Amikor nem fúj a szél
Napelemek és társaik a hadsereg (és a biztonságtechnika) szolgálatában
- Biztonságtechnika
- /
- 2017-05-29
 |
Talán nehezen hihető az óceán innenső partjáról szemlélve, de 2014-ben egy egész hétig okozott fennakadást egy vezetékszakadás a McGuire-Dix-Lakehurst katonai támaszponton (New Jersey). Bizonyos körökben erre szokás mondani: „hát ez gáz”.
Jut eszembe gáz. A legelső válasz erre a felvetésre az szokott lenni, hogy ott vannak a gáz, ill. kőolajszármazék generátorok, azok megoldják. Well (ahogyan azt a művelt brit mondja), igen is, meg nem is. A felhasználók (jelen esetben a hadsereg) egy adott időpontban, adott mennyiségű fogyasztóra méretezett generátorokat telepített le egyszer (réges-régen). Murphy megfelelő törvényét ide értelmezve, a ménkű biztosan akkor csap be, amikor már minimum kétszer annyi az energiaigény. Ámbátor a generátorokat karbantartják (úgy-ahogy), de jó eséllyel gyengék lesznek, mikor a szükség órája eljön. Másrészt, ezeket a generátorokat arra tervezték, hogy átmeneti időszakra oldják meg az áramellátást. A 7/24 nem igazán esik nekik jól. Plusz, arra sem árt felkészülni, ha elfogyna a működtetésre szükséges üzemanyag. Ilyenkor nem hátrányos, ha rendelkezésre állnak egyéb alternatívák. Példának okáért a napelemek és a mikro-szélerőművek.
Az igazat megvallva, nem ördögtől való dolgok ezek. Jelenleg is működnek olyan szigetüzemű biztonságtechnikai/vagyonvédelmi állomások, melyek vagy kizárólag napenergiát használnak fel a rendszer üzemeltetéséhez, vagy kombinált megoldást (generátor + napelem) alkalmaznak.
 |
Még egyelőre az energiahordozónál maradva, egyet mindig és biztosan figyelmen kívül hagynak az „ellendrukkerek”, vagy ahogy önmagukat előszeretettel jellemzik: eko-realisták. Ez pedig a technológia fejlődése. 1996-ban (még 2000-ben is) kinevették az Axist az IP CCTV kamerái miatt. A többi már történelem. Pár éve még hatalmas eredmény volt, ha egy napcella a napfény energiájának 8-10%-át ki tudta nyerni. Jelen pillanatban ez 34.5% egy 28cm2-es elemen („sűrítés”) úgy, hogy a lélektani határ még pár hónapja is 35% volt. (Mostanra ezt 50%-ra emelték.)
Rövid kitérő, a technológia alapja, hogy a négyrétegű napcella négy hullámsávra bontja a fényt. A bontást követően a beeső fény infravörös szegmensét egy szilícium rétegre irányítja, a többi hármat tovább vezeti az indium-gallium-foszfid; indium-gallium-arzenid; és germánium rétegek felé. Az energiát így mindig az adott hullámhosszt leghatékonyabban „kezelő” réteg nyeri ki, a fel nem használt fényt pedig továbbítja a következő rétegre.
Igen, ez a 34.5% nem piacképes jelenleg. Legalább is háztartások és szigetüzemű, gyorsan telepíthető/mobilizálható megoldások számra nem az. Viszont a nagyobb naperőművekhez már a közeli jövőben is alkalmazható lesz. Viszont már létezik egy 31.6%-os hatékonyságú, mindössze kétrétegű napcella (AltaDevices), ami már hatékonyabban állhat helyt a „mindennapi” mikroerőművekben.
Ennyire azért ne rohanjunk előre. Mint azt már fentebb említettem, már ma is működnek szigetrendszerek, akár kizárólag napenergiára alapozva. Ami jelen pillanatban valójában költségigényes eleme egy ilyen rendszernek az az energia tárolása. Igen itt köszönbe széles mosollyal az arcán az akkumulátorok problémaköre.
 |
Magától értetődően, a „számológépet” ne hagyjuk otthon, mikor egy ilyen rendszer igényeit tervezzük. Mert az egy dolog, hogy szórtfényből is nyer ki energiát a napelem, de az már közel sem biztos, hogy az akkumulátorok (szükséges szintre történő) feltöltéséhez is elegendő az ilyenkor kinyert energia, plusz ez kellően ingadozó „löketeket” ad az akku felé, amit az annyira nem kedvel.
