Ipar

Intelligens vízmegoldások villámárvizek kivédésére

Amikor a víz egyszerre kevés és túl sok: az intelligens vízmegoldások segíthetnek megvédeni a magyar városokat az egyre gyakoribb villámárvizektől

Miközben a klímaváltozás hatására egyre nagyobb aggodalmat jelent a vízkészletek csökkenése és a szárazságok gyakoribbá válása, a hirtelen, intenzív esőzések veszélye is nő. Spanyolországban több helyütt is katasztrófát okozott a gyorsan lezúduló csapadék az elmúlt időszakban – több spanyol város a világ egyik vezető víztechnológiai vállalata, a Xylem megoldásaival épített ki védelmi rendszert a villámárvizek ellen. A korszerű technika szimulációval, lakossági figyelmeztetésekkel és más digitális megoldásokkal növeli a vízelvezető infrastruktúra hatékonyságát, nagyobb esélyt adva arra, hogy még az özönvízszerű esőzések se vezessenek végzetes katasztrófákhoz.

Az utóbbi években hazánk számos városában alakult ki olyan helyzet, amikor egy-egy felhőszakadás néhány óra alatt elárasztotta az utcákat, pincéket, aluljárókat. Ezek a villámárvizek nem a folyók áradásához kapcsolódnak, hanem a városi környezet sajátosságaihoz: a burkolt felszínekhez, a túlterhelt csatornarendszerekhez, a lejtős terephez és persze a hirtelen lehulló nagy mennyiségű csapadékhoz.

Egyre nagyobb terhelés alatt a városi vízelvezető rendszerek

Mindez pedig egyre gyakoribb: a klímaváltozás hatása Magyarországon nemcsak a több aszályban, a csökkenő csapadékmennyiségben, a felszín alatti készletek kimerülésében jelenik meg, de egyre több az extrém időjárási esemény, így a hirtelen lehulló, intenzív esőzés is. Bár a közműszolgáltatók és az önkormányzatok folyamatosan dolgoznak a problémák enyhítésén, a teljes infrastruktúra cseréje és felkészítése az új körülményekre sok helyen egyelőre nem reális lehetőség vagy lassú folyamat.

„A vízelvezető rendszerek többségét nem ilyen esőzésekre tervezték. Az, hogy 15–20 perc alatt akár havi csapadékmennyiség zúdul le, korábban nem volt jellemző, ma viszont ez egyre gyakoribb – mondja Gampel Tamás, a számos vízművel és vízügyi igazgatósággal is együtt dolgozó Xylem Water Solutions Hungary értékesítési vezetője. – Mivel a beruházási lehetőségek szűkösek, fontos olyan megoldásokat keresni, amelyek a meglévő rendszerek hatékonyságát javítják – és erre a digitális technológia kiváló megoldás lehet, mert gyorsan adaptálható, és költséghatékony .”

Ha előrre tudjuk hol lehet baj, könnyebb felkészülni

A digitális vízügyi előrejelző rendszerek az időjárási és vízállási adatok valós idejű gyűjtésén és elemzésén alapulnak. Ezek a rendszerek előre képesek jelezni, hol válnak túlterheltté a vízelvezető rendszerek, így időben lehetővé teszik a beavatkozást. Nemcsak az üzemeltetők, hanem akár a lakosság is értesítést kaphat – akár SMS-ben – vészhelyzet esetén, például ha egy adott térségben megnő az árvízveszély. A legfejlettebb rendszerek nemcsak adatokat szolgáltatnak, hanem konkrét intézkedéseket is elindítanak – például automatikusan lezárják a zsilipeket, aktiválják a szivattyúkat, és riasztást küldenek az érintett területre.

„Sajnos azt nem jelenthetjük ki, hogy képesek vagyunk a digitális technológiával megakadályozni a villámárvizeket, de azt igen, hogy ezek az innovációk nagyon sokat segíthetnek, hogy jobban felkészüljünk az ilyen veszélyes helyzetekre, és kevesebb esélyt adjunk a katasztrófát okozó áradásoknak”

– mondja Gampel Tamás.

