évfolyam. A magyar elektrotechnikai egyesület hivatalos lapja Alapítva: 1908

A magyar elektrotechnikai egyesület hivatalos lapja

Alapítva: 1908

58. MEE Vándorgyűlés, Konferencia és Kiállítás 2011. 09. 14-16. Szeged, Hotel Forrás Kiemelt téma: A LED LED: a jövő egyik fényforrása Miért világítanak a LED-ek? LED-ek stabilitása AC LED-ek termikus impedanciájának mérése Szolnoki Tiszavirág híd dísz- és funkcionális világítása Fiataloknak fiatalokról FAM Bizottság állásfoglalása A kormány elfogadta a Nemzeti Energiastratégiát

104. évfolyam

2 0 1 1 /07-08

www.mee.hu

Tartalomjegyzék 2011/07-08

CONTENTS 07-08/2011

Hiezl József: Beköszöntő ............................................................. 4

József Hiezli: Greetings

Kiemelt téma. A LED . .................................................................. 5

Emphasised topic: LED

Felelős kiadó: Kovács András Főszerkesztő: Tóth Péterné

Nagy János: LED: a jövő egyik fényforrása ............................. 5

János Nagy: LED; the light source of the future

Dr. Borsányi János: Miért világítanak a LED-ek? ................. 7

Dr. János Borsányi: Why do the LEDs give light?

Szerkesztőbizottság elnöke: Dr. Bencze János

Rakovics Vilmos: LED-ek stabilitása ........................................ 9

Vilmos Rakovics: Stability of LED’s

Temesvölgyi Tamás – Farkas Gábor – Poppe András: AC LED-ek termikus impedanciájának mérése ....................... 12

Tamás Temesvölgyi – Gábor Farkas – András Poppe: Measurement of Thermal Impedance of AC LED’s

Kerekes Béla: Szolnoki Tiszavirág híd dísz- és funkcionális világítása ........ 17

Béla Kerekes: Decorating and functional lighting of the bridge „Tiszavirág (Day-fly)” in Szolnok

FIATALOKNAK FIATALOKRÓL

TO THE YOUNG GENERATION FROM THE YOUNG PEOPLE

Faragó Dániel: Kerékpár biztonsági világítás ....................... 20

Péter Dávid: Safety lighting of bicycle

Bleuer Csaba: Az emberi szem tehetlenségét kihasználó kijelzők ................ 21

Csaba Bleuer: Score boards utilise the inertness of the human eye

Tomor Endre – Korpavári Bence: Fényjáték a diódával:Térbeli LED kocka .................................... 22

Endre Tomor – Bence Korpavári: Play with the light by diodes: Stereoscopic LED cube

Tagok: Dr. Benkó Balázs, Dr. Berta István, Dervarics Attila, Günthner Attila, Hatvani György, Dr. Horváth Tibor, Dr. Jeszenszky Sándor, Kovács András, Dr. Madarász György, Orlay Imre, Schachinger Tamás, Dr. Vajk István, Dr. Varjú György, Vinkovits András Szerkesztőségi titkár: Szelenszky Anna Témafelelősök: Technikatörténet: Dr. Antal Ildikó Hírek, Lapszemle: Dr. Bencze János Villamos fogyasztóberendezések: Dési Albert Automatizálás és számítástechnika: Farkas András Villamos energia: Horváth Zoltán Villamos gépek: Jakabfalvy Gyula Világítástechnika: Némethné Dr. Vidovszky Ágnes Szabványosítás: Somorjai Lajos Szakmai jog: Arató Csaba Oktatás: Dr. Szandtner Károly Lapszemle: Szepessy Sándor Tudósítók: Arany László, Horváth Zoltán, Kovács Gábor, Köles Zoltán, Lieli György, Tringer Ágoston, Úr Zsolt Korrektor: Tóth-Berta Anikó Grafika: Kőszegi Zsolt Nyomda: Innovariant Nyomdaipari Kft. Szeged Szerkesztőség és kiadó: 1075, Budapest, Madách Imre u. 5. III. e. Telephely: 1075, Budapest, Madách Imre u. 5. III. e. Telefon: 788-0520 Telefax: 353-4069 E-mail: [email protected] Honlap: www.mee.hu Kiadja és terjeszti: Magyar Elektrotechnikai Egyesület Adóigazgatási szám: 19815754-2-42 Előfizethető: A Magyar Elektrotechnikai Egyesületnél Előfizetési díj egész évre: 6 000 Ft + ÁFA Kéziratokat nem őrzünk meg, és nem küldünk vissza. A szerkesztőség a hirdetések, és a PR-cikkek tartalmáért felelősséget nem vállal. Index: 25 205 HUISSN: 0367-0708

Hirdetőink / Advertisers

Hungária Kft. · Enersys · energoexpo + Gyr ag · Landis obo bettermann · Schneider Electrickft.Kft. ·

Volz Günther: LED – a hatékony világítás . ............................ 23

Günther Volz: LED – the efficient lighting

Némethné dr. Vidovszky Ágnes: Hatékony világítás LED-ekkel ...................................................... 25

Mrs. Németh dr. Ágnes Vidovszky: Efficient lighting by LEDs

BIZTONSÁGTECHNIKA

SAFETY OF ELECTRICITY

Kádár Aba – Dr. Novothny Ferenc – Arató Csaba: Az Érintésvédelmi Munkabizottság ülése 2011.06.01. . ........ 28

Aba Kádár – Dr. Ferenc Novothny – Csaba Arató: Meeting of the Committee of Protection against Electric Shock, held on 01.06.2011

FAM Bizottság állásfoglalása ...................................................... 29

Standpoint of the FAM (Working Under Voltage) Committee

SZAKMAI ELŐÍRÁSOK

PROFESSIONAL REGULATIONS

Arató Csaba: MEE Jogszabályfigyelő 2011/3 - Új jogszabályok ................. 30

Csaba Arató: Law observerer 3/2011 - New decrees

HÍREK

NEWS

Dr. Bencze János: Energetikai hírek a világból ..................... 31

Dr. János Bencze: News from the world of Energetic

Dr. Bencze János: A kormány elfogadta a Nemzeti Energiastratégiát ............................................................................ 31

Dr. János Bencze: The Government accepted the National Energy Strategy

Peredi Ágnes: Gönyűn átadták a legnagyobb hatásfokú hazai erőművet ........................................................... 32

Ágnes Peredi: Power plant with the best efficiency was put in operation at Gönyű

Tóth Éva: Az MVM Energia 2.0 programja . ............................. 33

Éva Tóth: The Energy 2.0 program of MVM

Makai Zoltán: Ipartörténeti kiállítás Nagyváradon . ........... 34

Zoltán Makai: Exhibition of industrial history in Nagyvárad

Dr. Gyulai József: Alapítvány a műszaki szellemi alkotásért ............................... 35

Dr. József Gyulai: Fondation for technical intellectual creation

Szakál Anikó: Lamár Krisztián az IEEE senior tag lett ..................................... 27

Anikó Szakál: Krisztián Lamár has been elected to the grade of Senior Member of IEEE

EGYESÜLETI ÉLET

SOCIETY ACTIVITIES

Nagy János: Mivel, hogyan, mennyiért világítsunk? . .......... 37

János Nagy: By what, how and at what price should we light?

Horváth Zoltán: Villamos Energetikai Szakember Találkozó 2011 ................... 38

Zoltán Horváth: Meeting of the experts of Electrical Energetic in the year 2011

Lieli György: 15 éves a VEIKI-VNL Villamos Nagylaboratóriumok Kft. ............................................................. 39

György Lieli: VEIKI-VNL Electrical High Power Laboratory Ltd. is 15 years old

Technikusavató ünnepség Nagykanizsán . .............................. 39

Celebration of Technician graduation in Nagykanizsa

Dr. Kádár Péter: Németországi szakmai látogatás a VDE támogatásával . .................................................................. 40

Dr. Péter Kádár: Professional visit in Germany by the support of VDE

Dr. Diósíné Samu Anna: Szakmai taulmányút Szlovákiába ............................................. 41

Mrs. dr. Diósi Anna Samu: Professional study trip to Slovakia

Arany László: Hírek Szegedről ................................................... 42

László Arany: News from Szeged

Günthner Attila: Megújult a MEE honlapja ........................... 43

Attila Günthner: MEE renew its home page

OLVASÓI LEVELEK . ......................................................................... 39

LETTER FROM OUR READERS

SZEMLE

REVIEW

Barcza Miklós: Mini atomerőművek előnyei ........................................................ 44

Miklós Barcza: Advantages of the „mini” size atomic power plants

Szepessy Sándor: On-shore és off-shore telepítésű szélerőművek védelme .................................................................. 45

Sándor Szepessy: The protection of the on-shore and off-shore wind power plants

Dr. Bencze János: Vízerőmű épül a Hármas-Körösön ............................................. 46

Dr. János Bencze: Hydroelectric power plant constructed on the river Hármas-Körös

PR cikkek: HUNYADI GROUP . .......................................................................... B/3 OMICRON .......................................................................................... 26 PHILIPS ............................................................................................... 6

PR articles: HUNYADI GROUP OMICRON PHILIPS

Tisztelt Olvasó! Kedves Tagtársak!

Kutatás + Fejlesztés + Innováció Három összefüggő téma, amely megmozgatta a jelentkezők fantáziáját, hiszen az egyetemi professzoroktól a szakma kiváló ismerőin és vezetőin keresztül mindenki igyekszik hozzátenni valamit a tudásából a konferencia sikeréhez. A nyolc plenáris, a hetvenkét szekció-előadás és a szakmai kiállítások garanciát adnak a témák átfogó megismerésére szakmánk teljes keresztmetszetében Szepessy Sándor 2006-ban fogalmazta meg: „Az egyesületnek olyan szintű szakmai tekintélyre kell szert tennie, amely minden fórumon biztosítja tagjai számára a bizalmat és megbecsülést”.

5 év után újra Szegeden Szeged, a napfény városa várja Önöket, írta 5 évvel ezelőtt Orlay Imre, akkori főtitkárunk az augusztusi Vándorgyűlés beköszöntőjében. Most, amikor e sorokat írom, napok óta folyamatosan esik az eső, a szabadtéri előadásokra jegyet váltók izgatottan kémlelik az eget, mi várható estére. Mi, a szervezők, a MEE Dél-Alföldi Déri Miksa Koordinációs Központ szervezői töretlen lendülettel és bizalommal készülünk szeptember 14-ére és az ezt követő napokra, hogy vendégül láthassuk egyesületünk azon tagjait, akik megtisztelnek bennünket bizalmukkal, és személyesen is részt tudnak venni a „napsütéses” Vándorgyűlésen.

A Magyar Elektrotechnikai Egyesület kiemelt támogatói:

Az előadások száma, várható minősége, az előadók szakmai tekintélye úgy vélem, biztosítja ezt a küldetést, és remélem újabb és újabb szakmai információkkal, új barátságokkal gazdagodva térhetünk majd haza. Addig is várunk minden kollégát, érdeklődőt szeptember 14-én.

