Servo upravljanja na strojevima

Servo upravljanja su jedno od najzahtjevnijih upravljanja strojevima. Kod ovakvog upravljanja se zahtjeva visoka točnost i velika brzina. Problematika koja se javlja je najčešće vezana uz brzinu komunikacije između pojedinih elemenata i brzina rada (obrada i izvršavanje) samih elemenata.

Na tržištu postoji više dobavljača opreme koji svaki za sebe ističe da je najbolji. Konkretno sam imao iskustva sa Lenzeom i njihovom servo opremom, pa ću stoga ovdje opisati neke od radova na razvoju višeosnih servo mašina u trvtkama u kojima sam radio. Razvoj uključuje odabir opreme i pisanje programa za sve elemente upravljanja kao i izrada električne dokumentacije.

Dva velika stroja na kojima sam radio kompleksna servo upravljanja su:

1. CNC servo stroj za motanje opruga na pipak


Motor M1 - servo motor uvlačenja žice sa getribom
Motor M2 - servo motor pipka koraka s linearnim vođenjem
Motor M3 - servo motor pipka koraka s linearnim vođenjem
Motor M4 - asinhroni motor podizanja srednjeg noža i sustava sječenja
Motor M5 - asinhroni motor podizanja srednjeg noža i sustava sječenja
Motor M6 - servo motor pipka konusa s linearnim vođenjem
Motor M7 - servo motor pipka konusa s linearnim vođenjem
Motor M8 - asinhroni motor hidrauličkog sustava
Cilindar C1 - hidraulički cilindar stezanja valjaka 1
Cilindar C2 - hidraulički cilindar stezanja valjaka 2
Cilindar C3 - hidraulički cilindar stezanja valjaka 3
Cilindar C4 - hidraulički cilindar stezanja valjaka 4
Cilindar C5 - hidraulički cilindar stezanja valjaka 5
Cilindar C6 - hidraulički cilindar sječenja gornjeg
Cilindar C7 - hidraulički cilindar sječenja doljnjeg
Cilindar C8 - hidraulički cilindar stezanja srednjeg noža

2. CNC servo stroj za motanje opruga na trn

Motor M1 - servo motor motanja žice
Motor M2 - servo motor pomicanja glave uvlačenja
Motor M3 - servo motor uvlačenja žice
Motor M4 - servo motor podizanja glave uvlačenja

Ovo je bio prikaz kako je to izgledalo na novim mašinama. Princip rada i sama struktura elemenata automatizacije je bila ista i na remontima starih strojeva. Stoga ću na njima prikazati djelove sustava i pruncip rada sa opisima.

Svi strojevi su imali 3 i više servo upravljive osi upravljane preko PLC na kojemu se je razvila aplikacija prikladnim alatom i „programskim jezikom“ IEC 61131-1. Unos podataka za algoritme proračuna na PLC izvršavao se na više oblika sučelja. Najčešći oblik sučelja je bio HMI sa ekranom osjetiljivim na dodir, a zadnje verzije programa su kao sučelje imale jednostavnije oblike industrijskih PC-eva na kojima se je izvršavao i jedan dio proračuna. Izvršni elementi su bili servo motori i različiti zračni i hidtraulični cilindri.


Raspored motora i približan izgled jednog remonta stare mehaničke mašine za motanje opruga možete vidjeti na slici dolje. Nakon remonta mašine dobivamo CNC mašinu za izradu opruga na kojoj se veoma brzo unjeti ili učitati parametri opruga bez mijenjanja i prilagođavanja mehanike.


Principna shema spajanja opreme je vidljiva na slici dolje. Ovdje se hijerarhijski vidi raspored opreme i međusobne veze pojedinih elemenata. Zbog velike brzine izvođenja procesa ovdje veliku važnost ima brzina izvođenja algoritama na elementima procesa i brzina međusobne komunikacije. Svaki servo motor na sebi ima resolvere i preko njih Servo inverter dobiva informaciju i stvarnim pozicijama i vrši korekciju uz pomoć PID regulatora pozicije i brzine.
Ovdje je samo na primjeru za jedan remont mašine prikazan pincip za 4 osi, isti princip se analogno primjenjuje i za više osi.

Električno podno grijanje

Svima nam je dobro poznata činjenica da sva toplina u prostoru odlazi prema gore i da je u prostoru uvijek najhladniji pod. Ovo je glavni razlog zašto je podno grijanje idealno za prostor i daje nam ugodno topolinu nogama. Električna podna grijanja nam daju maksimalnu udobnost uz minimalnu potrošnju.