A szakember két konkrét példát is említ.

Spanyolországban az Ebro folyó vízgyűjtő területén a vízügyi hatóság egy olyan digitális platformot vezetett be (Xylem Vue néven), amely képes az időjárási előrejelzések, vízállásadatok és területi modellek alapján előre jelezni az árhullámokat. A rendszer folyamatosan fejlődik: gépi tanulás segítségével egyre pontosabban képes előre jelezni a veszélyes helyzeteket, miközben a kezelők valós időben látják, hol kell beavatkozni. A platform lakossági figyelmeztetések küldésére is alkalmas, és segíti a víztározók, duzzasztóművek vezérlését. Egy ilyen rendszer az előrejelzési időtartamot 2 óráról akár 15 napra is kiterjeszti – értékes időt biztosítva a folyami és városi árvizekre való felkészüléshez egyaránt.
Egy másik példa a Földközi-tenger partján fekvő Calpe városa, ahol a természeti adottságok – lejtős fekvés, gyorsan elönthető utcák – miatt különösen nehéz kezelni a hirtelen lezúduló csapadékot. Itt a városi szennyvízhálózatot digitálisan modellezték (digitális iker technológia), így már nemcsak utólag tudnak reagálni egy esőzés következményeire, hanem szimulálhatják, hogy fog viselkedni a rendszer egy-egy csapadékhullás során. Ennek köszönhetően Calpe már a fejlesztés utáni első évben 26 alkalommal tudott időben figyelmeztetést kiadni, ami jelentősen csökkentette az okozott károk súlyosságát.

Kockázatok és lehetőségek Magyarországon

Magyarországon is számos olyan város van, ahol a domborzati viszonyok és az urbanizáció mértéke miatt fokozott a villámárvizek kockázata, miközben a folyami árvizek veszélye továbbra is jelen van. Többek között Miskolcon, Egerben vagy Budapesten is visszatérő problémát jelentenek az elöntött utak és pincék egy-egy heves zivatar után, és időről időre a dunai és tiszai árhullámok is visszatérnek.

„A vízbiztonság ma már nemcsak a klasszikus árvízvédelmi beruházásokat és intézkedéseket jelenti. A városi környezetben ugyanolyan fontos a csapadékvíz hatékony kezelése, mint a folyók árhullámainak kontrollja – hangsúlyozza a Xylem szakértője. – A digitális előrejelző rendszerek bevezetése már rövid távon is látványos eredményeket hozhat mindkét tekintetben, mivel a döntéshozók pontosabb képet kaphatnak az aktuális vízmozgásról, a csatornák terheltségéről, és még időben léphetnek. A technológia alkalmazása ráadásul nem igényel teljes hálózatcserét, így költséghatékony megoldás lehet.”

Gampel Tamás kiemelte: „A klímaváltozás kettős kihívás elé állítja Magyarországot is: a vízhiány és a hirtelen vízbőség problémája egyszerre jelentkezik. A fejlett víztechnológiával tudunk alkalmazkodni a klímaváltozás olyan hatásaihoz, mint a városi villámárvizek jelensége.”

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Related Topics:árvíz intelligens védelem xylem

Up Next

Kiemelkedő nemzetközi siker az inváziós ázsiai lódarázs kutatásában a MATE-n

Don't Miss

Még egyszerűbb lesz a fejlett MI-infrastruktúrák telepítése

Ipar

Szilárdtest-transzformátor jöhet az AI-adatközpontok energiaéhségének csillapítására

Az új fejlesztés magasabb hatékonyságot és egyszerűbb energiaelosztást kíván biztosítani az adatközpontoknak.

Előrejelzések szerint a mesterséges intelligencia (AI) feladatok ellátására használt adatközpontok száma 2030-ra 33 százalékkal nőni fog, 2028-ra pedig akár negyvenszeresére emelkedik az ilyen létesítmények energiaigénye. Továbbá a Nemzetközi Energiaügynökség előrejelzései szerint az adatközpontok globális villamosenergia-fogyasztása összesen megközelítheti a 945 terawattórát, ami Magyarország jelenlegi átlagos éves áramfogyasztásának húszszorosát jelenti. Emiatt egyre nagyobb az igény a skálázható, nagy hatékonyságú villamosenergia-elosztási rendszerek iránt.