Hiezl József MEE Dél – Alföldi Déri Miksa Koordinációs Központ elnöke

Kiemelt téma LED: a jövő egyik fényforrása Az izzólámpák kifejlesztését és üzemeltetését övezte valószínűleg akkora érdeklődés, mint napjainkban a világító diódákét. Kétségkívül, nagy szenzáció volt akkortájt újszerűsége miatt a villamos világítás. Manapság nem maga a világítás a szenzáció, hanem a technológia adta lehetőségekre és korlátokra kíváncsi a világ. Az idők során a világítástechnika fejlődésének motorja a fényforrásfejlesztés volt. Az új innovációk mindig a minőségi és gazdaságos világítás megvalósítását tűzték ki célul. Az egyik kollégám megfogalmazása szerint, napjainkban a világítástechnika olyan korszakváltás előtt áll, mint amikor a szekrényméretű, elektroncsöves Pacsirta rádiókat felváltották az első tranzisztoros zsebrádiók. Két szakma találkozik a LED-ekben: a gyengeáram és a világítástechnika. Mindegyiknek megvannak a szabályai, szabványai. Mindkettő önálló szakterület. Nem túl szerencsés, ha kellő tárgyi ismeretek hiányában, megalapozott tudás nélkül kezdjük el művelni a másik szakmát, amelyikhez nem értünk: a gyengeáramú szakember elkezd világítani, a világítástechnikai szakember áramköröket összeállítani. Szerencsésebb, ha tanulunk egymástól. Dolgozzunk együtt. A közös munka eredményesebb lesz, mint az önálló próbálkozások. Valamennyien tapasztaljuk, hogy a szilárdtest fényforrások alkalmazástechnikája új kihívások elébe állítja a világítástechnikával foglalkozó szakembereket, tervezőket és szerelőket egyaránt, mivel még nem áll rendelkezésünkre kellő mélységű szakirodalom és tapasztalat sem. Kétségkívül tudásunk nap mint nap gyarapszik, újabb és újabb tapasztalatokat szerzünk. Konzorciumok fejlesztik, mérik az új technikát, próbavilágításokat szerelnek fel, szakdolgozatok születnek a témában stb. Kétségkívül, a fehér LED-ek megjelenése jelentős pezsgést, aktivitást generált a világítástechnika területén. A szilárdtest fényforrások marketingje jelentős, mivel a LEDek új világítási lehetőségeket, megoldásokat kínálnak. Ám az is tény, hogy nem váltanak ki minden fényforrást, és nem lehet minden világítási feladatot megoldani velük. Valójában a jövő egyik fényforrása, amely napjainkban keresi a helyét, az alkalmazási területét. Ennek megfelelően nagy az elvárás a LED-ekkel szemben, energiatakarékossági szempontból is a gazdaság szereplői és a lakosság részéről egyaránt. Sajnos a LED-ek magukkal sodortak a világítástechnika területére számtalan olyan képzetlen próbálkozót, akik szakmai ismeretek hiányában az üzletet – csakis az üzletet – látják e fényforrásban. Okoznak is zavart a szakterületünkön, félrevezető, megtévesztő marketingszövegeikkel (lásd az interneten megjelenő hirdetéseket). De vajon szabad-e a paradicsomot zölden vagy féléretten mindenáron eladni, erőszakosan is széleskörűen elterjeszteni. Ehető ugyan, de még nem piros, még nem kellően zamatos. Érdemes pénzt kiadni érte? Valahogy így van a LED-del is, nap mint nap érik, de még nem tökéletes. Persze, szükség van pilot projektekre, hisz meg kell ismernünk az új technológiát, tapasztalnunk kell a lehetőségeket és a buktatókat, de széleskörűen felhasználni akár félrevezető információk árán is, nem helyes.

Elektrotechnika 2 0 1 1 / 0 7 - 0 8

5

A LED

Új berendezésekben mindenképpen érdemes az alkalmazás lehetőségét megvizsgálni, de régebbi világítási berendezések lecserélése még kétséges. Ezt erősíti meg a DOE (Amerikai Energiaügyi Minisztérium) erre vonatkozó friss jelentése is. A minőségi világításnak komoly követelményei vannak a vizuális komfortérzet szempontjából. Nem elég világítani egy LED-del, fényének meg kell felelnie a látási feltételeknek, és a szabvány előírásainak is jó, ha eleget tesz. Miért veszélyes a felelőtlen felhasználás? Talán azért, mert amire odáig fejlődik a LED, hogy valójában kielégít minden minőségi követelményt, addig az időközben szerzett rossz tapasztalatok miatt félő, hogy nem lesz vevő rá a piac. (Hasonló a helyzet, mint volt a fénycsövek esetében, amikor a zajos előtétek miatt a lakosság húzódozott a bevezetésétől, és még jó 40 évvel bevezetése után is hallani lehetett, csak fénycsövet ne, mert megfájdul a fejem tőle.) Márpedig a LED-technológia iszonyú ütemben fejlődik: 6-12 havonta megjelenik egy újabb generációja, egyre nagyobb fényhasznosítást érnek el, és a kibocsátott fény minősége is egyre jobb. Tehát a ma felszerelt berendezés rövidesen már elavultnak számít! A rendkívüli információéhség kielégítése céljából a MEE Világítástechnikai Társaság közösen az Óbudai Egyetem Kandó Kálmán Villamosmérnöki Karával immár két LED Konferenciát szervezett. A meghirdetett konferenciák célja a LED-ek és az alkalmazástechnikai lehetőségek megismertetése; a megvalósult világítási rendszerek bemutatása; a felhasználás jelenlegi korlátainak ismertetése; a fénytechnikai és műszaki jellemzők méréstechnikájának pontosítása; a színtani és termikus paraméterek tisztázása; valamennyi olyan téveszme eloszlatása, amelyet sokan szakmai ismeretek hiányában terjesztenek a LED-ekről. A nagy érdeklődésre való tekintettel ebben az évben Szegeden, Pécsett, Győrött és Miskolcon a MEE helyi szervezetei által szervezett „LED Szakmai Napon” a VTT ismertette a LED Konferencia legérdekesebb előadásait, azokat újabbakkal kibővítve. Remélem, az Elektrotechnika folyóirat olvasói számára is érdekesek lesznek az e lapszámban közölt írások. Talán nem kevésbé lesz érdekes a „Fiatalokról fiataloknak” szóló, ifjúság által készített LED-es cikkek, amelyek a MEE által meghírdetett „Hobbim az elektrotechnika” pályázatra érkezett munkákat ismertetik. Ugyancsak figyelemre méltó Günther Volz úrtól – a német társszervezet a VDE szóvivőjétől – érkezett cikke a hatékony LED világításról. Természetesen a LED is megtalálja a helyét a többi fényforrás mellett a világítástechnikában. Egy fényforrással szélesebb választék áll rendelkezésünkre berendezések tervezésekor. És még ki tudja hány új fénykeltési lehetőséget fedeznek fel a kutatók és fejlesztenek ki a jövőben? Majd azoknak is megtaláljuk a helyét, de csak körültekintő szakmai hozzáértéssel!

Nagy János MEE VTT elnöke

LED – a jövőbiztos megoldás(?) Edison izzólámpájának megjelenése óta nem tapasztaltunk olyan forradalmat a világítástechnikai piacon, mint amilyet a LED-ek megjelenése az általános világításban indított. A fejlődés üteme alapján a szakértők olyan jóslásokba bocsátkoznak, hogy 10 éven belül a LED-ek eladása a piacon már meghaladja az összes többi hagyományos technológia forgalmát. És itt nem csak a LED-es fényforrásokról beszélünk, hanem a LED-es lámpatestekről is - azaz egyszerűbben mondva a LED-technológiájú világító testekről. A LED-ek élettartama arányban áll a korábbi lámpatestek tervezett teljes élettartamával, így a jövőben nem teszünk majd különbséget lámpatest és fényforrás között – a LED-eknek köszönhetően kompakt, nagy teljesítményű, könnyen beszerelhető és gyakorlatilag karbantartásmentes integrált rendszerek adják majd az épületek, otthonok világítását. A hangsúly azonban a „jövőn” van – ahhoz, hogy a jelenleg piacon lévő termékek „jövőbiztos” mivoltát meg tudjuk állapítani, különbséget tudjunk tenni a jó és a kevésbé jó minőségű termékek között, illetve a fogyasztóknak hiteles információt tudjunk adni, tisztáznunk kell a LED-ekre specifikus tulajdonságokat, alkalmazásuk előnyeit és korlátait. Először is a legfontosabb, hogy ismerjük magát a technológiát, ismerjük a benne rejlő lehetőségeket, de az alkalmazhatóság korlátait is. Ha megnézzük a LED-ek fejlődését egy olyan görbén, ahol az idő függvényében ábrázoljuk a fényhasznosítás értékét, akkor látjuk a döbbenetes fejlődést – hatékonyságban a LED-ek már számos más, hagyományos világítási technológiát megelőztek. A megbízható működést garantáló LED-es termékek közül is azonban csak a legjobbak vannak ebben a pillanatban a 70 lm/W fényhasznosítás környékén, ami épp csak jobb, mint a kompakt fénycsövek fényhasznosítása, LED-es üzletvilágítás és még mindig elmarad a T8as fénycsövek 90 lm/W feletti fényhasznosításától (még a 80 lm/W-os rendszerhatékonyságától is), nem beszélve a 100 lm/W környéki T5-ös fénycsövekről, vagy az ennél is hatékonyabb nagynyomású kisülő csöves fényforrásokról. És a fényhasznosítás még csak az egyik tényező – ugyanilyen fontossággal bír a fényáram is: LED-ekkel ebben a pillanatban nehéz megoldani azokat a világítási feladatokat, amikor nagy fényáramcsomagra van szükség. Természetesen kompromisszumok árán sok minden megoldható, csak kérdés, hogy a vásárló tisztában van-e azok jövőbeni hatásaival. Ugyanis ugyanaz a LED-chip, kicsivel nagyobb árammal meghajtva képes nagyobb fényáramot is produkálni, azonban kis fényáramnyereséget is többszörösen megfizetünk az élettartamban és fényáramavulásban. A korábbi időszakban a világítástechnikát viszonylag kevés számú, erre az iparágra specializálódott nagy múltú cég határozta meg, melyek a folyamatos fejlesztő és kutatómunkának köszönhetően időről időre jobb és jobb termékeket fejlesztettek ki. Mivel ez egy jelentős erőforrást és szakmai tudást igénylő tevékenység volt, kevés cég volt képes megfelelni a követelményeknek. A LED-korszak beköszöntével egyre több olyan piaci szereplő jelenik meg, aki vagy meglévő termékei kiegészítőjeként (pl. LED tévé gyártók) vagy a viszonylag könnyű, jelentős gyártói befektetést nem igénylő gyártás végett fog neki a LED-fényforrás vagy lámpatest gyártásának. Magát a LED-kristályt és a LED-chipet továbbra is csak a legnagyobb gyártók képesek előállítani, viszont mivel ezek önállóan is jelen vannak a piacon, sokan vágnak bele a nagy haszonnal kecsegtető üzletágba. A két évvel ezelőtt beköszöntött válság idején rengeteg elektronikai cég vesztette el piacának jelentős részét, s többen is a LED-gyártásban látták a kiutat. Ennek köszönhetően igen sokféle és eltérő minőségű termékekkel találkozhatunk, ami számos kockázatot rejthet magában: nem megfelelő színstabilitás, tévesen kalkulált teljesítmény (az elektronika veszteségének

figyelmen kívül hagyása és csak a felhasznált chipek teljesítményének összeadása), jelentős fényáramavulás, az ígértnél rövidebb élettartam, gyenge színvisszaadás, de egyes esetekben találkozhatunk akár áramütés-veszélyes termékekkel is.