Zahvaljujući rasporedu topline iz poda i sustavom kontrole temperature prosječna temperatura prostorije može biti smanjena za 1-2 stupnja Celzijusa u usporedbi sa tradicionalnim radijatorskim grijanjem bez promjene nivoa udobnosti.

Kao i klasićna podna grijanja tako i električna podna grijanja omogućavaju ugodnu temperaturu prostorije, bilo kod kuće, u uredu, radionici gdje god je potrebna ugodna temperatura. I ponajviše električno podno grijanje je idealno za adaptacije.

Grijači elementi mogu biti ugrađeni na sve tipove betonskih podova – čak i direktno na vrh starog keramičkog poda. Pošto ne postoji potreba za debelim betonskim nanosom koji bi držao sustav, ektrično podno grijanje možete ugraditi bilo gdje , bez obzira da li je prostorija u prizemlju ili na petom katu. Nadogradnja poda je 8-12 mm – uključujući i pločice – čineći novi grijani pod i tankim i laganim.

Jednako važna je i činenica da sustav električnog podnog grijanja može biti ugrađen ispod svih tipova podnih obloga – od poločica do drvenih parketa.

Električna podna grijanja najčešće koristimo za ugradnju ispod keramičkih pločica. Najčešći sustav za električna podna grijanja su kabeli, a u zadnje vrijeme se na tržištu pojavljuju grijače folije.Kabel je tanak, ali ima nevjerojatno visoku mehaničku čvrstoću koja je postignuta korištenjem vrlo čvrstog PVDF vanjskog oklopa. Deformacijska čvrtsoća mu je veća od 600N. Ovo je vrlo važno jer ta čvrstoća pomaže grijaćem elementu da bolje podnese ugradnju.

Novija tehnologija sustava električnog podnog grijanja su grijače folije. One su veoma tanke (svega 0,3 mm) i omogučuju ugradnju bez betonskih nanosa i idelni su za rekonstrukcije ispod laminata, pločica, tepisona i drugih vrsta obloga.

Sustav električnog podnog grijanja dolazi u cijeloj paleti grijaćih ploha najčešće širine 0,5m. Za veće površine moguće je spajanje dviju i više ploha. Uobičajena primjena je pri adaptaciji podova. Najčešće kupaonica, gdje je niska ugradbena visina kritična ili kod novih projekata gradnje katnica gdje je ukupna težina konstrukcije vrlo važna. Sustav električnog podnog grijanja se može koristiti i kao cjeloviti sustav grijanja i za postizanje veće udobnosti u kombinaciji s npr. klasičnim radijatorima.

Detektori za dojavu požara

Detektori su najvažniji dio sustava za dojavu požara jer o brzini detekcije ponajprije ovisi brzina reakcije na pojavu požara i konačni rezultat. Odluka o tome koji tip detektora upotrijebiti ovisi o prostoru koji se štiti, potrebnoj brzini detekcije požara, njegovoj požarnoj ugroženosti i materijalima unutar prostora koji mogu izazvati požar, te o mogućim izvorima lažnih alarma (vlaga, prašina, dim, velika temperatura). Razvoj požara (kao na slici) možemo grubo podijeliti u 4 faze - tinjanje, pojava dima i čestica gorenja, pojava plamena i veći plamen koji izaziva znatnije povećanje temperature prostora.

U ovom članku ćemo spomenuti nalčešće korištene tipove detektora/načina detekcije požara:
- Optički detektori dima – najkorišteniji detektori
- Optičke barijere, detektori plamena i detektori temperature
- Multikriterijski inteligentni detektori
- Laserski detektori za ranu detekciju
- Linijski detektori temperature
- Video nadzor u funkciji detekcije požara otvorenog prostora

Optički detektori dima – najkorišteniji detektori
Najviše korišteni detektori su optički detektori dima koji detektiraju pojavu dima i drugih produkata gorenja u prostoru u toj, relativno ranoj fazi razvoja požara. Optički detektori imaju komore unutar kojih se mjeri količina dima i ako ona pređe postavljenu granicu detektor generira alarm. U analogno adresabilnim sustavima za dojavu požara ta se granica, to jest osjetljivost detektora može prilagoditi uvjetima u prostoru. To u praksi znači da se u prostorima gdje su prisutni dim i prašina u normalnim uvjetima razina detekcije postavi na veću vrijednost, to jest potrebna je veća količina dima da bi se signalizirao požar, a u prostorima velikog rizika razina će se smanjiti tako da se već kod male količine dima generira požarni alarm.

