LED és a kisméretű, nagy kapacitású (ultrakondenzátoros) tápforrás meg a "drót nélküli", önjavító állapot-ellenőrző hálózat összessége egyenlő a felhasználóbarát, költséghatékony, egyszerűen telepíthető, minimális karbantartást igénylő tartalékvilágítási rendszerrel.

A jó tartalékvilágítástól pontosan azt várjuk el, mint a jó világítási rendszerektől általában: adjon megfelelő nagyságú és lehetőleg olcsó fényt, legyen hosszú az élettartama és általában kicsi a karbantartási igénye. A világítási áramkör kiépítése legyen egyszerű, módosítható, bővíthető, ugyanakkor - és ez különösen a tartalékvilágításra igaz - legyen különösen megbízható és az áramkör moduljainak állapota könnyen figyelemmel kísérhető. E szempontok mindegyikét egyszerre érvényesíteni nem könnyű feladat. Jóllehet a nagy lámpatestgyártók szinte mindegyikének szerepel a kínálatában tartalékvilágítás, vannak olyan cégek, amelyek kimondottan e szakterületre specializálódtak. Közéjük tartozik a finn Teknoware Oy, amelynek Aalto (finnül: hullám) Control névre keresztelt felügyeleti rendszere és a hálózatba épített Escap tartalékvilágítási lámpatestei a felsorolt kívánalmaknak maradéktalanul megfelelnek.

A tápforrás

A tartalékvilágítás biztosításához külön (tartalék) áramforrásokra van szükség. Ezek általában ólom vagy nikkel-kadmium akkumulátorok, amelyeket vagy egyetlen központi helyre, vagy minden lámpatestbe külön-külön szerelnek be. Mindkét megoldásnak vannak előnyei és hátrányai is. A központi akkumulátortelepek ellenőrzése és karbantartása egyszerűbb, ugyanakkor a tápáramot minden lámpatesthez el kell vezetni. Erre a költséges plusz kábelezésre az egyedi akkumulátoros rendszereknél nincs szükség, itt viszont - főleg nagy területek esetén - a lámpatestek ellenőrzése és karbantartása jelenthet problémát. Az élettartam mindkét rendszernél fontos szerepet játszik. Az akkumulátor ugyanis folyamatosan öregszik és veszít kapacitásából, még akkor is, ha nem használják. A kedvezőtlen hőmérséklet viszonyok még tovább gyorsítják az öregedési folyamatot. Ezért - noha a jó minőségű akkumulátorok 15-20 Celsius-fokos üzemi hőmérséklet esetén akár a 10 éves élettartamot is elérhetik - lámpatestekbe szerelve, az ott uralkodó magasabb hőmérsékletek miatt, négy év alatt is tönkremehetnek.

Ultrakondenzátorok

A megoldás kézenfekvő: csökkenteni kell az áramfelvételt és/vagy növelni a tápforrás terhelhetőségét. A példaként tekintett rendszer mindkét lehetőséget kiaknázza. Fényforrásként LED-eket, áramforrásként pedig úgynevezett ultravagy szuperkondenzátorokat használ. Ez utóbbit üzemanyagcella-kutatásuk véletlen melléktermékeként, 1966-ban szabadalmaztatták a Standard Oil mérnökei. Elsődleges felhasználási területe kétségtelen az autóipar, hiszen a hibrid- vagy teljesen villamos autók legkritikusabb alkatrészét, az akkumulátort válthatja fel. Az ultrakondenzátor ugyanolyan méretek mellett akár nagyobb teljesítményre is képes, órák helyett másodpercek alatt feltölthető és extrém hőmérsékleteken is jól működik. Lényege, hogy a hagyományos elektrolit kondenzátorok fegyverzetét aktív szénnel bevonva és megfelelő elektrolitba helyezve a kondenzátor kapacitása sokszorosára növelhető. Az elektromos mező formájában tárolt energia a hagyományos akkumulátor kémiai alapú energiatárolásával szemben sok előnnyel jár. Nincsenek mozgó alkatrészek, a kisütés és feltöltés folyamata teljesen visszafordítható (reverzíbilis), és akár 500 ezer alkalommal is elvégezhető. Az aktív szén a nagy kapacitás eléréséhez szükséges: rendkívül nagy felületet képez, és az ellentétes töltéshordozók a lehető legközelebb kerülnek egymáshoz. A kapacitás növelése érdekében a fémelektródákra merőlegesen növesztett szén-nanocső kísérletekről is lehet már kutatási jelentéseket olvasni.