LED-es megoldások a Philipsnél

A Philips már több éve gyárt kiváló minőségű, a megszűnő izzólámpákat egy az egyben kiváltó, ún. retrofit LED-es fényforrásokat. Ezeknek leginkább abban az átmeneti, többéves időszakban van létjogosultságuk, amikor a meglévő lámpatestekben a kiégett, de az EU-szabályozás miatt már forgalomban nem lévő, kevésbé hatékony izzó- vagy halogénlámpák helyett keresünk megoldást a lámpatest cseréje, azaz minimális beruházási költség mellett. A mostani rendszerek hosszú távon is kifizetődő és valós alternatíváját azonban a LED-es lámpatestek adják: a dekorációs és díszvilágítás után és az egyre hatékonyabb fehér fényű, illetve a fényt fehérré alakító technológiák kifejlesztésének köszönhetően megjelentek a beltéri világításban is kiválóan használható, a fénycsövek, kompakt fénycsövek vagy halogén lámpák megszokott meleg fehér fényét, jó színvisszaadását nyújtó, összehasonlítható hatékonyságú lámpatestek. A hatékonyság mellett kiemelenBGP322 dő ezek rendkívül hosszú élettartama, mely alatt karbantartásmentesen működnek, hiszen nincs szükség fényforráscserére, de sokan a kis méret, a különös, modern formatervezés vagy épp a széles körű alkalmazhatóság miatt döntenek ezen világító rendszerek mellett. A Philips hazai gyártású, StyliD névre hallgató, 35 W-os fémhalogén lámpával szerelt szpotlámpák LED-es kiváltója az egyik újdonság, mely már több budapesti divatStyliD üzletben is mutatja tudását. A klasszikus 4x18 W-os süllyesztett irodai lámpatestek egyik hatékony és kedvező árfekvésű alternatívája pedig a PowerBalance lámpatest, mely mindössze 35W rendszerteljesítménnyel akár 30 000 órán át üzemel. A LED-ek az útvilágításban is PowerBalance teret hódítanak: egyre hatékonyabb, így egyre szélesebb körben alkalmazható park-, sétány- és útvilágító lámpatestek kerülnek felszerelésre, melyek esetében a hatékonyság mellett kiemelt fontosságú a hosszú élettartam is, hiszen egy útlezárással, tereléssel járó fényforráscsere a sok bosszúság mellett jelentős költségekkel is jár. A Philips SpeedStar az egyik piacvezető, akár nagy szélességű, többsávos utak megfelelő megvilágítására alkalmas fejlesztés, mely például Budapesten a Szerémi út elején tekinthető meg működés közben. A LED-ek tehát lassan a világítástechnika minden területén alkalmazSpeedStar hatóvá válnak, de választáskor legyünk óvatosak – győződjünk meg a termék minőségéről, teszteljük azokat komoly beruházási döntések meghozatala előtt. Ezen felül készítsünk vagy kérjünk megtérülési számításokat – egyes alkalmazásokban a megfelelő LED-es alternatíva már néhány hónap alatt megtérülhet. Földünk teljes energiafelhasználásának 14%-át a világításra fordítjuk. Rendelkezésre állnak azok a technológiák – mint például a LED-ek –, melyekkel egy egyszerű csere révén akár 80% energiát is megtakaríthatunk – használjuk ki ezeket a lehetőségeket egy zöldebb, élhetőbb környezet megteremtéséhez – de döntésünkben legyünk körültekintőek. Juhász Mónika [email protected] (X)

A LED Dr. Borsányi János

Miért világítanak a LED-ek? A cikk röviden tárgyalja azokat a félvezetőfizikai alapokat, amelyek a LED-ek fénykibocsátásának megértéséhez szükségesek. Ismerteti a színes, majd a fehér LED-ek megjelenését, ez utóbbi lehetséges előállítási módszereit. Igyekszik eloszlatni azokat a téves híreszteléseket, melyek elsősorban a reklámszövegekben olvashatóak és alkalmasak a tájékozatlan felhasználók megtévesztésére. Felhívja a figyelmet a konstrukciós és alkalmazástechnikai problémákra is. The paper offers a brief survey of the bases of semiconductorphysics which are necessary for understanding of light emission of LEDs. It descibes appearence of the coloured LEDs, and possible production methods of the white light emitting diodes. It makes an effort to clear up the erroneous reports published mainly in advertissements which can easily delude uninformed users. The paper calls attention to the constructional and applicational problems, too. Bizonyára nem gondolták azok a kutatók és technológusok, akik nevéhez az 1960-as években a műszerkijelzőként használt vörös és sárga színű fénykibocsátó diódák előállítása fűződik, hogy alig egy fél évszázad múlva ezekből a kezdeti termékekből továbbfejlesztett LED-ek meghódítják a világítástechnikát. Még kevésbé gondolhatta ezt több mint 100 éve Round nevű angol mérnök, aki a rádiózás hőskorában fényjelenséget fedezett fel, miközben a rádiófrekvenciás jelek demodulálására használt szilícium-karbid kristályon egyenáram haladt át. Napjainkban kevés olyan műszaki újdonság van, amelyről annyi szó esnék, mint a fényemittáló diódáról. Ebből következik, hogy mind a nyomtatott, mind az elektronikus sajtóban igen nagyszámú olyan közlemény jelenik meg, amely nemhogy a szakszerűséget nélkülözi, hanem téves információt is terjeszt. Ezek részben a LED-ek fizikai működésének nem pontos ismeretében, részben tulajdonságaik túldicsérésében jelentkeznek. Jelen írás – mely a soron következő cikkek szakmai bevezetőjéül szolgál – feladatának tekinti bizonyos téveszmék eloszlatását is. Elöljáróban le kell szögezni, hogy a LED nem izzó és nem égő. (mint ahogyan a kompakt fénycső sem izzó. Nem minden izzik, ami fényt bocsát ki.) A LED félvezető eszköz, amelyben az optikai sugárzás energiája közvetlenül keletkezik az elektromos energiából. Ezt a jelenséget a fizika hidegen sugárzásnak vagy lumineszcenciának nevezi, s mivel villamos energia hatására jön létre, elektrolumineszcencia a neve. Ugyanakkor a cső alakú termékre vonatkoztatva a LED-fénycső elnevezés is hibás; az ívkisülés elvén működő fénycső neve megtévesztőleg hat, és itt teljesen helytelen. A LED-ek működését bizonyos szilárdtest fizikai ismeretek alapján tárgyalhatjuk. Jelen cikk erre csak nagyon korlátozott mértékben vállalkozhat. Mivel a félvezetők a szigetelők és a fémek között helyezkednek el vezetőképesség szempontjából, atomjaik vegyértékelektronjai részben szakadnak ki a vegyérték-(„külső”) héjról, negatív töltésük hiányát, vagyis „pozitív lyukat” hagyva maguk után, és nagyobb energiatartalommal szabadon mozogva képesek részt venni az áramvezetésben. Így az ún. vezetési sávban negatív elektronok, a vegyértéksávban pozitív lyukak halmozódnak fel.


7

Ismeretes, hogy a kisüléses fényforrásoknál fotonkibocsátás akkor van, amikor a gerjesztett elektron egy kisebb energiájú pályára lép vissza. A LED-ben fotonkibocsátás akkor lehetséges, amikor a vezetési sávból az elektron a vegyértéksávban visszamaradt lyukkal találkozik. Ezt a találkozást rekombinációnak nevezzük, energiafelszabadulással jár, amely szerencsés esetben fotonemissziót eredményez. A két említett sáv között helyezkedik el a tiltott sáv, melyet az elektronnak át kell lépnie. A tiltott sáv szélességét is energiaegységgel, elektronvoltban (eV) fejezzük ki. 1eV=1,6.10-19 J. Az emittált sugárzás frekvenciáját (f) jó közelítéssel a tiltott sáv energiaszélessége (ΔE) szabja meg. A Planck-egyenlet alapján

f =

∆E h

pl. ha egy adott LED tiltott sávszélessége 2,2 eV, f = 527 . 1012 Hz, amely zöld színű sugárzásnak felel meg. A h a Planck-állandó, értéke 6,625 . 10-34 Js. Megjegyzendő, hogy egyszínű LED-ek esetében sem szigorúan monokromatikus a sugárzás, hiszen a vezetési sávban nem egy adott energianívóról „indulnak” az elektronok, éppen a többféle nívó jelenléte miatt beszélünk sávról. Természetesen az a cél, hogy minél több elektron jusson fel a vezetési sávba, hogy a rekombinációk száma is nagy legyen. Hamar bebizonyosodott, hogy a tiszta, homogén ún. „intrinsic” félvezetők nem alkalmasak LED-célokra, a nagyszámú elektronlyukpár létrejöttét eleve „elektrontöbblettel” ill. „elektronhiánnyal” rendelkező atomok bejuttatásával elő kell segíteni. Ha félvezető alapanyagként hagyományosan a periódusos rendszer IV. oszlopának valamely elemét – pl. a szilíciumot – fogadjuk el, a III. oszlop elemei (vegyértékhéjukon 3 elektron) és az V. oszlop elemei (vegyértékhéjukon 5 elektron) alkalmasak adalékként; az előbbieket töltéselőjelüket figyelembe véve p-típusú, az utóbbiakat n-típusúaknak nevezzük. A p-típusú adalék hatására a sávszerkezetbe új energiaszint épül be, az akceptorszint (Eacc), mely elektronokat képes fogadni a vegyértéksávból, így ott megnövekszik a lyukak száma. Az n-típusú adalék is egy új nívó kialakulását hozza létre, ez a donorszint (Ed), mely elektronokban gazdag, és innen kis energiával juthatnak fel elektronok a vezetési sávba. Az eredetileg homogén anyag töltéskiegyenlítettsége felborul. Az 50%-os betöltöttségi valószínűségű ún. Fermi-energiaszint (EF), mely tiszta félvezető esetén a tiltott sáv közepén helyezkedik el, mindkét esetben eltolódik. (1. ábra)

p-típusú

n-típusú vezetési sáv alja

Eacc EF

EF Ed

- elektronok + lyukak

- elektronok

vegyérték sáv teteje

1. ábra A p- és n-típusú félvezetőben kialakult energiaszintek és a szinteket betöltő töltéshordozók Ha képzeletben egyesítjük a p-oldalt és az n-oldalt, kialakul a pn határréteg. A Fermi-szintek kiegyenlítődnek oly módon, hogy az n-típusú részből elektronok lépnek át a p-oldalra, ahonnan lyukak vándorolnak át az n-oldalra. A töltésmozgás alapjában véve diffúzió, hiszen a két oldal között töltéskoncentráció közti különbség van. A határréteg mindkét oldalán

töltéshordozó-csökkenés mutatkozik, ez átmeneti ellenállást okoz. Ha a pn átmenetre nyitóirányú feszültséget kapcsolunk, lecsökken az átmeneti ellenállás, a határrétegen megnövekszik a töltésmozgás, és bekövetkezhet a nagyszámú elektronlyuk rekombináció. (2. ábra)

sokféle kombinációjából megfelelőnek mutatkozott pl. a gallium-nitrid (GaN), indium-gallium-nitrid (InGaN) stb. (1991. Nakamura) Mind a 3-értékű, mind az 5-értékű elemekből többféle is alkothatja a kristályt. Az ilyen AaB1-aXxY1-x típusú elegykristályok esetében az arányok