E változó igényekre adhat választ az egyenáramú (DC) energiaelosztási rendszerek elterjedése. A villamosenergia-fogyasztók többsége több mint száz éve elsősorban váltakozó áramra (AC) épül. A mai, decentralizált hálózati rendszerben viszont az új energetikai és digitális infrastruktúrák közül egyre több (például AI-adatközpontok, napelemes rendszerek, energiatárolók, villámtöltők vagy bizonyos ipari elektronikai fogyasztók) eleve egyenáramot igényelnek. Amíg ezek az eszközök hagyományos AC-hálózaton keresztül működnek, az energiát át kell alakítani, ami veszteségekkel, nagyobb hőtermeléssel és rendszerkomplexitással jár.

Itt kíván előrelépést hozni a Siemens és a Reinhausen együttműködése. A két vállalat egy olyan szilárdtest-transzformátort (SST) fejleszt, amely középfeszültségű, akár 36 kV-os hálózati feszültségről is képes stabil 800 V egyenáramú kimenetet biztosítani. Az új megoldás így megbízhatóbbá teheti a nagy teljesítménysűrűségű adatközpontok energiaellátását.

Az ilyen moduláris felépítésű SST-k egyik legnagyobb előnye, hogy csökkentik a közbenső átalakítási lépéseket, ezáltal mérséklik a veszteségeket, miközben a hely- és infrastruktúraigényük is alacsonyabb. A robusztus rendszerarchitektúra emellett növeli a rendelkezésre állást, ami különösen fontos az AI-adatközpontok ingadozó terhelései mellett.

A Reinhausen a teljesítménytranszformátorok feszültségszabályozási technológiájának világelső gyártója, évtizedes tapasztalattal rendelkezik az energiaminőség és a hálózati stabilitás területén. A vállalat emellett kiterjedt szaktudást halmozott fel a középfeszültségű teljesítményelektronika és a kapcsolódó komponensek terén is, amelyek a modern SST-architektúrák szívét képezik.

A Siemens mély szakértelmet ötvöz a teljesítményelektronika, az elektromos energiaellátási megoldások, a hálózatvédelmi és automatizálási rendszerek, valamint a digitalizáció területén. Az SST-k telepítése során a Siemens a hálózati integráció, az energiaátalakítás, a védelem és a vezérlés terén szerzett képességeit alkalmazza, hogy a következő generációs energiarendszereket biztosítsa az AI adatközpontok számára.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Ipar

Tovább növeli az áramellátás biztonságát a Schneider Electric

Egyszerűen telepíthető, különböző környezetekben is hatékonyan működik és lehetőséget nyújt a távoli felügyeletre és irányításra is – többek között ezt kínálja a Schneider Electric új, háromfázisú szünetmentes tápegysége, az Easy UPS 3S Pro.

A kritikus infrastruktúrákat üzemeltető vállalkozások számára megbízható és költséghatékony megoldást jelentő berendezés már elérhető az összes IEC-piacon, beleértve Európát, a Közel-Keletet és Afrikát is.

A Schneider Electric, a világ egyik vezető energiatechnológiai vállalata által most piacra dobott Easy UPS 3S Pro 10–40 kVA teljesítménytartományban kapható, és mind belső, mind külső akkumulátor-konfigurációkat támogat. A berendezést úgy tervezték, hogy biztosítsa az üzletmenet-folytonosságot a kis- és közepes méretű adatközpontokban, kereskedelmi épületekben, egészségügyi intézményekben, a gyártás, távközlési infrastruktúrákban és még a közlekedésben is.

