
https://zp.gov.ua/uk/articles/item/3883/u-zaporizhzhi-na-liniyu-vijshli-sche-2-evropejskih-tramvai [in Ukrainian].
11. Tramvaiul din Oradea se modernizează cu vagoane aduse din Berlin și cu tramvaie noi achiziționate cu fonduri
europene. (2018, September 17). Mobilitate.eu. Retrieved March 16, 2026, from https://mobilitate.eu/tramvaiul-
oradea-vagoane-modernizate/
12. In Dnipro, 5 used trams from Germany were released on routes. (2025, March 8). Informator Dnipro. Retrieved
March 16, 2026, from https://dp.informator.ua/uk/u-dnipri-na-marshruti-vipustili-5-vzhivanih-tramvajiv-z-
nimechchini [in Ukrainian].
13. ENVILINE™ EDS Energy Dissipation System for DC rail transportation Retrieved March 16, 2026, from
https://library.e.abb.com/public/ef17a1a91819f976c1257e0c0047951d/ENVILINE_EDS_4116PL857-W1-
en_052013.pdf.
14. Strunkin, G. (2025). Voltage limiter for urban electric transport traction substations. Technical Sciences and
Technologies, 1(39), 307–314 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-1(39)-307-314
15. Design, development and supply of two-unit modular traction substation Cicero for Oradea tram line. PLUTON.
Retrieved March 16, 2026, from https://pluton.ua/news/design-development-and-supply-of-two-unit-modular-
traction-substation-cicero-for-oradea-tram-line [in Ukrainian].
16. WHDN. Danotherm. Retrieved March 16, 2026, from https://www.danotherm.com/power-resistors/liquid-
cooled/whdn
17. DBN V.2.6-31:2021. (2021). Thermal insulation and Energy efficiency of buildings: current version as of
20.04.2023. Ministry of Development of Communities and Territories of Ukraine. Database "Single State Electronic
System in the Field of Construction". Kyiv. Retrieved March 16, 2026, from https://e-
construction.gov.ua/laws_detail/3075196638495507996 [in Ukrainian].
https://www.danotherm.com/power-resistors/liquid-cooled/whdn
https://e-construction.gov.ua/laws_detail/3075196638495507996
https://www.ukrinform.ua/rubric-economy/3924981-u-dixi-group-porahuvali-vikidi-vuglecu-pri-virobnictvi-elektriki-v-ukraini.html
https://www.ukrinform.ua/rubric-economy/3924981-u-dixi-group-porahuvali-vikidi-vuglecu-pri-virobnictvi-elektriki-v-ukraini.html
https://doi.org/10.46763/ETIMA2531297j
https://doi.org/10.1051/e3sconf/20161000017
https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.109793
https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/v0310874-18#Text
https://doi.org/10.5281/zenodo.15256472
https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101425
https://doi.org/10.1051/matecconf/201818002008
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123923
https://doi.org/10.24084/repqj15.386
https://zp.gov.ua/uk/articles/item/3883/u-zaporizhzhi-na-liniyu-vijshli-sche-2-evropejskih-tramvai
https://mobilitate.eu/tramvaiul-oradea-vagoane-modernizate/
https://mobilitate.eu/tramvaiul-oradea-vagoane-modernizate/
https://dp.informator.ua/uk/u-dnipri-na-marshruti-vipustili-5-vzhivanih-tramvajiv-z-nimechchini
https://dp.informator.ua/uk/u-dnipri-na-marshruti-vipustili-5-vzhivanih-tramvajiv-z-nimechchini
https://pluton.ua/news/design-development-and-supply-of-two-unit-modular-traction-substation-cicero-for-oradea-tram-line
https://pluton.ua/news/design-development-and-supply-of-two-unit-modular-traction-substation-cicero-for-oradea-tram-line
https://e-construction.gov.ua/laws_detail/3075196638495507996
https://e-construction.gov.ua/laws_detail/3075196638495507996
ISSN 2786-7633. Системні дослідження в енергетиці. 2026. 2(86) 99
18. DiXi Group calculated carbon emissions from electricity production in Ukraine. (2024, November 11). Ukrinform.
Retrieved March 16, 2026, from https://www.ukrinform.ua/rubric-economy/3924981-u-dixi-group-porahuvali-
vikidi-vuglecu-pri-virobnictvi-elektriki-v-ukraini.html [in Ukrainian].