EF

2. ábra Rekombináció és fotonkibocsátás nyitóirányú feszültség hatására A rekombináció lehet direkt és indirekt. A direkt rekombinációval – célunknak megfelelően – foton keletkezik. Lényeges azonban, hogy a folyamat során nemcsak az energiamegmaradás, hanem az impulzusmegmaradás törvényének is érvényesülni kell, és a térben az egyes nívókat az energián kívül az impulzus értékével is jellemezni kell. Ha a vezetési sáv alján és a vegyértéksáv tetején nem azonos a töltések impulzusa, a rekombináció során a különbségnek megfelelő impulzusú fonon keletkezik. Ez direkt rekombinációnál nem lép fel, mert a kilépő foton impulzusa elhanyagolhatóan kicsi. Miféle részecske a fonon? Ismeretes, hogy a szilárd testek kristályszerkezetének az egyes pontjaiban (rácspontokban) levő atomok hőmérsékletüktől függően rezgést végeznek. A rezgések a kristályban mint rugalmas testben hullám formájában terjednek, ennek a hullámnak egy energiakvantumja a fonon. Az elnevezés arra utal, hogy a hanghoz hasonló mechanikai hullámról van szó, a terjedési sebessége megegyezik a hangéval. A fononkeletkezés a rácsrezgés energiáját növeli, hőt termel, tehát a hatásfokot csökkenti. Az indirekt rekombinációk számát bizonyos aktivátoranyagok hozzáadásával csökkenteni lehet, ilyen a nitrogénvagy a cink-oxid. Ezek beépülve a kristályrácsba és módosítva az impulzusteret ún. rekombinációs centrumokként szerepelnek. A „hagyományos” IV. oszlopbeli félvezetők nem alkalmasak fényemittáló diódák alapanyagául. Kicsi a tiltott sávszélességük, indirekt félvezetők, és kevés elektronjuk tud a vezetési sávba feljutni. Ha azonban nem elemi, hanem vegyületfélvezetőt alkalmaznak, megfelelő anyagpárválasztással elérhető, hogy a kristályrács-struktúrában a két szomszédos atom közötti kovalenskötést biztosító elektronpár figyelembevételével minden atomban ugyanúgy 8 elektron tartózkodjék a vegyértékhéjon, mint a szilíciumrácsban. Ez a feltétel természetszerűen érvényesül a III. és az V. oszlop elemeiből előállított vegyületeknél, így az első LED-ek gallium-arzenidből (GaAs) ill. gallium-foszfidból (GaP) ill. ezek elegykristályaiból készültek. A piros, sárga és zöld LED-ek megjelenése után a kéken sugárzó dióda előállítására kellett várni, hogy ezután már a „fehér” – tehát világítástechnikai jelentőséggel bíró – LED is elérhető legyen. Ehhez megfelelően nagy tiltott sávszélességű félvezető anyag kellett, a III. és V. oszlop elemeinek


8

a x és az 1-a 1-x

változtatásával különféle frekvenciájú sugárzások állíthatók elő, ugyanis a komponensek aránya befolyásolja a tiltott sávszélességet. A fehér LED előállítására két mód is nyílt, egyik szerint a vörös-zöld-kék (RGB) LED-ek színének keverésével, másik szerint – a fénycsőnél alkalmazott eljáráshoz hasonlóan – fénypor segítségével állítják elő a fehér fényt. A kék LED-re felvitt speciális fénypor a kék színű sugárzást részben sárgává alakítja, a kék és sárga kiegészítő színek lévén együttesen fehéret szolgáltatnak. Az utóbbi évek fejlesztésének köszönhetően léteznek kétféle fényporral (vörös-zöld) készített, valamint a rekombináció folyamán UV-tartományban sugárzó LED-ek is. (3. ábra) Az említett módszerek lehetővé tették a „fehéren” belül a különböző korrelált színhőmérsékletű fényemittáló diódák megjelenését a kereskedelemben. Színvis�szaadásuk jó, vagy kiváló fokozatú lehet, egyes melegfehér LED-ek színvisszaadási indexe már évekkel ezelőtt elérte a 85-öt.

3. ábra Megnyílt az út a fehér LED-hez A LED-ek működtetéséhez bizonyos nagyságú villamos teljesítmény közlésére van szükség. Lényeges, hogy a bevezetett villamos energia nagy része (ez 80% is lehet) hővé alakul. (Gondoljunk az izzólámpában a kb. 95%-os hővé alakulásra!) Nem is a hatásfok jelenti a fő problémát, hanem az, hogy a keletkezett hő a félvezető morzsát melegíti, jelentősen megemelve annak hőmérsékletét. A hőmérséklet növekedésének pedig többféle káros hatása van: – csökken a színstabilitás. A hőmérséklet (T) ugyanis befolyásolja a tiltott sáv szélességét. A hőmérséklet növelésével a tiltott sáv szélessége csökken, ezt közelítő pontossággal a

∆Et = ∆Et0 − χχ ⋅ T egyenlet írja le, ahol ΔEt0 a 0 K-hez tartozó tiltott sávszélesség. χ anyagi minőségtől függő állandó. – csökken a fényáram és vele a fényhasznosítás. – csökken az élettartam. A melegedés mértékét a hőellenállással (RTH) jellemezzük, amely azt fejezi ki, hogy 1 W hővé disszipált teljesítmény hány fok melegedést idéz elő a chipben. Ennek értékét célszerű 20 K/W alatt tartani. Optikai-fénytechnikai téren a fő problémát a fény megfelelő kicsatolása okozza. A LED-eket alkotó anyagok viszonylag nagy törésmutatójúak, aminek következtében a kilépő fény bizonyos arányban teljes visszaverődét szenved. Ez a fénytö-

A LED rés törvényéből adódóan azokra a fénysugarakra vonatkozik, amelyek a kilépéskor adott beesési szögnél nagyobb szögben érnek a határfelülethez. Megfelelő optikai tervezéssel a morzsát borító műgyanta ház és lencse célszerű kialakításával részint növelni lehet a kicsatolt fényhányadot, részint kívánt fényeloszlást lehet elérni. Elektromos működés szempontjából a LED közönséges diódaként viselkedik. Az alkalmazandó nyitóirányú egyenfeszültség LED-enként a tiltott sávszélességnek megfelelően 3-4 V körüli. Az átfolyó áramerősség exponenciális függvénye a feszültségnek, a kisugárzott fényáram széles tartományban lineáris az áramerősséggel, és ez magában hordozza a fényáram-szabályozás lehetőségét. Az áramerősség állandó értéken tartása áramgenerátoros táplálást igényel. Ma már a LED-es világítótestekbe épített elektronikus előtét több – esetenként nagyszámú – egymással sorosan, majd párhuzamosan kapcsolt rendszert lát el, és az áramkorlátozást is elvégzi. Az áramerősség bizonyos határon túli megnövekedése káros hatást vált ki, hiszen a szintén megemelkedett hőmérséklet fényáram- és élettartamcsökkenést eredményez. Az utóbbi évek fejlesztéseinek eredményeképpen a kezdeti néhány mA-áramfelvétel – és vele együtt a közölt villamos teljesítmény – nagyságrendekkel növekedett. Ma már A nagyságrendű áramerősség és 15 W-nál nagyobb teljesítmény is elérhető. A megnövelt egységteljesítmény mellett számottevő a fényhasznosítás emelkedése is. Jelenleg laboratóriumi körülmények között a fényhasznosítás már a 150 lm/W-ot is meghaladta, de hangsúlyozni kell, hogy a hőelvezetési nehézségek miatt a gyakorlatban a LED fényhasznosítása inkább egy jó minőségű fénycső fényhasznosításával mérhető össze. A LED-ek előnyös tulajdonságai között sokszor első helyen a hosszú élettartamot jelölik meg. Ezzel óvatosan kell bánni, nemcsak a LED-nek, hanem az elektronikával együtt értendő rendszernek az élettartamát kell figyelembe venni. Az elektronikai alkatrészek minősége nagyon különböző lehet, és a valós körülmények között működő, még a hőelvezetést jól

Rakovics Vilmos

LED-ek stabilitása A modern világító diódák (LEDs, Ligth Emitting Diodes) sok komponensből felépülő összetett eszközök. Tartós használat vagy nagy hőmérséklet és nagy áramú stressz következtében számos, a hatékony működést biztosító szerkezeti elem károsodhat. Az öregedés hatásaként csökken a LED-ek fényerőssége és romlik a spektruma. Ez a cikk áttekinti azokat a legfontosabb fizikai folyamatokat, amelyek meghatározzák a világítástechnikában alkalmazott LED-ek teljesítőképességét és megbízhatóságát State of-the-art light emitting diodes (LEDs) are complex devices, composed of several components. All of these components can degrade during long time operation or under high temperature and high current stress. As a consequence of ageing, LEDs can show a reduction in the total luminous ﬂux and a worsening of the chromatic properties. This paper gives an overview on the most important physical mechanisms that limit the performance and reliability of white LEDs for application in solid-state lighting.


9

megoldott rendszerek tekintetében is átlagosan 40-50 000 óra élettartammal számolhatunk. A közeljövőben a LED-technika további rohamos fejlődése várható. Ne felejtsük el azonban, hogy egy „ideális” LED előállításához egy sereg konstrukciós és technológiai problémát kell megoldani. A chipet hordozó anyag rácsállandója illeszkedjen magának a diódának a rácsállandójához, a hordozó fényáteresztő képessége a sugárzás hullámhosszán megfelelően nagy legyen, a geometriai kialakítás tegye lehetővé a fény nagymértékű kicsatolását, a fénypor homogén eloszlásban legyen a chipet burkoló műgyantában stb. Az elérendő elsődleges cél a fényhasznosítás további lehetőség szerinti növelése, különös tekintettel a látási komfortot szolgáló melegfehér LED-ekre. Az ideális megoldásnak természetesen elengedhetetlen feltétele a hűtés minél hatékonyabb megoldása, de ez nemcsak a LED-fejlesztők, hanem a lámpatestfejlesztők feladata is. Irodalomjegyzék [1] Lendvai Ödön: Új félvezetők, GaAs és rokon anyagai. Akadémiai Kiadó Budapest, 1989. [2] Simonyi Károly: Elektronfizika Tankönyvkiadó Budapest, 1987. [3] Holics László szerk.: Fizika. Műszaki Könyvkiadó Budapest , 1992. [4] Schanda János: 100 éves a világító dióda, Elektrotechnika, 100, 2007 5. 9-11.. [5] Szentiday Klára-Dávid Lajos: Mikroelektronikai szenzorok és alkalmazástechnikájuk. Marktech. Kft Budapest 2000. [6] Rakovics Vilmos: LED-ek stabilitása. A II. LED-konferencián elhangzott előadás Budapest 2011.

Dr. Borsányi János

ny. főiskolai docens, Okleveles vegyész, fényforrás szakmérnök [email protected]

Lektor:Rakovics dr. VarjúVilmos, György professzor, BMEés Anyagtudományi Kutatóintézet Lektor: MTA Műszaki Fizikai

Bevezetés A világító diódát több mint 100 éve fedezték fel, de a gyakorlatban is alkalmazható eszközök megalkotására viszonylag sokáig kellett várni. A korai diódák p-n átmenetében keletkező fény nagy része nem tudott kijutni a félvezetőből, mert egyszerűen elnyelődött az anyagban. A modern félvezető sugárforrások közös jellemzője, hogy az aktív rétegben keletkező fény energiája kisebb, mint a p-n átmenetet körülvevő anyagok tiltott sávja, ezért a fényabszorpció okozta hatásfokcsökkenés kicsi. A félvezető anyagok nagy törésmutatója miatt a keletkező fény egy része teljes reflexiót szenved a kristály határfelületén. A jó fényhasznosítás elérésére a félvezetőre egy csökkentett törésmutatójú szigetelő réteget kell felvinni. A félvezető diódák hatékonyságát és stabilitását döntően meghatározó kérdés, hogy tudunk-e a különböző tiltott sávú rétegekből kevés hibát tartalmazó egykristályos szerkezetet felépíteni. A diódán átfolyó áram jelentős része hővé alakul, amit el kell vezetni, mert a félvezetők szinte összes tulajdonsága erősen függ a hőmérséklettől. A hőmérséklet emelkedésével a hatásfok csökken, a sugárzás hullámhossza és a spektrum szélessége nő, ezért törekedni kell a kis működési hőmérséklet fenntartására.