Optičke barijere, detektori plamena i detektori temperature
Umjesto detektora s komorama za optičku detekciju dima u velikim prostorima se zbog konfiguracije prostora (npr. skladišta) koriste infracrvene barijere. Za prostore gdje su dim i prašina normalno prisutni kao posljedica radnog procesa nije moguće koristiti klasične detektore dima pa se u tim prostorima požar detektira tek nakon pojave plamena detektorima plamena ili najčešće detektorima temperature, to jest porasta temperature. Kao što graf na slici pokazuje, vrijeme razvoja požara je relativno dugo (ovisno o materijalima unutar prostora) i važno je odabrati detektor tako da se požar otkrije u najranijoj fazi koju prostor omogućava jer se time smanjuju moguće štete uzrokovane požarom.

Multikriterijski inteligentni detektori
Sve su češće aplikacije gdje se namjena prostorija unutar objekta mijenja zbog promjene vlasnika ili procesa. Također, u nekim se aplikacijama mogu normalno očekivati različiti tipovi požara jer sadrži različite goriva tvar, a time se mijenja i način razvoja požara. Da bi efikasno štitili ovakve prostore, koriste se multikriterijski detektori, koji su ujedno i optički detektori dima i detektori porasta temperature. Ovi inteligentni detektori se samostalno prilagođavaju uvjetima u kojima rade jer uzimaju uzorak zraka prostorije i ovisno o uvjetima prilagođavaju alarmne parametre bez ljudske intervencije, a ujedno smanjuju mogućnost lažnih alarma zbog utjecaja okoline.

Laserski detektori za ranu detekciju
Telekomunikacijski objekti i računalne server sobe sadrže skupu opremu koja je vrlo osjetljiva, a trošak koji može izazvati i mali požar u takvim aplikacijama nije samo vezan uz cijenu opreme, već najveće gubitke stvara to što oprema nije u funkciji. Požari na takvoj opremi su često spori, tinjajući, sa dugim razvijanjem dima, ali je moguć i požar sa brzim razvijanjem plamena. U toj situaciji standardni optički detektor neće reagirati dovoljno brzo. Za takve je aplikacije razvijen laserski detektor, koji funkcionira kao optički detektor dima, ali se umjesto LED diode koristi laserska zraka te je osjetljivost ovog detektora do 100 puta veća od standardnog optičkog detektora.

Linijski detektori temperature
U aplikacijama sa teškim uvjetima rada kao što su kabelske trase i tuneli optički detektori dima nisu dobro rješenje zbog prljavštine i nemogućnosti ugradnje. Umjesto njih koriste se linijski detektori temperature, koji postoje u tri osnovne izvedbe. Najjeftinije rješenje su dvožični kabeli međusobno izolirani sa toplinski osjetljivim polimerom. Na određenoj temperaturi izolacija između vodičima se oštećuje i omogućava stvaranje kratkog spoja, odnosno generiranje alarma. Drugi tip linijskih detektora je kabel sa ugrađenim procesorima na određenim udaljenostima, čime se preciznije određuje lokacija požara. Treći tip linijskog detektora koristi optički kabel koji se uslijed promjene temperature iskrivljuje i mijenja reflektirajući signal čime signalizira alarmno stanje.

Video nadzor u funkciji detekcije požara otvorenog prostora
Požari na otvorenom prostoru prouzrokuju velike štete zbog uništavanja prirode (šuma, poljoprivrednih zemljišta...), ali su često i prijetnja naseljenim mjestima. S obzirom na velike površine koje treba štititi, detekcija požara nije moguća klasičnim metodama detekcije koje se primjenjuju u zatvorenim prostorima. U svijetu se dugi niz godina u svrhu rane detekcije požara koriste video nadzorni sustavi. Takovi sustavi se sastoje od pokretnih kamera sa velikom mogućnošću povećavanja (tzv. zoom-a) koje se instaliraju na uzvišenim lokacijama sa kojih se dobro vide okolne površine pokrivene šumom, raslinjem ili poljoprivrednim zemljištima. Kamere se bežičnom vezom povezuju u centar u kojem dežurni vatrogasac može na monitoru promatrati slike iz nadziranih područja.