Feszültségproblémák

Az ultrakondenzátorok tartalék áramforrásként való alkalmazása során néhány különleges kihívással kell megbirkózni. Az ólomakkumulátoroknál a kimenő feszültség a kisütés alatt körül belül 20 százalékkal csökken, NiCd-akkumulátoroknál még nagyobb mértékben. Ezt a feszültségcsökkenést viszonylag könnyen lehet elektronikusan szabályozni. Kondenzátorok esetén a kimenő feszültség lineárisan csökken a kondenzátorban tárolt töltés csökkenésével. Ahhoz tehát, hogy a lehető legtöbb tárolt töltésmennyiséget hasznosítani lehessen, feszültségnövelő kapcsolóáramkört kell használni, amelynek igen alacsony (5-10 százalék) feszültségtartományban is működőképesnek, emellett jó (95 százalék) hatásfokúnak, hosszú élettartamúnak és nagy megbízhatóságúnak kell lennie. A Teknoware már 1998-ban kifejlesztett ultrakondenzátorral működő tartalékvilágítást. Most olyan egyedi akkumulátoros rendszerrel van jelen a piacon, amely állítása szerint legalább tíz évig karbantartásmentes marad - köszönhetően a legújabb technológiájú nagy teljesítményű LED-eknek. Ultrakondenzátorai becsült élettartama folyamatos üzemelés esetén 12 év. Nem véletlen, hogy a cég az Escap lámpatesteibe szerelt fényforrásokra és kondenzátorokra 10 éves garanciát vállal. Az ultrakondenzátoroknak a fentieken kívül különleges előnye széles üzemi hőmérséklet-tartományukban rejlik. Az akkumulátoroktól eltérően töltésük nem csökken jelentősen a hőmérséklet növekedésével: hibamentesen üzemelnek -25 és +70 °C között. Ugyanakkor a LED-ek paraméterei erősen hőmérsékletfüggőek, ezért hűtésükről a lámpatest megfelelő kialakításával kell gondoskodni.

Vezeték nélküli felügyelet

A tartalékvilágítási lámpatestek funkcionális megbízhatóságával szemben jóval szigorúbbak a követelmények, mint normál világítások esetén. Ennek eléréséhez nagyobb megbízhatóságú és nagyobb hőmérsékleteken is üzemképes lámpatestekre és kábelekre van szükség. A hatályos 9/2008 (II. 22.) OTSZ rendelet előírja a biztonsági világítási lámpatestek rendszeres, heti próbával igazolt ellenőrzését, beleértve a tartalék áramforrások élettartamának tesztelését is. A funkcióképesség ellenőrzése adott távolságból hagyományosan szemrevételezéssel is történhet, ekkor azonban a tartalék áramforrás kapacitásának ellenőrzése elmarad. Az egyedi tartalék áramforrásos rendszerek monitorozásához általában külön kábelezésre van szükség. Az Aalto Control rendszer ezen segít: vezetékes kommunikációs csatorna kiépítése nélkül kényelmes, automatikus és hatékony felügyeletet tesz lehetővé egy vagy akár több épület esetén is. Minden olyan helyen előnyösen alkalmazható tehát, ahol a tartalékvilágítási rendszer telepítését bontás vagy a vezetékhálózat módosítása nélkül kell elvégezni. A lámpatestek és a felügyeleti központ közötti kommunikáció 2,4 GHz-es rádiófrekvencia tartományban történik (táblázat). A rendszer a legfrissebb rádiós IEEE 802.15.4-2003/Zigbee-szabványt alkalmazza. A telepítésnél ügyelni kell a központ és az első lámpatest, illetve a lámpatestek közötti távolságra (beltéren legfeljebb 40 m, kültéren maximum 100 m). Minden lámpatest adóként és vevőként is működik egyben, ami a többi lámpatest elérhetőségét biztosítja. Ha valamelyik összeköttetésben zavar támad, a rendszer egy másik útvonalon tartalék összeköttetést épít ki. Egy ilyen komplex hálózat legnagyobb hatósugara 1200 m. A hálózat bármikor bővíthető vagy éppenséggel csökkenthető mindenféle költséges és időrabló karbantartási beavatkozás nélkül. A tervezéskor azonban figyelembe kell venni az épület falazatát is. Normál falak és ajtók esetében a jel terjedése zavartalan, de vasbeton falak vagy födémek esetén a jelterjedési távolság a felére csökkenhet. A szintek közötti adatátvitel biztosításához legjobb megoldás az, ha a lámpatesteket a szinteket összekötő lépcsők közelébe telepítik. A felügyeleti központ lehet fali vezérlőeszköz vagy személyi számítógép. A lámpatestek egy számítógépszoftver és egy antenna segítségével megkereshetők, címezhetők és állapotuk lekérdezhető. A szoftver alkalmas az adott épület alaprajzának importálására, így a lámpatestek könnyen bejelölhetők, ami többek között leegyszerűsíti az esetleges hibakeresést is.

■ STB.

Hozzászólások

Név *
Email
Code   

Küldés