A kis működési hőmérséklet a megszokottól eltérő hűtőrendszerek tervezését teszi szükségessé, ugyanis a hősugárzás csak minimális mértékben járul hozzá a hőelvonáshoz [1]. A korai felhasználások bizonyították, hogy a kis teljesítményű diódák nagyon sokáig és megbízhatóan működnek mobil eszközökben, jelzőfényként, és újabban tömegesen használják monitorok és televíziók háttérvilágításaként is. A világítástechnikában alkalmazott LED-ek megbízhatóságával kapcsolatban sokan szkeptikusak. A gyártók által közölt élettartamadatok statisztikai jellemzők, amelyek mögött számos esetben nincs tudományosan megalapozott részletes vizsgálat. A helytelen működtetés és szerelés jelentősen ronthatja a megbízhatóságot. A világítótestek gyártói gyakran bizonytalanok, hogy milyen típusú teljesítmény LED a legalkalmasabb az adott célra, ugyanis a közvilágításban alkalmazott fényforrások spektrumának illeszkedni kell az emberi szem tulajdonságaihoz [2]. A tokozott LED-chipek ára és minősége nagyon függ a gyártás technológiájától [3-5] és a minőségellenőrzés színvonalától. A megbízhatóság szigorúbb válogatási módszerekkel javítható. A látható tartományban sugárzó diódák szerkezete és hatásfoka A fény hullámhosszát a félvezetők tiltott sávja határozza meg. A tiltott sáv a vegyület-félvezetők elegyítésével hangolható. A Ga-In-Al-N anyagrendszert a zöldtől az ultraibolya-tartományig alkalmazzák, a Ga-In-Al-P a sárga és piros, a Ga-In-Al-As a vörös, infravörös LED-ek előállítására alkalmas [4]. A fehér LED-ek vagy három félvezető diódát, vagy fényporral bevont kék diódát tartalmaznak. A fénypor a kék dióda fényének egy részét széles spektrumú sárga maximummal rendelkező sugárzássá alakítja. A két komponens arányának változtatásával hideg vagy meleg fehér LED-ek készíthetők. A legnagyobb hatásfokú sárga fényporok spektrumában kevés a hosszú hullámhosszú komponens, ezért a jó hatásfokú fényport tartalmazó LEDek spektruma nem optimális. A szem érzékenységéhez jól illeszkedő spektrumú LED-ek hatásfoka jelenleg még nem kielégítő. Mivel a többkomponensű félvezető egykristályok tömbi előállítása nem megoldott, a világító diódákat kétkomponensű hordozón epitaxiás növesztéssel hozzák létre. A diódaszerkezetek tervezését korlátozza a beszerezhető hordozó kristályok minősége és ára. Az ideális hordozó rácsállandója azonos a diódát alkotó többi anyag rácsállandójával, jó elektromos és hővezető, valamint átengedi a LED fényét. Ezek a feltételek együttesen szinte soha nem teljesülnek, ezért a nagy fényhasznosítású LED-ek szerkezete rendkívül összetett (3-4) és a technológia drága. A LED-készítés nehézségeit leginkább a diódaszerkezet és a beszerezhető hordozó rácsállandójának illesztettsége határozza meg. A GaN/GaInN diódák rácsállandójához leginkább megfelelő hordozó a SiC és Al2O3 (zafír) kristály [5]. Az olcsó zafírhordozón fémorganikus gőzfázisú leválasztással kevés hibahelyet tartalmazó GaN, GaInN és GaAlN rétegeket tartalmazó diódák készíthetők. A hordozó és a GaN réteg közötti rossz rácsillesztettség miatt a kristályhibák képződése csak egy kis hőmérsékleten növesztett AlN puffer réteg közbeiktatásával kerülhető el. A zafír átlátszó és kicsi törésmutatója miatt jó fénykihozatalt eredményez, de szigetelő tulajdonsága és rossz hőveze-


10

tő-képessége miatt nem ideális anyag nagy teljesítményű diódák előállítására, ezért a modern GaN alapú világítódiódák készítésekor a rossz hővezetésű Al2O3 hordozót elvékonyítják, vagy teljesen eltávolítják a rétegszerkezet megnövesztése után. A zöld LED készítéshez a GaInN aktív rétegbe több indiumot kell tenni, ami a megnöveli a rácsfeszültséget a GaN rétegek és az aktív réteg között. A kék diódák 2-3 nanométer vastagságú aktív rétege rugalmas deformációval kerüli el a hibahelyképződést. A hullámhossz növeléséhez szükséges összetétel-változás egyre nagyobb rácsfeszültséget okoz, ami a kristályhibák sűrűségének növekedését okozza. Bár a sárga és a piros fénynek megfelelő összetételű Ga1-xInxN is előállítható, a rácsillesztettség hiánya miatt a piros diódák anyaga InGaAlP/GaP. Az utóbbi tíz év anyagtudományi kutatásainak köszönhetően a kék LED hatásfoka és stabilitása napjainkban már közelít az elméletileg elérhető szinthez [3-4]. A veszteségi mechanizmusok feltárása alapján az valószínűsíthető, hogy 2020-ig mindhárom színű LED-chip hatásfoka és spektruma optimalizálható. A zöld LED optimalizálása az egyik legkritikusabb feltétele az RBG diódák világítástechnikai használatának. A háromféle chip hatásfoka és spektruma eltérő módon változik a meghajtó áram függvényében, ezért napjainkban a fehér LED-ek döntő többsége sárga fénypor és kék LED-chip felhasználásával készül. A fénypor a nagy energiájú kék fotonok egy részét kisebb energiájú, széles spektrumú sárga fénnyé alakítja. A gerjesztő foton és a keletkező foton energiája közötti különbség hővé alakul, ami további hatásfokcsökkenést okoz. Ezt a hátrányt ellensúlyozza az a tény, hogy a fényporok degradációja nagyon lassú és spektrumuk viszonylag érzéketlen a hőmérséklet változására. A legelterjedtebb fénypor – a Ce3+ adalékot tartalmazó finomszemcsés YAG – gerjesztési spektrumához nagyon jól illeszkedik a nagy hatásfokú kvantum heteroszerkezetű GaInN/GaN kék LED. A kék fény néhány nagyon vékony InGaN rétegben képződik, és szinte veszteség nélkül hatol át a többi szerkezeti anyagon. A rácsállandók különbsége ellenére a diódában nem képződnek diszlokációk, mert a vékony aktív réteg rugalmasan deformálódik. A vékony szerkezet azonban hátrányokkal is jár, mert az elektronok „túlfolyását” egy nagy tiltott sávú GaAlN határoló réteg beépítésével kell megakadályozni. A kvantum heteroszerkezetű kék LED hatásfoka kb. 35A/cm2 áramsűrűségnél eléri a maximumot, és nagyobb áramoknál gyorsabban csökken a hatásfok, mint amit a melegedés indokolna. Úgy tűnik, hogy az adott aktívréteg-térfogatból kivehető fény korlátozott. A nagy töltéshordozó-koncentráció miatt a nem sugárzásos rekombináció valószínűsége megnő. A sávbetöltöttség okozta kékeltolódás miatt a LED spektruma változik az áramsűrűség változásával. A LED-ek megbízhatósága A LED-ek élettartamát megadó szám egy statisztikai adat arra vonatkozóan, hogy az adatlapon megadott munkaponti feltételek mellett működtetett eszköz optikai teljesítménye mennyi idő alatt csökken az eredeti érték megadott részére. A napjainkban legelterjedtebb fehér LED-ek nagyon összetett eszközök, ezért nehéz megtalálni, hogy a paraméterek romlásáért melyik szerkezeti elem a felelős [6-13]. Az elsődleges fényforrás egy kb. 1 mm2 felületű 450-460 nm-es csúcshullámhosszon sugárzó kék LED-chip, amit egy jó hővezetésű alapra szerelnek fel. A hullámhossz-

A LED konverziót biztosító fényport vagy a chip felületére viszik fel közvetlenül, vagy az alkalmazott lencsébe építik be. Az alkalmazott műanyag lencse nemcsak a chip passziválására szolgál, hanem javítja a fénykihozatal hatásfokát is. A tokozás belső tükröző felülete szintén a fényabszorpció minimalizálását szolgálja. Extrém működési feltételek vagy tartós használat is okozhatja az alkalmazott szerkezeti anyagok meghibásodását. A teljesítménycsökkenés sebessége a működési hőmérséklettől erősen függ [6]. A LED aktív tartománya működés közben annál jobban melegszik, minél kisebb az alkalmazott szerkezeti anyagok hővezetőképessége. A hő leadása nemcsak a chip és a tok között kritikus, hanem gondoskodni kell a tok túlmelegedésének megakadályozásáról is. A maximálisan kivehető optikai teljesítményt a chip melegedése limitálja, mert nagy hőmérsékleten kicsi a hatásfok. Az áram okozta melegedés mellett az elektromos tér által felgyorsított töltéshordozók energiája is hozzájárulhat a dióda aktív tartományának degradációjához [13]. Záró irányú áram vagy elektrosztatikus szikra gyors degradációt okozhat a chip aktív rétegében. A LED-chip szerkezeti anyagaiban bekövetkező változások vizsgálatára számos módszert fejlesztettek ki. A dióda áram-feszültség görbéjének vizsgálatával megállapítható a p-n átmenet jósága és a dióda elektromos ellenállása. A „puha” nyitási karakterisztika az aktív tartományban kialakuló ponthibák és diszlokációk megjelenésével magyarázható. A megnövekedett nyitófeszültség a fém félvezető kontaktus, illetve a kontaktusréteg degradációjára utal, a kapacitás-feszültség görbe megváltozásából az aktív réteg szabad töltéshordozó-koncentrációjának változására lehet következtetni. A szerkezeti hibák sűrűségének növekedésével a diódán átfolyó áram zaja is nagyobbá válik. A LED hatásfokának relatív csökkenése kis áramsűrűségnél a legnagyobb. Kis áramsűrűségnél a hő vagy elektromos stressz okozta kristályhibákon folyó szivárgó áram nagysága ös�szemérhető a meghajtó árammal. Nagyobb áramoknál a töltött nem sugárzásos centrumok telítődnek, és a fényhasznosítás romlása alig észrevehető. A hő és az elektromos áram hatásának szétválasztására működés közben, és meghajtás nélküli hőkezelés után is vizsgálni kell az eszközöket. Csak a nagy hőmérsékletű tárolás hatásait vizsgálva az tapasztalható, hogy a lencse anyaga és a tükrök felülete megsötétedik [10]. A fénypor degradációja egyes termékek esetén jelentős lehet, de a modern technológiával készített chipre felvitt fényporok megfelelő stabilitást mutatnak akár 200 oC-on is. Tartós használat során az olcsó hagyományos technológiával készült LED-ek spektruma is megváltozik, mert a fénypor degradációja miatt a fénykonverzió hatásfoka lecsökken. A tönkrement LED-ek gyakran kékes színben világítanak. A nagy hőmérsékletű stressz eredményeként nemcsak a fénypor és a tokozás, de maga a kék chip is károsodhat. Az áram-feszültség karakterisztika mérése alapján megállapítható, hogy megnő a kontaktus ellenállása és a munkaponti feszültség. A jelenség arra vezethető vissza, hogy a kontaktusrétegben az aktív magnézium adalék koncentrációja lecsökken a réteget borító SiN fedőrétegből átvándorló hidrogén miatt. A LED-chip aktív rétegének degradációja kevésbe hőfokfüggő, mint a többi szerkezeti anyagé. A diódaszerkezetben meglevő hibák felerősödnek az átfolyó áram hatására. A meglévő hibahelyek közvetlen környezete lokálisan túlmelegszik az átfolyó áram hatására, és újabb nem sugárzásos átmenetet biztosító centrumok képződnek.