A Schneider Electric bevált Easy UPS termékcsaládjára építve az Easy UPS 3S Pro ötvözi a robusztus elektromos teljesítményt az egyszerű telepítéssel, üzemeltetéssel és karbantarthatósággal, mindezt kompakt és könnyű kivitelben. A megoldás kettős átalakítási üzemmódban 96% feletti, ECO üzemmódban pedig akár 99%-os hatékonysági szintet biztosít, így az ügyfelek csökkenthetik az energiafogyasztást, miközben a kritikus infrastruktúráik számára továbbra is rugalmas áramellátást biztosítanak.

„A mai vállalkozásoknak olyan rugalmas és hatékony áramellátási megoldásokra van szükségük, amelyek egyszerűen telepíthetők és kezelhetők. Az Easy UPS 3S Pro-t úgy tervezték, hogy biztosítsa az üzletmenet-folytonosságot ötvözve a megbízható áramellátást, egyszerű telepítést és integrált felügyeleti funkciókat. Mindezt egy rendkívül költséghatékony csomag teszi elérhetővé mind az ügyfelek, mind a forgalmazói partnerek számára”

– mondta el Polóny Tibor, a Schneider Electric „Secure Power & Cooling” üzletágának hazai vezetője.

Egyszerű telepítés és működési hatékonyság

A kivitelezők, a telepítést végzők és a forgalmazók igényeinek figyelembevételével tervezett Easy UPS 3S Pro kompakt méretekkel, könnyű szerkezettel és beépített megszakítókkal rendelkezik, amelyek leegyszerűsítik a telepítési és üzembe helyezési folyamatokat. Az Easy Loop tesztfunkció lehetővé teszi az UPS teljesítményének ellenőrzését speciális tesztberendezés használata nélkül, míg a szervizelésre szolgáló elülső, oldalsó és hátsó hozzáférési pontok megkönnyítik a folyamatos karbantartást.

Az új megoldás továbbfejlesztett ember-gép interfésszel, széles üzemi hőmérsékleti tartománnyal, beépített porszűrőkkel és védőbevonattal rendelkezik, hogy rugalmas működést biztosítson a legkülönbözőbb telepítési környezetekben. Az Easy UPS 3S Pro lehetőséget kínál a párhuzamos üzemmódra a kapacitásbővítés vagy az N+1 redundancia érdekében, valamint megosztott akkumulátor-konfigurációkat is támogat az infrastruktúra-költségek optimalizálása érdekében.

Továbbfejlesztett átláthatóság, felügyelet és kiberbiztonság

A Easy UPS 3S Pro beépített hálózati menedzsmentkártyával rendelkezik, amely lehetővé teszi a távoli felügyeletet és irányítást a Schneider Electric EcoStruxure™ IT szoftvercsomagján keresztül, valamint az épületirányítási rendszerekkel való integrációt a BACnet protokoll támogatásának köszönhetően. A felhasználók felhőalapú és helyszíni felügyeleti eszközöket egyaránt igénybe vehetnek az adott infrastruktúra teljesítményének jobb követése érdekében, ami hozzájárul az üzemidő és az üzemeltetési rugalmasság javításához.

A folyamatosan változó kiberbiztonsági követelményeknek való megfelelés érdekében a Secure Network Management Card rendszer az IEC 62443-4-2 szabvány szerinti független tanúsítvánnyal rendelkezik, ami segít a szervezeteknek, hogy csökkentsék a kiberbiztonsági fenyegetéseknek való kitettségüket, miközben biztosítja, hogy a csatlakoztatott infrastruktúra-rendszerek megfeleljenek a jogszabályi előírásoknak.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Ipar

Úttörő elemzést készített a Schneider Electric a 800 VDC-s adatközponti architektúráról

A mesterséges intelligencia alkalmazások kiszolgálására létrehozott adatközpontokban gyorsan terjedő, 800 VDC-s áramellátási architektúra biztonságos kialakításához és működtetéséhez nyújt segítséget a Schneider Electric új, az ívzárlati kockázatokat vizsgáló elemzése.

A tanulmány egyik legfontosabb eredménye, hogy az ilyen rendszerekkel kapcsolatos kockázatok a tipikus AC-rendszerekével összehasonlítható mértékűre csökkenthetők.