19. Ebadi, R., Yazdankhah, A. S, Kazemzadeh, R., & Mohammadi-Ivatloo, B. (2021). Techno-economic evaluation of
transportable battery energy storage in robust day-ahead scheduling of integrated power and railway transportation
networks. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 126, 106606.
https://doi.org/0.1016/j.ijepes.2020.106606
20. Janiga, P., Zeman, Y., Smitkova, M., Bednárik, I., & Kompan, D. (2025). Battery storage in traction power supply.
Third International Conference ETIMA 2025, 3(1), 297‒303. https://doi.org/10.46763/ETIMA2531297j
METHOD OF USING THE HIDDEN ENERGY EFFICIENCY OF
DISSIPATIVE ENERGY RECUPERATION UTILIZATION OF
ELECTRIC TRANSPORT
Hlib Strunkin, https://orcid.org/0009-0009-1719-4132
PLUTON IC LLC, Novobudov St., 5, Zaporizhia, 69076, Ukraine
e-mail: strunkingleb@gmail.com
Abstract. The problem of urban electric transport recuperation when using rolling stock from the
secondary market is shown, which leads to the breakdown of wagons. Due to the existing legislation,
electric trans is faced with the impossibility of returning the recuperation energy to the medium voltage
network. To overcome the problem of increasing the voltage in the contact network, Pluton IC LLC
proposed the use of transistor voltage limiters for dissipating energy on resistor blocks. The operation of
the ONTr limiter for utilizing the recuperation energy is described. The potential is analyzed and a solution
is presented that increases the overall energy efficiency in the system by using the recuperation energy in
the form of heat for hot plumbing system or heating of a domestic room. To implement the method, the
dissipative dissipation of braking energy into the air is replaced by the transfer of heat in a water-cooled
resistor to flowing water, which can be used for hot water supply or heating. As a buffer, a water energy
accumulator is required, with the help of which it is possible to level out the pulse nature of the dissipation.
The results of the measurement of the recuperation energy that can be used for heating are presented. The
area of the room that can be heated with this energy and the volume of water that can be heated for use are
calculated. A carbon footprint of 9.9 kg was calculated, which allows for reduced use of a voltage limiter,
and a comparison was made between emissions from vehicle operation and natural gas combustion. A
proposal for the alternative use of recovery heat for hot plumbing system of domestic premises is put
forward for discussion.
Keywords: recuperation energy, dissipative dissipation, energy efficiency, thermal accumulator, heating,
carbon footprint.
Дата першого надходження статті до журналу: 17.03.2026
Дата прийняття статті до друку після рецензування: 27.05.2026
Дата публікації (оприлюднення): 30.05.2026
https://doi.org/0.1016/j.ijepes.2020.106606
mailto:strunkingleb@gmail.com
|
| id | systemreorg-article-961 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:24:21Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/e7/e538c77bd2e5baffeb29fb8f77f52fe7.pdf |
| spelling | systemreorg-article-9612026-07-18T12:57:51Z METHOD OF USING THE HIDDEN ENERGY EFFICIENCY OF DISSIPATIVE ENERGY RECUPERATION UTILIZATION OF ELECTRIC TRANSPORT Спосіб використання прихованої енергоефективності дисипативної утилізації енергії рекуперації електротранспорту Strunkin, Hlib recuperation energy, dissipative dissipation, energy efficiency, thermal accumulator, heating, carbon footprint. енергія рекуперації, дисипативне розсіювання, енергоефективність, тепловий акумулятор, опалювання, вуглецевий слід. The problem of urban electric transport recuperation when using rolling stock from the secondary market is shown, which leads to the breakdown of wagons. Due to the existing legislation, electric trans is faced with the impossibility of returning the recuperation energy to the medium voltage network. To overcome the problem of increasing the voltage in the contact network, Pluton IC LLC proposed the use of transistor voltage limiters for dissipating energy on resistor blocks. The operation of the ONTr limiter for utilizing the recuperation energy is described. The potential is analyzed and a solution is presented that increases the overall energy efficiency in the system by using the recuperation energy in the form of heat for hot plumbing system or heating of a domestic room. To implement the method, the dissipative dissipation of braking energy into the air is replaced by the transfer of heat in a water-cooled resistor to flowing water, which can be used for hot water supply or heating. As a buffer, a water energy accumulator