Sustav za dojavu požara

Sustavi za dojavu požara su elektronički sustavi koji samostalno, bez intervencije čovjeka, otkrivaju i dojavljuju požar u štićenim objektima. Glavna mu je funkcija rano otkrivanjr požara i dojava alarmnog stanja centru na koji je usmjerena komunikacija sustava (vatrogasna postrojba ili zaštitarska tvrtka).

S aspekta korisnika funkcije sustava za dojavu požara su:
- prevencija požara,
- detekcija požara
- uzbunjivanje osoba
- upravljanje gašenjem požara.

Da bi se osigurale opisane funkcije sustava za dojavu požara sustav je potrebno prvenstveno ispravno projektirati. Pri tome treba u obzir uzeti razne kriterije uključujući uvjete za gorenje, moguće načine razvoja požara, efekte visine i konfiguracije stropa, ventilaciju prostorije te temperaturu.

Osnovni kriteriji su:
1. Tip gorenja u svakom području
2. Mogući način razvoja požara
3. Visina stropa
4. Uslojavanje zraka
5. Konfiguracija stropa
6. Ventilacija sobe.
7. Temperatura sobe.

Osnovni dijelovi sustava za dojavu požara su:
- detektori
- centralna jedinica
- uređaji za signalizaciju i dojavu
- moduli za automatizaciju

Svaki sustav za dojavu požara se u osnovi sastoji se od tih elemenata, a ovisno o tipu vatrodojavne centrale i detektora sustavi mogu biti klasični, adresabilni i analogno adresabilni.

Klasični sustavi
Klasični sustavi za dojavu požara sastoje se od klasičnih detektora (bez adrese i podešavanja osjetljivosti), centrala s određenim brojem zona (ulaza za detektore) preko koje se približno određuje lokacija detektora te uređaja za signalizaciju, automatizaciju i dojavu prema potrebi aplikacije. Koliko velik prostor možemo štititi klasičnim sustavom ovisi o broju zona na centrali. Na svaku zonu se može spojiti do 20 klasičnih detektora, ali se preporučuje spojiti što manje detektora na zonu zbog bržeg pronalaženja detektora, odnosno prostorije u alarmu.

Najčešća aplikacija za klasične sustave su objekti sa postojećim starim sustavom vatrodojave koje je potrebno zamijeniti i/ili nadograditi zbog građevinskih promjena. S obzirom na to da je na postojećim klasičnim sustavima instalacija već izvedena često nije moguć jednostavan prijelaz na analogno adresabilni sustav jer on zahtijeva drugačiji način ožičenja.

Analogno adresabilni sustavi
Za razliku od klasičnih, adresabilni sustavi rade na načelu točkaste detekcije, to jest svaki detektor ima adresu čiji se opis može pročitati na ekranu centrale. Treba razlikovati samo adresabilne od analogno adresabilnih detektora.

Analogno adresabilni sustavi osim adrese koja daje podatak o točnoj lokaciji detektora u alarmu, omogućuje i podešavanje osjetljivosti u nekoliko nivoa radi prilagodbe detektora prostoru u kojem se nalazi te kompenzaciju onečišćenja pomoću koje se smanjuje broj lažnih alarma jer detektor sam prilagođava alarmni nivo stupnju onečišćenja i ujedno signalizira kada ga je potrebno očistiti.

Iz navedenih je razloga preporuka koristiti analogno adresabilne sustave i za manje aplikacije, a naročito za veće sustavi gdje se projektira i izvodi novi sustav.

Kućna automatizacija

Tehnologije vezane uz električnu energiju u području zgradarstva osvarile su velik napredak. Stan, kuća ili ured trebali bi biti prilagođeni Vašim potrebama i različitim situacijama i raspoloženjima, te udovoljavati zahtjevima za sigurnost, udobnost i ekonomičnost. Kućnu automatizaciju možemo opisati kao tehniku upravljanja tehnologijom u domu koja služi poboljšanju kvalitete života.

Automatizacija u kući je prestala biti luksuz i postala je pametan alat za upravljanje električnom instalacijom u svrhu poboljšanja kvalitete života. Pomoću kućne automatizacije možemo kontolirati sve funkcije u svom domu: rasvijetu, grijanje, kućanske aparate, rolete, ozvučenje, alarme, ulaze i sve električne uređaje koji nam olakšavaju život.

Kućnom automatizacijom povećati ćemo sigurnost i udobnost, a uz pametno korištenje možemo smanjti potrošnju energije.