11

A degradáció sebessége csak gyengén áramfüggő, de a chip áram okozta felmelegedésével emelkedik a többi szerkezeti anyag hőmérséklete is. A hőelvezetés és a munkaponti áramsűrűség optimális tervezésével megőrizhető a jó félvezető diódákra jellemző hosszú élettartam. A közeljövő legnagyobb kihívása az emberi szem érzékenységéhez jobban illeszkedő nagy hatásfokú és hosszú élettartamú fehér világító diódák kifejlesztése. A cél megvalósításának egyik lehetséges módja, hogy jobb fényport sikerül előállítani. A fényhasznosítás hatásfokát limitálja az a tény, hogy a fénykonverzió miatt a gerjesztő és a képződött fotonok energiakülönbsége mindenképpen elvész. A három félvezető diódát tartalmazó eszközök hatásfokát jelenleg leginkább a zöld dióda rossz hatásfoka limitálja. A feszített GaN/GaInN heteroszerkezet optimalizálásával növelhető a zöld LED belső kvantumhatásfoka, de a jó hőelvezetés megtartása miatt célszerű a három chip térbeli elkülönítése, ami inhomogén térbeli sugárzáseloszlást eredményez. A monolit fehér LED-chipek létrehozására irányuló kutatások még nagyon a kezdeteknél tartanak. A spektrum illeszkedése nagyon rossz, és ráadásul sokat változik a meghajtó áram függvényében. Irodalomjegyzék [1] Clemens J M Lasance , Andras Poppe: Challenges in LED thermal characterisation, Proceedings of the 10th International Conference on Thermal, Mechanical and Multiphysics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems (EuroSimE'09), Delft, Hollandia, 2009.04.27-2009.04.29. pp. 1-11 [2] Schanda János és N. Vidovszky Ágnes: A „fehér fény” és a közvilágítás, Elektrotechnika 96/3 85-90 (2003) [3] Nakamura S, The role of structural imperfections in InGaN based blue light emitting diodes, 281, 5379 (1998) [4] Dupuis R D and Krames M R: History, development, and applications of high-brightness visible light-emitting diodes J. Lightwave Technol. 26 1154 (2008) [5] Zehnder U, Weimar A, Strauss U, Fehrer M, Hahn B, Lugauer H J and Harle V: Industrial production of GaN and InGaN-light emitting diodes on SiC-substrates, J. Cryst. Growth 230 497-502 (2001) [6] Yanagisawa T: Estimation of the degradation of InGaN/AlGaN blue lightemitting diodes, Microelectron. Reliab. 37 1239-41 (1997) [7] Manyakhin F, Kovalev A and Yunovich A E: Aging mechanisms of InGaN/AlGaN/GaN light-emitting diodes operating at high currents, MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. 3 (1998) [8] Barton D L, Osinski M, Perlin P, Eliseev P G and Lee J: Single-quantum well InGaN green light emitting diode degradation under high electrical stress, Microelectron. Reliab. 39 1219-27 (1999) [9] Fang Z Q, Reynolds D C and Look D C: Changes in electrical characteristics associated with degradation of InGaN blue light-emitting diodes, J. Electron. Mater. 29 448 (2000) [10] Meneghesso G, Meneghini M, and Zanoni E Recent results on the degradation of white LEDs for lighting, Journal of Physics D: Applied Physics 43 (2010) 354007/1-10 [11] Narendran N, Gu Y, Freyssinier J P, Yu Y and Deng L: Solid-state lighting: failure analysis of white LEDs, J. Cryst. Growth 268 449-56 (2004) [12] Chen Z Z et al: Study on the stability of the high-brightness white LED, Phys. Status Solidi B 241 2664-7 (2004) [13] Rossi F et al: Influence of short-term low current dc aging on the electrical and optical properties of InGaN blue light-emitting diodes, J. Appl. Phys. 99 053104 (2006)

Rakovics Vilmos

Magyar Tudományos Akadémia, Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet [email protected]

Temesvölgyi Tamás, Farkas Gábor, Poppe András

AC LED-ek termikus impedanciájának mérése Jelen cikkben igyekszünk egy precíz definíciót megfogalmazni a közvetlen AC meghajtású LED-ek termikus impedanciájára. A problémának különös jelentősége van a hálózati feszültségről működtetett retrofit LED-lámpák esetében. Először a tokozott félvezető eszközök termikus impedanciájának különböző reprezentációit mutatjuk be, majd elemezzük az AC meghajtású LED-ek fűtőteljesítményének felharmonikus tartalmát. Egy extrém szituáció (a tisztán AC feszültséggenerátoros táplálás) esetére analitikus formában is megadjuk az AC disszipáció felharmonikus tartalmát, illetve egy gyakorlati esetben méréssel felvett disszipáció időfüggvény harmonikus összetevőit is bemutatjuk. Ezen elemzések alapján javaslatot teszünk egy mérési-számítási eljárásra, amelynek a segítségével tetszőleges hálózati frekvencia esetére meghatározható egy újfajta termikus jellemző, az effektív AC termikus impedancia, amelynek a segítségével hatékonyan méretezhetők pl. a retrofit LED-lámpák hűtőszerelvényei, illetve termikus szempontból fair módon összehasonlíthatók különböző gyártók retrofit LED-lámpái. This paper aims at providing a rigorous description of the thermal impedance of AC LEDs, especially of retrofit LED lamps which are directly driven from the mains supply. The paper gives an overview of the different representations of the thermal impedance then provides estimates of the AC power of LEDs for an extreme case (AC voltage driven situation). The harmonic content of the AC power is calculated for this case and real measurement results are presented for a practical situation. A suggested procedure for the actual measurement of a new thermal metric called effective AC thermal impedance is provided. Such a metric can be used to compare thermal features of different AC LED products and allows efficient thermal management design of such products.

1. Bevezetés Folyamatos fejlődés tapasztalható a nagyteljesítményű LEDek területén, amely növekvő fényhasznosítást és a felhasználási területek bővülését eredményezi. Energiatakarékossági okok miatt nagy számban jelentek meg beltéri LED-es retrofit fényforrások már a háztartásokban is. Ezekben sorbakötött LED-eket találunk áramgenerátoros DC táplálással vagy közvetlen hálózati AC táplálással. Ez utóbbi esetre többféle megoldás is ismert a nemzetközi szakirodalomból [1], [2], [3]. A két módszer jelenleg verseng egymással. A DC áramgenerátoros meghajtás előnye az egyszerűen megvalósítható fényáram-szabályozás (dimmelés). 1. ábra Közvetlen hálózati AC táplálású Az AC LED-ek esetén a LED-ek jellegzetes elektromos sémái: a) előtét meghajtó "elektronika" ellenállással sorba kötöt anti-parallel LED sor, sokszor mindössze egy b) LED sor kapacítív előtéttel és egyeniránító előtét-ellenállás, esetleg híddal sorba kapcsolva egy Graetz-híd és egy


12

kondenzátor (1. ábra), amellyel csökkenthetjük a veszteséget növelve ezzel a fényhasznosítást. Első esetben az antiparallel kapcsolt LED-ek, a második esetben a Graetz-híd szolgál a villódzás csökkentésére. Bármilyen meghajtást is alkalmazunk, elengedhetetlen a hőtechnikai szempontból helyes tervezés, hiszen a LED-ek fénykibocsájtása és élettartama is csökken a működési hőmérséklet emelkedésével. A retrofit LED-es fényforrások esetén a termelődött hő a lámpatesten keresztül vezetődik el. A hőterhelés pontos ismerete elengedhetetlen a hatékony és egyben költséghatékony hűtési módok kialakításában. Egyenáramú táplálás esetén a disszipált teljesítmény, és ezzel együtt a LED-chip hőmérséklete rövid bekapcsolási tranzienst követően állandósul. Ilyen esetben a hőelvezetés megtervezéséhez elegendő ismernünk a LED tokozásának hőellenállását (hőmérsékletkülönbség osztva a disszipált teljesítménnyel). A disszipált teljesítmény kiszámításánál figyelembe kell venni a LED által kibocsájtott fényteljesítményt, melyet le kell vonni a betáplált villamos teljesítményből [4], [5]. A hőellenállással az állandósult állapotbeli hőterjedést írhatjuk le. Ha egy LED-et impulzusszélesség modulált jellel (dimmelés) vagy váltakozó árammal hajtunk meg, akkor a disszipáció az idő függvényében dinamikusan változik. Ahhoz, hogy ilyen meghajtás esetén is optimális hűtést tudjunk tervezni, ismernünk kell a hővezetés dinamikus tulajdonságait, vagyis a LED termikus impedanciáját. 2. A Termikus impedancia különböző reprezentációi A félvezető eszköz (esetünkben: LED) aktív rétege (PN átmenete) és a környezet közötti termikus impedancia a tokozás termikus tualjdonságainak egyedi és általános jellemzője. A félvezető toknak csak egyetlenegy termikus impedanciája van, de ezt a termikus impedanciát több különböző módon is megadhatjuk. Ezek információtartalma azonos, ám a különböző felhasználási területekhez más és más reprezentációt célszerű használni. 2.1. A termikus impedancia, mint időfüggvény A (tokozott) félvezetők termikus impedanciájának hagyományos megadási módja a Zth görbe (2. ábra), amely a félvezető aktív rétegének (pl. egy LED PN átmenetének) egység ugrás jellegű disszipáció gerjesztésre adott hőmérséklet válaszfüggvénye. Az időtengelyt logaritmikusan célszerű felvenni. A félvezető eszközök tokozásának termikus impedanciáját termikus tranziens mérőműszerrel (pl. [6]) mérjük, a JEDEC JESD51-1 szabvány [7] szerint. LED-ek esetében a hőteljesítmény pontos meghatározásához a villamos teljesítményből le kell vonni a kibocsájtott fényteljesítményt, amelyet pl. a termikus mérőrendszerhez illesztett integráló gömb segítségével mérhetünk meg (lásd pl.: [8]). E görbe segítségével közelítő képet lehet alkotni a PN átmenettől a környezetig terjedő hővezetési út tulajdonságairól. A Zth görbe állandósult állapotbeli (DC), elvileg a végtelen időhöz tartozó értékét nevezzük hőellenállásnak. A hőellenállás egyrészt a félvezető eszközök tokozásának egyfajta minőségi jellemzője, másrészt a hőtechnikai tervezés alapja. Ennek segítségével tetszőleges PdissDC DC disszipáció esetére a PN átmenet hőmérsékletét a következő képlettel határozhatjuk meg: TJ=RthJA·PdissDC+Tamb (1) ahol RthJA a félvezető chip aktív felülete és a környezet közötti hőellenállás, a Zth(t) görbe végértéke, Tamb a (konstans) környezeti hőmérséklet.

A LED elváltozásainak detektálására – ezzel foglalkozik egy másik cikkünk [9]. (Bővebb magyarázatot Székely Vladimír profes�szor eredeti, 1988-as publikációjában [10], illetve a legújabb JEDEC JESD51-14-es szabvány [11] A függelékében találhat az érdeklődő olvasó, beleértve a Zth(t) görbe és a struktúrafüggvények közötti matematikai kapcsolatot is.) A gyakorlatban a struktúrafüggvény lépcsős közelítésével a létrahálózatot néhány tagra szoktuk egyszerűsíteni, így megkaphatjuk a félvezető tokozás és a hűtőszerelvények együttes, ún. termikus kompakt modelljét (4. ábra). Teljesítményeszközök tokozása esetében, amikor a PN átmenettől a hő tipikusan egyetlen hővezetési út mentén távozik a tokból, az ilyen modell teljes mértékben, minden termikus peremfeltétel esetében is tökéletesen használható a tokozás kielégítő pontosságú modellezésére, pl. termikus szimulációk számára.