A Schneider Electric, a világ egyik vezető energiatechnológiai vállalata által készített elemzés során az extrém nagy méretű (hyperscale) adatközpontokat működtető szolgáltatók tervezési mintái alapján két, különböző konfigurációjú 800 VDC-s architektúrát hasonlítottak össze. Az eredmények azt mutatják, hogy az ívzárlat következményei nagymértékben függenek az architektúrától, a kondenzátorok elhelyezkedésétől és a hibaelhárítási gyakorlattól.

Az elemzés egyik legfontosabb eredménye, hogy még a legszigorúbb forgatókönyv mellett is kezelhető az ívzárlat kockázata a 800 VDC-s rendszerekben, és sok esetben ez a kockázat a tipikus AC (váltakozó áramú) rendszerekével összehasonlítható mértékűre csökkenthető. Ezenfelül a fejlett szoftverek és a digitális ikrek segítségével végzett pontosabb modellezés hozzájárulhat az ívzárlat kockázatának megbízhatóbb meghatározásához.

A Schneider Electric által kiadott elemzés azért különösen aktuális, mert a 800 VDC-s architektúrákat egyre szélesebb körben alkalmazzák a mesterséges intelligencia (MI) támogatására szolgáló adatközpontokban a nagyobb teljesítménysűrűségű rackek kiszolgálására. Az NVIDIA vezetésével és a Schneider Electrichez hasonló energiatechnológiai partnerek közreműködésével megvalósuló átállás a 800 VDC-s adatközponti tápellátási infrastruktúrára lehetővé teszi majd, hogy a nagyméretű adatközpontokban és az MI-gyárakban* 400 kW-os és annál nagyobb teljesítményű IT-rackeket alakítsanak ki.

A 800 VDC-s elosztás a megawatt-nagyságrendű rackek hatékony áramellátásának gyakorlati megoldásaként jelent meg. Ugyanakkor a magasabb elektromos feszültség miatt szükséges az esetleges hibalehetőségek, a védelem és a biztonságos munkavégzési gyakorlatok átfogóbb megértése.

„A 800 VDC-s áramelosztás komoly változást jelent az adatközpontok tervezésében, ugyanakkor olyan biztonsági szempontokat is felvet, amelyeket alaposan meg kell vizsgálni. A világ vezető, extrém nagy méretű adatközpontokat üzemeltető vállalataival megvalósult együttműködésünk révén az elsők között biztosítunk gyakorlati keretrendszert az ívzárlat jelentette kockázatok értékeléséhez a mérnökök és a biztonsági szakemberek számára, amely strukturált megközelítést nyújt a hibajelenségek megértéséhez, a biztonságos munkavégzési gyakorlatok kialakításához és a hatékony védelmi rendszerek tervezéséhez. Célunk, hogy segítsük az iparágat abban, hogy magabiztosan és biztonságosan váltson át a magasabb feszültségű architektúrákra”

– mondta el Manish Kumar, a Schneider Electric „Secure Power & Data Centers” területért felelős ügyvezető alelnöke.

Az ívzárlat-elemzés már bevett gyakorlat az AC adatközpontokban, de jelenleg nincs iparági szabvány vagy iránymutatás arra vonatkozóan, hogy a 800 VDC-s rendszerek esetében milyen elektromos veszélyekkel szembesülhetnek az üzemeltetést végzők. A Schneider Electric tanulmánya az ívzárlat jelentette kockázatok értékelése és kezelése mellett abból a szempontból is kiemelkedően fontos, hogy a 800 VDC-s architektúrák a meglévő áramellátó rendszerekhez hasonló biztonsági szintet érjenek el. Bebizonyosodott, hogy a jelenlegi szabványok túlbecsülik az ívzárlat-kockázatot, míg a fejlett szoftverek és a digitális ikrek pontosabban modellezik azt.