Cijelim sustavom kućne automatizacije upravlja procesorska jedinica. Potrošaći se putem odgovarajućih modula povezuju na procesorsku jedinicu. Na taj naćin je omogućena kontrola svih električnih uređaja spojenih preko odgovarajućih modula u kućanstvu (rasvjetom, električnim aparatima, hi-fi opremom, elektrobravama itd.).

Moduli, prekidači i osjetnici povezuju se s procesorkom jedinicom na više naćina. Jedan od naćina povezivanja je niskonaponskim (12V) sabirničkim (BUS) kabelom (DOMINTELL kućna automatizacija). Povezivanje je moguće u bilo kojoj točki mreže te se tako ostvaruje programsko povezivanje bilo koje ulazno-izlazne jedinice. S bilo kojeg mjesta možete kontrolirati sve željene funkcije u kući, čak i putem GSM-a ili fiksne telefonske linije.

Sigurnost
Kućna automatizacija nas može uz pomoć dobro postavljenih osjetnika na vrijeme upozoriti na istjecanje vode, požar ili prisutnost plina te nas na vrijeme alarmirati i zatvoriti vodu ili plin preko elektromagnetskih ventila i sključiti glavnu sklopku za struju. U slučaju da odlazimo od kuće i nismo sigurni dali smo isključili sva trošila možemo jednotsvano to napraviti na jednu tipku ili slanjem SMS poruke.

Sustav kućne automatizacije može analizirati životne navike ukućana (ukljućivanje, iskljućivanje uređaja, paljenje i gašenje svijetla, podizanje i spuštanje roleta) te ih oponašati kada niste kod kuće. To može zbnunti potencijalne provalnike te tako spriječiti nepoželjni ulaza osoba na tuđi posjed. U slučaju i da se provale dogodi sustav može detektirati nedozvoljena kretanja u kući i pokrenuti isprogramirani scenarij u slučaju provale koji može biti npr. uključivanje alarma, uključivanje sve rasvijete, podizanje roleta i slanje SMS poruke na zadani broj telefona.

Udobnost
Mnogo je primjera kako vaše ideje mogu biti pretoćene u ponašanje sustava kućne automatizacije. Na mnogo naćina možete prilagoditi rasvjetu, temperaturu, ozvučenje i različite efekte u kući i oko nje ovisno o raspoloženju. Tako sebi stvarate udobnu okolinu i možete iznenadili sebi drage osobe. Pritiskom na tipku daljinskog upravljača ili zaslona osjetljivog na dodir (touch screen) stvoriti ćete željeni ugođaj za svaku prigodu. Stvaranje scenarija za razne prilike stvar je samo mašte i ideje.

Možete pozvati prijatelje i uz jedan potez stvoriti pravi ugođaj npr. svaku lampu u sobi podesiti na odgovarajući intezitet svijetlosti i pustiti prigodnu navijačku pjesmu. Rasvijeta se može isprogramirati tako da se postepeno uključuje kako bi Vas ujutro uz određenu glazbu nježno probudila ili navečer uspavala.

Udobnost je posebno važna za invalide. Uz pomoć kućne automatizacije invalidi imaju podpuni i jednostavan nadzor nad kućom.

Ušteda energije
U veoma bliskoj budućnosti energija će biti veoma skupa i potrebe za njom će biti sve veće. Svaki oblik uštede će biti dobro došao. Uz pomoć kućne automatike možemo znatno utjecati na potrošnju energije na različite naćine. Automatsko podešavanje razine osvjetljenja, optimalno podešavanje grijanja, uključivanje aparata u jeftinoj tarifi struje, upravljanje uređajima sa udaljene lokacije i mogućnost promjene prije podešenih parametara najčešći su naćina smanjenja potrošnje energije. U svakoj prostoriji rasvijeta i grijanje se mogu prilagodjavati prema potrebama te tako imamo grijanje i rasvijetu u pravo vrijeme i na odgovarajućoj temperaturi.

PLC sa tekstualnim panelom

Uskoro ćemo opisati par projekata uz pomoć PLC sa tekstualnim panelom. Radi se o standardnom PLCu sa punom funkcionalnošću osnovnih PLC operacija, velikim brojem ulaza/izlaza i HMI sučeljem za unos procesnih vrijednosti.