is required, with the help of which it is possible to level out the pulse nature of the dissipation. The results of the measurement of the recuperation energy that can be used for heating are presented. The area of the room that can be heated with this energy and the volume of water that can be heated for use are calculated. A carbon footprint of 9.9 kg was calculated, which allows for reduced use of a voltage limiter, and a comparison was made between emissions from vehicle operation and natural gas combustion. A proposal for the alternative use of recovery heat for hot plumbing system of domestic premises is put forward for discussion. У статті розглянуто проблему рекуперації в міському електротранспорті, пов’язану з використанням рухомого складу з вторинного ринку, що призводить до виходу з ладу вагонів. Через існуюче законодавство електротранси стикаються з неможливістю віддачі енергії рекуперації в мережу середньої напруги. Для вирішення проблеми підвищення напруги в контактній мережі ТОВ «Плутон ІС» запропонувало використання транзисторних обмежувачів напруги для розсіювання енергії на блоках резисторів. У статті описано роботу ОНТр (обмежувача напруги транзисторного) для утилізації енергії рекуперації. Проаналізовано потенціал та запропоновано рішення, яке підвищує загальну енергоефективність в системі шляхом використання рекупераційної енергії у вигляді тепла для гарячого водопостачання чи опалення побутових приміщень. Для впровадження методу дисипативне розсіювання енергії гальмування в повітря замінюється передачею тепла від водоохолоджуваного резистора до проточної води, яку можна використати для гарячого водопостачання чи опалення. У якості буфера використовується водяний акумулятор енергії, за допомогою якого вирівнюється імпульсний характер дисипації. Наведено результати вимірювання енергії рекуперації, яку можна використати для опалення. Розраховано площу приміщення, яку можна опалювати цією енергією, та об’єм води, який можна нагріти для подальшого використання. Обчислено вуглецевий слід у розмірі 9,9 кг, який дозволяє зменшити використання обмежувача напруги, та виконано порівняння викидів від руху автомобіля й спалювання природного газу. Запропоновано альтернативне використання тепла рекуперації для гарячого водопостачання побутових приміщень. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2026-05-30 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/961 10.15407/srenergy2026.02.091 System Research in Energy; No. 2 (86) (2026): System Research in Energy; 91-99 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (86) (2026): Системні дослідження в енергетиці; 91-99 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/961/846 Copyright (c) 2026 Hlib Strunkin https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | recuperation energy dissipative dissipation energy efficiency thermal accumulator heating carbon footprint. Strunkin, Hlib METHOD OF USING THE HIDDEN ENERGY EFFICIENCY OF DISSIPATIVE ENERGY RECUPERATION UTILIZATION OF ELECTRIC TRANSPORT |
| title | METHOD OF USING THE HIDDEN ENERGY EFFICIENCY OF DISSIPATIVE ENERGY RECUPERATION UTILIZATION OF ELECTRIC TRANSPORT |
| title_alt | Спосіб використання прихованої енергоефективності дисипативної утилізації енергії рекуперації електротранспорту |
| title_full | METHOD OF USING THE HIDDEN ENERGY EFFICIENCY OF DISSIPATIVE ENERGY RECUPERATION UTILIZATION OF ELECTRIC TRANSPORT |
| title_fullStr | METHOD OF USING THE HIDDEN ENERGY EFFICIENCY OF DISSIPATIVE ENERGY RECUPERATION UTILIZATION OF ELECTRIC TRANSPORT |
| title_full_unstemmed | METHOD OF USING THE HIDDEN ENERGY EFFICIENCY OF DISSIPATIVE ENERGY RECUPERATION UTILIZATION OF ELECTRIC TRANSPORT |
| title_short | METHOD OF USING THE HIDDEN ENERGY EFFICIENCY OF DISSIPATIVE ENERGY RECUPERATION UTILIZATION OF ELECTRIC TRANSPORT |
| title_sort | method of using the hidden energy efficiency of dissipative energy recuperation utilization of electric transport |
| topic | recuperation energy dissipative dissipation energy efficiency thermal accumulator heating carbon footprint. |
| topic_facet | recuperation energy dissipative dissipation energy efficiency thermal accumulator heating carbon footprint. енергія рекуперації дисипативне розсіювання енергоефективність тепловий акумулятор опалювання вуглецевий слід. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/961 |
| work_keys_str_mv | AT strunkinhlib methodofusingthehiddenenergyefficiencyofdissipativeenergyrecuperationutilizationofelectrictransport AT strunkinhlib sposíbvikoristannâprihovanoíenergoefektivnostídisipativnoíutilízacííenergíírekuperacííelektrotransportu |