Két különböző 800 VDC-s architektúra értékelése

A Schneider Electric az első gyakorlati ívzárlati elemzést készítette el rackszintű, valamint létesítményszintű 800 VDC-s architektúrákról, lefedve a területen kialakuló főbb megvalósítási irányokat. A tanulmány értékeli a szabványokon alapuló módszereket, a szimulációt és a rendszerszintű modellezést. Az eredmények azt mutatják, hogy a meglévő ívzárlat-keretrendszerek alkalmazhatók a 800 VDC-s rendszerekre, ha azokat az architektúrát és az időtényezőt is figyelembe vevő módon használják, emellett kiderült az is, hogy a tervezési döntések hatással vannak az eredményekre.

Rackszintű 800 VDC-s architektúrák: A konzervatív módszerek és forgatókönyvek alkalmazásával kapott eredmények azt mutatták, hogy az incidensenergia (villamos íváramütési energia) jóval az egyéni védőfelszerelések (PPE) esetében elfogadott 1,2 cal/cm²-es referenciaérték alatt maradt, még védelmi eszközök nélkül is.
Központosított 800 VDC-s architektúrák: A létesítményi szintű esettanulmány azt mutatja, hogy a rackszintű tervezésekhez képest valamivel nagyobb incidensenergia alakulhat ki, ha egy konzervatív, kevésbé reális, túláramvédelem nélküli architektúrát veszünk figyelembe. Az elemzés a rendszer topológiájának hatását is értékeli, és bemutatja, hogy a fordított blokkoló diódák előtti, valamint az azok utáni hibahelyek hogyan befolyásolják a visszatáplálást, a csúcsáramot és az ívzárlattal kapcsolatos eredményeket. Ha a hiba hatását szabványos védelmi eszközökkel időben korlátozzák, az ívzárlat energiája a munkakörnyezetekhez megfelelő szintre csökken, és általában összhangba kerül a szokásos váltakozó áramú architektúrákkal.

A kutatás azt is megállapította, hogy:

A tranziens viselkedés fontos: A 800 VDC-s rendszerekben az ívzárlatot az időfüggő hibák idézik elő, és az esemény első milliszekundumaiban a kondenzátor-kisülés dominál.
A szimuláció javítja a pontosságot: Az üzemeltetők jelentősen csökkenthetik az ívzárlat kockázatát, ha védelmi stratégiájukat fejlett szoftverekkel és digitális ikrekkel, például az ETAP-pal támasztják alá.
A tervezési döntések csökkentik a kockázatot: Az ívzárlat következményei az architektúrától és a rendszerkonfigurációtól függenek, nem csupán az egyenáramú elosztástól. A kondenzátorok elhelyezkedése, a visszaáram-gátló eszközök és a milliszekundum-szintű védelem kulcsfontosságú tényezők a biztonságos 800 VDC-s telepítésekhez.

„Az ipari szabványok továbbra is elengedhetetlenek az ívzárlat és az elektromos biztonság szempontjából, de a hagyományos módszerek túlságosan konzervatívak lehetnek, mivel nem tükrözik teljes mértékben az összetett egyenáramú rendszerek működését. A valós kockázat megértéséhez a mérnököknek értékelniük kell a rendszer topológiáját, a hibajelenségethiba jellegét, a védelmi koordinációt, a konverter reakcióját, a kapcsolási logikát és az aktív védelmi rendszereket. Az ETAP lehetővé teszi az üzemeltetést végzők üzemeltetők számára, hogy a 800 VDC-s rendszereket működés közben modellezzék és validálják, elősegítve ezzel az átállást a konzervatív feltételezésekről a pontosabb, mesterséges intelligenciával kiegészített, fizikai modelleken alapuló biztonsági és üzemeltetési döntésekre”

– hangsúlyozta Tanuj Khandelwal, az ETAP vezérigazgatója.

Az elemzés eredményei már elérhetők a „DC Arc Flash Analysis: A Practical Study on 800 VDC in Data Centers” című fehér könyvben.

*Az MI-gyár egy speciális számítástechnikai infrastruktúra, amelyet arra terveztek, hogy az adatokból értéket teremtsen a mesterséges intelligencia teljes életciklusának kezelésével.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!