Kompaktan i ekonomičan ovaj PLC stvoren je specijalno za automatizaciju malih strojeva i srednje zahtjevnih aplikacija. Programira se u Laderu (24k Lader code-a) i nudi veoma jednostavno programiranje HMI panela u istom razvojnom programu.

Osim većeg broja ulaza i izlaza (analognih i digitalnih) moguće je sa pojednim jačim modelima i uz dodatne module komunicirati preko GSM sa ranije definiranim SMSovima i preko MODBUSa.

Ovaj uređaj koji u sebi ima integrirane funkcije PLC-a i HMI-a nam omogučaja jednostavno i brzo riješavanje manje zahtjevnih procesa automatizacije. Montažom ovakvog uređaja na šinu ili vrata ormara štedimo na prostoru i smanjujemo ožičenje. Najveća prednost ovog uređaja je što je jednostavna i brza izrada programa na operacijsom paneli koji se nalazi na samom PLC-u, čime riješavamo jednostavmo najčešći problem automatizacije a to je komunikacija operacijskog panela (najčešće HMI) i PLC-a.

Model koji koristimo nalazi se na slici:

Radi se o modelu sa sljedećim karakteristikama:

* 16 digitalnih ulaza + 2 koja mogu imati funkciju brzog brojanja ili normalnih digitalnig ulaza
* 2 analogna ulaza koji mogu biti i digitalni
* 2 analogna ulaza (isključivo analogni ulazi)
* 20 tranzistorskih izlaza
* dvoredni HMI operacijski panel sa mogučnosti upisa 16 znakova u 2 linije
* napajanje 24 V DC

Rad sa programom i razvoj aplikacije je veoma jednostavan i logičan. Veoma je pohvalno što sam bez ikakvog problema uspio spojiti PLC sa razvojnim programom na PC-u. Razvojni program je veoma jednostavan jedina mu je zamjerka malo lošije opcije i nelogičan rad sa Timerima i Counterima pogotovo ako ste navikli raditi programiranje PLC-ova IEC 61131-3 standardom.

Kvaliteta električne energije i UPS

Pojam kvalitete električne energije sve više dolazi do izražaja u posljednjim godinama kada trošila postaju „zahtjevnija“, odnosno imaju sve više ugrađenih elektroničkih (mikroprocesorkih) komponenti koje ne trpe nestabilno napajanje električnom energijom.

Veliki broj tehničkih rješenja koji rješavaju problem lošeg napajanja prisutan je na tržištu, međutim odluku o izboru rješenja mora donijeti korisnik imajući u vidu cijenu, karakteristike uređaja koji se štiti, tip smetnje u napajanju, važnost uređaja koji se štiti i dr.

Kvalitetu električne energije određuju slijedeći parametri:
- frekvencija,
- amplituda,
- oblik (valni poremećaji)
- simetričnost

Osnovne smetnje koje se susreću kao deformacije osnovnog oblika električne energije su:
- električne smetnje,
- prolazni propadi napona,
- smanjenje napona,
- povišenje napona,
- prekidi napajanja,
- utjecaj viših harmonika

Neki proizvođači UPS sustava razlikuju 9 različitih tipova smetnji u napajanju:
1. nestanak napajanja
2. propad napona
3. povišenje napona
4. trajno sniženje napona
5. trajno povišenje napona
6. prolazni propad napona
7. smetnje napona
8. promjene frekvencije
9. utjecaj viših harmonika

Pregled smetnji u napajanju nalazi se u tablici skupnog prikaza smetnji dolje:

Tipična trošila osjetljiva na smetnje u napajanju, a čiji rad zahtijeva stalno i sigurno napajanje su:

- računala
- industrijski procesi
- medicinska oprema
- telekomunikacijska oprema
- Internet dućani
- On-line poslovne transakcije

Nakon što je neko trošilo prepoznato kao osjetljivo na napajanje, a ujedno i od izuzetne važnosti, odnosno spada u skupinu kritičnih trošila, potrebno ga je štititi od smetnji u napajanju. Stupanj zaštite trošila, odnosno uređaja ovisi o njegovoj važnosti u sustavu.

Za trošila koja zahtijevaju stroge uvjete napajanja ili trošila koja moraju imati neprekidno tijekom 24 sata, ne postoji drugo rješenje osim ugradnje besprekidnih izvora napajanja (UPS) da bi omogućili stalno i „čisto“ napajanje.