2. ábra Egy 10 W-os fehér LED termikus impedancia görbéje, kis értékű termikus határfelületi hőellenállás mellett, hideg lemezen mérve (350 mA-es DC áramgenerátoros táplálás mellett) 2.1. Struktúrafüggvény és Cauer-létrahálózat A kumulatív struktúrafüggvény, vagy röviden csak a struktúrafüggvény a termikus impedancia megadásának egy alternatív módja. A struktúrafüggvény megfeleltethető egy hőellenállásokból és hőkapacitásokból álló, végtelen elemszámú, infinitezimálisan kicsi ellenállásokból és kapacitásokból álló olyan létrahálózatnak, amelynek a bemenetére adott disszipáció egységugrás gerjesztésre adott hőmérsékletválasza maga a Zth(t) függvény. Ezen létrahálózat bemenete, ahová a gerjesztést kapcsoljuk, a PN átmenetnek felel meg, a létrahálózat vége pedig a végtelen hőelnyelő-képességgel (hőkapacitással) rendelkező környezetnek felel meg. A struktúrafüggvény nem más, mint ezen létrahálózat bemenetétől a hálózat i-edik csomópontjáig értelmezett kumulatív hőkapacitás (az egyes létrafokozatok kapacitásainak összege) a bemenettől az i-edik csomópontig értelmezett kumulatív hőellenállás (az egyes létrafokozatok rész-ellenállásainak az összege) függvényében, ahogy ezt a 3. ábra szemlélteti. Belátható, hogy a struktúrafüggvény monoton növekszik és a végtelenhez tart, szingularitással végződik (a környezet végtelen hőkapacitása miatt). Az origó és a szingularitás távolsága pontosan az RthJA hőellenállás-értékkel egyezik meg. A struktúrafüggvény egyes szakaszai és az adott félvezető eszköz tokozása által realizált hővezetési út elemei között általában egyértelmű megfeleltetés adható. Ezért a struktúrafüggvények alkalmasak a hővezetési út mechanikai

4. ábra A 2. ábrán bemutatott Zth(t) görbéből számolt struktúrafüggvény (piros görbe) és egy másik, nagyobb határfelületi hőellenállás mellet mért tranziensből számított struktúrafüggvény (kék görbe) és törtvonalas közelítésük valamint az ez alapján identifikált impedancia modell. A struktúrafüggvények elválási pontja jelöli ki a LED szerelvény határát (RthJC érték 2,5 K/W körül)

3. ábra A kumulatív struktúrafüggvény

A létrahálózat tehát egy lényegében egydimenziós hővezetési utat modellez, amely a legtöbb esetben, így a teljesítmény LED-ek esetében is, megfelelő közelítés. A létrahálózat egyes elemei a hővezetési útban található különböző tulajdonságú szakaszokat reprezentálják. Ez a tény igen fontos lehet, ha azonosítani akarjuk a hővezetési út egyes elemeit, illetve el akarjuk különíteni a tokozás hőellenállását a hűtőszerelvények hőellenállásától. Az utóbbira jó példa a JEDEC JESD51-14. sz. szabványban [11] definiált úgynevezett transient dual interface method, amelynél ugyanazon teljesítmény félvezető eszköz tokozásának a struktúrafüggvényeit két különböző termikus határfeltétel mellett mért termikus impedancia görbe alapján állapítjuk meg. Első esetben a teljesítménytok hűtőfelülete (az ún. case) és a mérés termikus peremfeltételét biztosító hideg lemez között nagy átemeneti hőellenállású termikus határfelületet alakítunk ki, míg a második esetben a mérésnél kis átmeneti hőellenállást biztosí-


13

tunk a tok és a hideg lemez között. Az így megállapított két struktúrafüggvény elválási pontja megadja, hol van a határ a hővezetési útban a tokozás hűtőfelülete és a hideg lemez, vagy gyakorlati esetekben a hűtőszerelvény (pl. hűtőborda, lámpatestház) között (4. ábra). AC táplálás esetén a termikus impedancia frekvenciafüggése az érdekes. A termikus impedancia frekvenciafüggő megadásából kiindulva a PN átmenet AC hőmérséklete a következő módon számítható: TJ(ω)=Zth(ω)·PdissAC(ω) (2) ahol ω a körfrekvencia és PdissAC az AC teljesítmény dis�szipáció. Egy LED esetében azonban a számítás nem annyira egyszerű, ahogy azt a (2) egyenlet sugallja. A következőkben egyrészt a termikus impedancia frekvenciatartománybeli reprezentációit, illetve a LED-ek AC disszipációját tárgyaljuk. A termikus impedancia néhány elemes létrahálózatos modellje jó kiindulópont a számítások elvégzéséhez. Egy ilyen modell segítségével a termikus impedancia frekvenciafüggése analitikus formában is felírható: (3) ahol az alkalmazott jelölések azonosak a 4. ábrán szereplő jelölésekkel. Könnyen belátható, hogy a frekvencia növekedésével a komplex termikus impedancia abszolút értéke csökken, hiszen az 1/jωCth tagok a nullához tartanak. Ha lineárisnak tekintjük a rendszert, akkor a legegyszerűbb esetben, szinuszos gerjesztésnél PdissAC(t)=Pmax·sin(ωt), így azt tapasztaljuk, hogy a félvezető lapka hőmérséklete szintén szinusz függvény szerint változik: TJAC(t)=TJmax·sin(ωt-φ) (4) Mindez azt jelenti, hogy konstans amplitúdójú gerjesztés esetén a hőmérséklet függ a frekvenciától, hiszen Zth(ω) abszolút értéke csökken a frekvencia növekedésével. A rendszer kapacitív jellege továbbá fázistolást hoz létre a hőteljesítmény betáplálása és a kialakuló lapka hőmérséklet között. A valóságban egy LED váltakozó áramú elektromos táplálása esetén disszipációja nem szinuszos, hanem egy DC középérték körül változó periodikus jel, amely Fourier-sorba fejthető: (5) Ha tehát ismerjük a gerjesztő jel harmonikusait és a termikus impedancia értékét ezeken a felharmonikus frekvenciákon, akkor kiszámíthatjuk a PN átmenet hőmérsékletének időfüggvényét az adott gerjesztésnél: (6) ahol Zth-n = Zth(n·ω0) – ω0 az alapharmonikus körfrekvenciája – Pn jelöli a PdissAC(t) periodikus időfüggvény n-edik harmonikusának Fourier-együtthatóját – lásd az (5) egyenletet. 2.3. Komplex helygörbe A termikus impedancia Zth(ω) frekvenciafüggése közvetlenül is kiszámítható az időtartományban mért időtartománybeli Zth(t) termikus impedancia függvényből1: (7) a(t) = ∆TJ(t)/PdissDC – a z = ln(t) helyettesítéssel kapott a(z) függvényt szokás Zth-val jelölni és ezt szokták termikus impedancia görbének nevezni. 1


14

5. ábra Egy 10 W-os fehér LED 2. ábrán bemutatott termikus impedanciájának frekvencia tartománybeli reprezentációja komplex helygörbe (Nyquist-diagram) formájában. A 0 frekvenciás értékhez tartozó helyvektor a DC hőellenállás értékét adja meg. A további helyvektorok a 100 Hz-es, a 200 Hz-es és a 300 Hz-es felharmonikusokhoz tartozó impedancia értékeket jelölik A termikus impedancia frekvenciafüggése az ún. Nyquistdiagrammal vagy komplex helygörbével is ábrázolható. Az 5. ábrán egy 10 W-os fehér LED termikus impedanciájának ilyen helygörbéje látható. A mérés során a LED-et 350 mA árammal fűtöttük az állandósult állapot eléréséig, majd a fűtőáramot lekapcsoltuk és kis értékű (10 mA-es) mérőárammal mértük a PN átmenet hőmérsékletének hűlési tranziensét (negatív disszipáció ugrásfüggvényre adott válaszát). A helygörbén a 0 frekvenciánál leolvasható érték a jól ismert hőellenállás. Ha egy LED-et 50Hz-es váltakozó árammal táplálunk, a teljesítmény disszipáció alapharmonikusa 100 Hz lesz, és 200 Hz, 300 Hz, stb. frekvenciákon felharmonikusok jelennek meg. A termikus impedancia nagysága egy adott frekvencián az origóból a komplex helygörbe adott frekvenciájú pontjába mutató vektor hossza. A vektorok hossza mindig kisebb, mint a DC értékhez tartozó vektor hossza, vagyis a (DC) hőellenállás értéke. Mindez azt jelenti, hogy a betáplált hőteljesítmény gyors változása esetén a hőenergia az anyagban tárolódik, nem jut el a környezetbe. Mindez a létrahálózatos felírási módból is következik. A termikus impedancia valós része a rezisztív tulajdonságot, a negatív képzetes rész a kapacitív tulajdonságot jelenti. 3. LED-ek AC disszipációja LED-eket meghajthatunk feszültséggenerátoros vagy áramgenerátoros módon. Valós felhasználásokban a tényleges AC meghajtás valahol a kettő között van. A továbbiakban csak az ideális feszültséggenerátoros AC táplálás esetét vizsgáljuk analitikusan. Ekkor UAC=UMAX·sin(ωt), (8) valamint a LED áramának az időfüggvénye: (9)

Itt a jobb oldalon álló első tag a szokásos diódakarakterisztika (magába foglalva a fotonemisszióval nem járó rekombinációs áramot is), a második tag pedig a fénykibocsájtással járó ún. radiatív rekombinácós folyamatok keltette rekombinációs áram.

A LED A disszipált teljesítményt megkaphatjuk, ha a LED-en eső feszültséget megszorozzuk az átfolyó áram azon részével, amely nem a fénykibocsájtáshoz kapcsolódik: (10) Az exp(a·sin(x)) függvény Taylor-soros közelítését felhasználva a következő egyenletet kapjuk: (11)

Láthatjuk, hogy a LED-ek feszültség-áram karakterisztikájának nemlinearitása miatt a teljesítmény disszipációban megjelennek a gerjesztő frekvencia felharmonikusai. A 6. ábrán láthatjuk a (10) képlet szerinti PdissAC(t) periodikus időfüggvényt és első nyolc harmonikusa relatív abszolút értékeit.

eső feszültséget) állandósult állapotban. A teljesítmény hullámformát az oszcilloszkóppal számítottuk ki. A LED kisugárzott fé ny te l j e s í t m é nyé nek hullámformáját egy integráló gömb felhasználásával mértük. A 7. ábrán a mért elektromos hullámformákat láthatjuk. A 8. ábrán ugyanezen LEDteljesítmény hullámformáit mutatjuk be. A 8a. ábra vörös görbéje a kérdéses LED AC dis�szipációjának jelalakját mutatja. E periodikus jel gyors Fouriertranszformációval számított harmonikus összetevői közül az első nyolc relatív amplitúdóját a 8b. ábrán láthatjuk.