Milyen a jó napelem? Nehéz kérdés, mert ránézésre a hozzá nem értő nem fogja megmondani a különbséget jó és rossz között. Minden esetre, érdemes megbízható forrást választani és ez nem feltétlenül az alibaba.com, ha nem vagyunk szakértők. Mindemellett, legalább ekkora szerepe van töltőelektronikának. Mostanában már inden intelligens és okos, de igyekezzünk olyan megoldást választani, ami az akkuk számára optimalizált módon biztosítja a töltést.
Néhány szót azért még ejtsünk a megfelelő akkumulátor kiválasztásáról, bár biztos vagyok benne, hogy minden kedves olvasó tökéletesen tisztában vele. A megfelelő kapacitás és/vagy darabszám kiválasztásához itt is nélkülözhetetlen a számológép, vagy annak egy modernebb formája – mondjuk egy online (akku paraméterező) kalkulátor. Nagyon pontosan (leginkább ráhagyással) vizsgáljuk meg a rendszerbe kötött fogyasztók teljesítményfelvételét. A tervezés során próbáljuk megbecsülni, hogy mekkora lehet a leghosszabb időszak, amit az akkumulátor(ok)nak át kell hidalniuk. Itt elkerülhetetlen a hőmérséklet kérdése. Egy átlag akku 25°C-on működik 100%-os kapacitással. Hacsak nem temperált helyiségben van az akkumulátor (szigetüzemű biztonságtechnikai rendszereknél ez azért ritka), hideg időjárás esetén kapacitáscsökkenéssel kell számolni, ami az akku fajától és korától függően az 50%-is elérheti.
Apropó fajta. Egy ideális világban, ahol kb. 1 000 000 Ft nem vágja földhöz az amúgy milliárdos megrendelőt, a lítium-ion akkumulátorok lennének a kívánatos megoldások. Nálunk még nem az ideális világ idejét éljük, így csak javasolni tudom, hogy a gondozásmentes, ún. zselés akkuk irányában érdemes nézelődni. Ami viszont kritikus és fontos: ciklusállóság!!! Tekintve, hogy itt folyamatosan merítjük és újra töltjük az akkumulátorokat. Amelyik termék leírásában nem szerepel a ciklusállóság (vagy high discharge rate), azt sürgősen felejtsük is el! Így is, ideális működési körülményeket feltételezve, egy átlagos ciklusálló akku, 1 éves korára már csak 65-70%-on ketyeg. Ha nem ciklusálló terméket veszünk, akkor 3-6 hónap múlva cserélhetjük, a megrendelő „legnagyobb örömére”. Az akkumulátor kiválasztásakor, illetve az elhelyezésének megtervezésénél ilyen apróságot, mint tömeg, tartsuk szem előtt. Egy átlag 200Ah aksi 60-65 kg. Ha ebből 2-3 db kell, az már tetemes terhelés egy oszlopra szerelt konzolnak.
 |
Ha már szóba került a 200Ah, az akkumulátorok leírásában a kapacitásérték mellet szerepel egy „K” és mellette egy szám (pl.: K20 200Ah). A példaként említett esetben ez annyit tesz, hogy ha 20 óra alatt „csapoljuk” le (utántöltés nélkül) akkor - a hőmérsékleti tényezők figyelembe vétele mellett - igaz a 200 Ah.
Ha nem is annyira, de elkanyarodtunk a témától, de talán nem eredménytelenül. A lényeg a lényegben. Kisebb rendszerek esetén (mezőgazdaság, hétvégi házak, rendezvények, stb.) már most is megfelelő hatékonysággal működnek szigetüzemű biztonságtechnikai rendszerek. Igen, még CCTV rendszerek is. Valójában ezek meglepően mobilis, viszonylag könnyen telepíthető megoldások. Igaz, az átlagnál jóval több „matematikát” igényelnek. Így nem lehet az amerikai szakértők szemére vetni, hogy legalább vészhelyzeti megoldásként ezt javasolják a hadseregük számára.
Források:
IDE kattintva
IDE kattintva
IDE kattintva
Ollári Viktor