Nakon što su se prvi put pojavili prije više od 25 godina statički sustavi za besprekidno napajanje ili tzv. UPS-ovi, danas predstavljaju 95% ukupnih sustava za reezervno napajanje, odnosno 98% u IT (Information Technology) i elektroničkim aplikacijama.

UPS sustavi su sučelje između glavne mreže napajanja i osjetljivih trošila, te omogućuju kvalitetno napajanje trošila bez obzira na status glavnog napajanja. UPS se sastoji od 3 odnovna dijela:
- ispravljač
- baterija
- statički izmjenjivač

Danas su UPS sustavi postali integralni dio sustava napajanja, u mrežama koje sadrže osjetljiva trošila. Vrlo često se u kombinaciji sa statičkim UPS sustavom ugrađuje i dizel-agregat, koji omogućava produljenje vremena autonomije. Ukoliko dođe do dužeg prekida u napajanju (trajni prekid napajanja), nakon 10 ili više minuta, na zahtjev korisnika, pokreće se dizel-agregat. Baterije su obično dimenzionirane na kraća vremena autonomije, te je u tom periodu potrebno sigurno isključiti sve procese i spremiti sve važne podatke.

U mrežama koje sadrže trošila većih snaga moguće je vezivati nekoliko UPS-ova u paralelu. Time se postiže:
- veća ukupna snaga UPS-a,
- povećanje pouzdanosti
- povećanje redudancije

Prednost UPS-a pred ostalim rješenjima
- povećana efikasnost
- dobre karakteristike nelinearnih trošila
- mogućnost daljinskog upravljanja
- poboljšanje pouzdanosti
- lakše održavanje

Podno grijanje - grijaći film

Podno grijanje pomoću električne energije je dovedeno do savšenstva. Vrhunsko postignuće nanotehnologije omogućilo je izradu grijaćeg filma debljine svega 0,3 mm, električki izoliranog, negorivog, potpuno bezopasnog i što je najvažnije bez gubitaka energije. Nova svojstva dobivena od pomiješanih raspršenih čestica srebra i grafita izvrsno su iskorištena u izradi ove vrste podnih grijača.

Karakteristike

Grijaći film čini izolirajuća negoriva PET folija dužine nekoliko desetaka metara, širine 0,5 m (ili više), unutar koje su okomito postavljene grafitne trake. Duž oba ruba folije nalaze bakrene trake koje ih povezuju. Grafitne trake priključene na izvor električne energije predstavljaju veliki otpor, zagrijavaju se i otpuštaju toplinu. Ograničenje temperature obavlja se termostatom.

Prednosti

Grijanje podnim grijaćim filmom je izuzetno komforno zbog ravnomjerne raspodjele topline kroz veliku površinu čija temperatura treba biti viša za samo nekoliko stupnjeva od temperature prostorije. Na taj način se eliminiraju jake zračne struje što pogoduje ljudima koji pate od alergije.

Primjena

Grijaći film se može postaviti ispod svih vrsta podnih obloga kao i klasično podno grijanje:

.: laminati,
.: pločice,
.: tepisoni,
.: plasične obloge itd.

Koriste se u stambenim objektima, hotelima, uredima, dječjim vrtićima, bolnicama… Jedna od prednosti je i u tome što se može postaviti i ispod tepiha, što je izvrsno rješenje za već gotove objekte. Može se koristiti u sakralnim objektima polažući ga na postojeće kamene ploče, a ispod tepiha u prostoru gdje sjede ljudi, u sakristijama, kioscima, kontejnerima, u prostoru blagajni…

Postavljanje

Na potpuno čistu i suhu podnu podlogu postavlja se plastična folija, toplinski izolacijski materijal, a zatim grijaći film. Nakon postavljanja i spajanja, film zaštititi plastičnom folijom i postaviti odabranu podnu oblogu.

U usporedbi s do sada najjeftinijim grijanjem gdje se kao energent koristi plin, grijaći film je jeftinija solucija. Uloženi novac u materijal i plaćanje utrošene energije tijekom 15 godina (vrijeme nakon kojeg je u prosjeku potreban novi plinski bojler) je veći nego kod podnog grijanja pomoću grijaćeg filma. Prednost grijaćih filmova je i u tome da niti nakon 15 godina nisu potrebna bilo kakva nova ulaganje u održavanje sustava podnog grijanja.

Solarna fotonaponska energija - solarne ćelije

Količina sunčave energije koja doseže površinu planeta je tolika da je u jednoj godini dva puta veća od svih Zemljinih neobnovoljivih izvora (ugljena, nafte, plina, urana). Najčešće dostupni obnovoljivi izvori energije na zemlji su: sunčevo zračenje, energija vjetra, energija valova i biomasa.

Solarna energija (energija sunčeva zračenja) se pretvara u električnu energiju pomoću fotonaponskih sustava (fotonaponska energija). U fizici ovakva pretvorba energije poznata je pod nazivom fotoelektrični efekt kojega je otkrio Heinrich Rudolf Hertz, a objasnio Albert Einstein za što je i dobio Nobelovu nagradu.

Fotonaponski sustavi u kojima se odvija fotonaponska pretvorba najčešće se nazivaju fotonaponske solarne ćelije ili samo solarne ćelije. Prva moderna fotonaponska solarna ćelija napravljena je 1956. godine u Belovom laboratoriju. Prve takve ćelije bile su razvijene za svermirske programe.

Za sada, proizvodnja električne energije iz fotonaponskih solarnih ćelija nije ekonomična u usporedbi sa drugim izvorima, ako se u obzir ne uzme poticaj. Jedan kilovat inastalirane snage za fotonaponske ćelije iznosi preko nekoliko tisuća USD (4 500-13 500 USD), dok je za elektranu na plin ta cijena oko 400 USD. Fotonaponske solarne ćelije se ubrajaju u povlaštene izvore električme energije i takva energija se otkupljuje po cjeni znatno višoj nego što je prosječna cijena električne energije u Hrvatskoj.


Korisnost fotonaponske (FN) solarne ćelije definira se kao omjer električne snage koju daje FN solarna ćelija i snage sunčevog zračenja. Matematički se to može formulirati relacijom:

gdje je:
Pel - Izlazna električna snaga
Psol - Snaga zračenja (najčešće Sunčevog)
U - Efektivna vrijednost izlaznog napona
I - Efektivna vrijednost izlazne struje
E - Specifična snaga zračenja (npr. u W/m2)
A - Površina

Korisnost FN solarnih ćelija kreće se od svega nekoliko postotaka do četrdesetak posto. Ostala energija koja se ne pretvori u električnu uglavnom se pretvara u toplinsku i na taj način grije ćeliju. Općenito porast teperature solarne ćelije utječe na smanjene korisnosti FN ćelije.

Vrste solarnih ćelija

Solarne ćelije se izvode kao silicijske ćelije (Si), galij arsenidne (GaAs), kadmij telurijeve (CdTe) i bakar-inidum-diselenidne (CuInSe2). Najčešće upotrebljivane silicijske ćelije izvode se u više morfoloških oblika: monokristalne, polikristalne i amorfne.

• Monokristalne Si ćelije imaju relativno visoki stupanj iskoristivosti. Ovaj tip ćelije može pretvoriti 1000W/m2 sunčevog zračenja u 140W/m2 električne energije (iskoristivost 14%)

• Polikristalne Si ćelije imaju nešto manju iskoristivost od monokristalnih, ali im je zato proizvodnja ekonomski efikasnija. Ovaj tip ćelije može pretvoriti 1000W/m2 sunčeva zračenja u 130W/m2 električne energije (iskoristivost 13%).

• Amorfne Si ćelije imaju niske troškove proizvodnje, ali daleko manju iskoristivost. Koriste se u opremi gdje je potrebna mala snaga (satovi, đepna računala) ili kao element fasade. Ovaj tip ćelije može pretvoriti 1000W/m2 sunčevog zračenja u 50W/m2 električne energije (iskoristivost 5%).

Galij arsenidne (GaAs) ćelije su relativno neosjetljive na toplinu i zračenja u usporedbi sa Si ćelijama. Zbog visoke cijene koriste se u svemirskim programima i u sustavima s koncentriranim zračenjem gdje se štedi na ćelijama. Ovaj tip ćelije može pretvoriti 1000W/m2 sunčevog zračenja u 300W/m2 električne energije (iskoristivost 30%).

Kadmij telurijeve (CdTe) ćelije su pogodne za upotrebu u tankim PV modula zbog fizikalnih svojstava i jeftine tehnologije izrade. Usprkos navedenim prednostima zbog kadmijeve otrovnosti i sumnje na kancerogenost nije u širokoj upotrebi. Ovaj tip ćelije može pretvoriti 1000W/m2 sunčevog zračenja u 160W/m2 električne energije (iskoristivost 16%)