7. ábra Egy közvetlen hálózati AC táplálású LED mért elektromos hullámformái

5. Az AC termikus impedancia meghatározásának egy lehetséges módja

6. ábra Egy ideális AC feszültséggenerátoros táplálású LED (10) egyenlet szerinti disszipáció hullámformájának egy periódusa és e hullámforma első nyolc felharmonikusának relatív amplitudói Feszültséggenerátoros jellegű meghajtásról akkor beszélhetünk, ha az előtét impedanciája kicsi. Ez a meghajtási mód nem javasolt, mivel az exponenciális diódakarakterisztika és a negatív hőfoktényező miatt könnyen hőmegfutás léphet fel. A gyakorlatban általában nagy impedanciájú előtéteket alkalmazunk, amely áramgenerátoros jellegű meghajtást jelent. Ez a mód stabilitás szempontjából optimális, ám a fényhasznosítás kisebb. 4. Egy mérési eredmény Egy kereskedelmi forgalomban is kapható AC LED-et vizsgáltunk 230V-os táplálással. A LED és egy 1.3kΩ-os előtét-ellenállás gyárilag alumíniumhordozóra vannak szerelve. Oszcilloszkóppal mértük a LED feszültségét és áramát (az előtéten


15

Ahogy azt a (2) egyenlet sugallja, jó lenne az AC táplálású LED-ek számára egy, a klasszikus hőellenálláshoz ha8. ábra Egy közvetlen hálózati AC táplálású sonló termikus metLED mért teljesítmény hullámformái és AC rikát meghatározni, disszipációjának felharmonikusai aminek a segítségével egyrészt a különböző LED-termékek AC hőátadási tulajdonságai jól összevethetők lennének egymással, másrészt a hűtési megoldások méretezéséhez is jó támpontot adna. Amint azt az előző szakaszokban láttuk, a LED-ek AC disszipációjának nagy a felharmonikus tartalma, így pl. a (2) összefüggést csak az egyes felharmonikusok frekvenciáin alkalmazhatjuk. Tekintve, hogy a termikus rendszert első közelítésben lineáris rendszernek tekinthetjük, alkalmazhatjuk a szuperpozíció elvét, és a különböző harmonikus frekvenciákon számolt hőmérsékletválaszokat összegezve megkaphatjuk a PN átmenet eredő hőmérsékletét – ezt fejezi ki a (6) egyenlet is, ami a hőmérséklet időtartománybeli alakját adja meg. Ezekből következik egy mérési-számítási eljárás, aminek a segítségével bevezethetünk egy effektív AC termikus impedanciát, amivel pl. a közvetlen AC táplálású LED-ek jellemezhetőek. 5.1. Közvetlen AC táplálású LED-ek termikus impedanciájának meghatározása Megfelelően nagy DC feszültséget adva egy AC LED-re megmérhetjük a Zth(t) görbét a JEDEC JESD51-1 szabvánnyal konform módon, az [5] publikációban részletesen leírt eljárás

szerint. Itt a különös nehézséget az adja, hogy a 120..230V-os hálózati feszültség esik a LED soron, azaz ilyen nagyságrendű DC feszültségszint tetején kell a sorba kapcsolt kb. 40..80 db elemi PN átmenet hőmérsékletváltozás keltette, összesen kb. 2..4 V nagyságrendű nyitófeszültség változását mV-os felbontással, nagy sebességgel mérni. (Ehhez pl. a Mentor Graphics® cég T3Ster® eszközcsaládjában ún. nagyfeszültségű LEDboosterek állnak rendelkezésre.) Kombinálva a klasszikus termikus impedancia mérést a CIE 127-2007 ajánlás [12] szerinti teljes radiometriai fluxus méréssel, megkaphatjuk egy AC LED nagyfeszültségű DC meghajtással mért valódi termikus impedanciáját [5]. Az ilyen mérésből származó a(t) termikus egység ugrás válaszfüggvényre alkalmazva a (7)-es összefüggést, a mérési eredményünket a ferkvenciatartományba transzformálva megkapjuk a Zth(ω) függvényt. 5.2. A PN átmenet periodikus hőmérsékletének számítása A mérendő LED-re AC táplálást kapcsolva, a stacionárius állapot kialakulása után megmérhetjük az áram, feszültség, és emittált fényteljesítmény hullámformákat. Ezekből kiszámítható a disszipált teljesítmény időfüggvénye, amiből Fourier-transzformáció segítségével kiszámíthatjuk a disszipáció Pn felharmonikus összetevőit, lásd az (5) egyenletet. Ezekből a Zth(ω) függvényt felhasználva, a (6) egyenlet alapján kiszámíthatjuk a PN átmenet hőmérsékletének időfüggvényét. 5.3. Effektív AC termikus impedancia A hőmérséklet és a disszipáció időfüggvényeinek ismeretében definiálhatunk egy új mennyiséget, az effektív AC termikus impedanciát. A definiálás módja nem egyértelmű, két szóba jöhető javaslatunk van: 1. ZthAC-mean =TJAC-mean /PdissAC-mean – ebben az esetben a hőmérséklet és disszipáció hullámformák átlagértékének hányadosaként számoljuk az effektív AC termikus impedanciát 2. ZthAC-max =TJAC-max /PdissAC-mean – egy másik értelmes alternatívának az tűnik, hogy a PN átmenet hőmérsékletének maximuma és az AC disszipáció átlagértéknek hányadosaként definiáljuk ezt a mennyiséget. Az itt bemutatott mérési-számítási eljárásnak az az előnye, hogy mérőeszköz igénye hardver tekintetében megegyezik a szokásos LED termikus mérések mérőeszközigényével. Alkalmas az itt vázolt mérési feladatra kifejlesztett mérőszoftver segítségével az általunk javasolt módszerrel a közvetlen AC táplálású LED-ek effektív AC termikus impedanciája megállapítható. Fontos megjegyezni, hogy az impedancia értéke függ a gerjesztés frekvenciájától, tehát más értéket kapunk 50 Hzes, illetve 60 Hz-es hálózati frekvencián üzemeltetve akár ugyanazt a LED-et.

Irodalomjegyzék [1] H-H. Yen, H-C. Kuo, W-Y. Yeh, "Characteristics of Single-Chip GaN-Based Alternating Current Light-Emitting Diode", Japanese Journal of Applied Physics Vol. 47 (2008), pp. 8808-8810 [2] P-T. Chou, W-Y. Yeh, M-T. Lin, S-C. Tai, H-H. Yen, "Development of Onchip AC LED Lighting Technology at ITRI", Proc. of the 2009 CIE Midterm Conference,Light and Lighting, Budapest, Hungary, (2009) [3] J. Cho, J. Jung, J. H. Chae, Hyungkun Kim, Hyunsoo Kim, J. W..Lee, S. Yoon, C. Sone, T. Jang, Y. Park, E. Yoon., "Alternating-current light emitting diodes with a diode bridge circuitry", Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 46 (2007), pp 1194–1196 [4] A. Poppe and C. J. M. Lasance, "On the Standardization of Thermal Characterization of LEDs", In: Proceedings of the 25th IEEE Semiconductor Thermal Measurement and Management Symposium (SEMI-THERM'09), San Jose, USA, 15-19 March 2009, pp. 151-158 [5] A. Poppe, G. Farkas, G. Molnár, B. Katona, T. Temesvölgyi, J. W. He, "Emerging standard for thermal testing of power LEDs and its possible implementation", In SPIE Proceedings 7784, paper 38 (SPIE Solid State Lighting Conference, 1-5 August 2010, San Diego, USA) [6] http://www.mentor.com/products/mechanical/products/t3ster/ [7] JEDEC Standard JESD51-1 "Integrated Circuit Thermal Measurement Method - Electrical Test Method (Single Semiconductor Device)" http:// www.jedec.org/sites/default/files/docs/jesd51-1.pdf [8] http://www.mentor.com/products/mechanical/products/teraled [9] Kovács Zoltán, Marosy Gábor, Poppe András, "LED-es közvilágítási lámpatestek termikus tranziens teszteléssel való diagnosztikai vizsgálatának lehetőségei", Elektrotechnika, 2011/07-08. szám [10] V. Székely, Tran Van Bien: "Fine structure of heat flow path in semiconductor devices: a measurement and identification method”, SolidState Electronics, V.31, No.9, pp. 1363-1368 (1988) [11] JEDEC Standard JESD51-14 "Transient Dual Interface Test Method for the Measurement of the Thermal Resistance Junction-To-Case of Semiconductor Devices with Heat Flow through a Single Path" http:// www.jedec.org/sites/default/files/docs/JESD51-14.pdf [12] CIE Technical Report, "Measurement of LEDs", CIE127-2007 (2007)

Temesvölgyi Tamás PhD-hallgató BME, Elektronikus Eszközök Tanszéke [email protected]

Poppe András

6. Összefoglalás Az AC termikus impedancia ismerete elengedhetetlen a LED-es fényforrások és lámpatestek megfelelő hűtésének tervezéséhez. Az AC termikus impedancia mindig kisebb, mint ugyanazon LED állandósult állapotbeli hőellenállása, és értéke függ a frekvenciától. Analitikus számítással is és méréssel is megmutattuk, hogy a LED-ek U-I karakterisztikájának nemlinearitása miatt a teljesítmény disszipációnak jelentős felharmonikus tartalma lesz. Javaslatot tettünk az AC termikus impedancia definiálására, és eljárást adtunk meg arra, hogy meglévő műszerek szoftveres kiegészítésével megmérhessük azt.


Köszönetnyilvánítás A munka szakmai tartalma kapcsolódik a "Minőségorientált, összehangolt oktatási és K+F+I stratégia, valamint működési modell kidolgozása a Műegyetemen" c. projekt szakmai célkitűzéseinek megvalósításához. A projekt megvalósítását az Új Széchenyi Terv TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0002 programja támogatja. Ezúton is szeretnénk köszönetet mondani Molnár Gábornak (Mentor Graphics, MicReD) a vizsgálatainkhoz szükséges egyes mérések elvégzéséért.

16

egyetemi docens, tanszékvezető-helyettes BME, Elektronikus Eszközök Tanszéke [email protected]

Farkas Gábor senior development manager Mentor Graphics MicReD Divízió [email protected]

A LED Kerekes Béla

Szolnoki Tiszavirág híd dísz- és funkcionális világítása Egy jelkép, mint Párizsnak az Eiffel-torony, New Yorknak a Szabadság-szobor, olyanná szeretne válni Szolnoknak a most elkészült Tiszavirág híd. A hídnak – amelyet még a CNN is bemutatott – kecses, merész vonalvezetésével és nem utolsósorban impozáns díszvilágításával erre minden esélye megvan. A cikk bepillantást ad a dísz- és funkcionális világítás tervezésébe és bemutatja a megvalósult világítást. The Eiffel Tower for Paris, the Statue of Liberty for New York City, the Tiszavirág bridge wants to become a symbol for Szolnok as well. The graceful and innovating bridge with its extraordinary decorative lighting – which was also presented by the american CNN- has all the chances to become one. The article introduces the engineering of the decorative and functional lighting and shows the existing lighting.

Előzmények Szolnok városának történelmi városmagja és az ebből kinőtt modern város a Tisza jobb partján, a Zagyva torkolatának környezetében alakult ki. A bal parton a "Tiszaliget" körgáttal védett területén egy pihenésre és a szabadidő eltöltésére szolgáló városrész alakult ki a XX. században. A parkos, ligetes területen strandfürdő, üdülők, tenisz- és labdarúgópályák, valamint két sportcsarnok és más, a szabadidős tevékenységekhez kötődő építmények is létesültek. A közeljövő fejlesztési tervei között szerepel egy fürdő építése a termálvizek

1. kép hasznosítására és a Szolnoki Gazdasági Főiskola campusának felépítése. A város használhatósága, a lakosok életminőségének javítása (gyalogosan és kerékpárral is jól megközelíthető legyen a belvárosból a ligeti oldal), a fejlesztések előmozdítása érdekében már régen felmerült egy gyalogos-kerékpáros Tisza-híd létesítésének gondolata, melyre a város önkormányzata 2007 júliusában pályázatot is kiírt. A pályázat célkitűzése egy olyan átkelési kapcsolat tervezésének elindítása volt, mely egyedi hídszerkezete és annak megjelenése révén


17

a város jelképévé is válhat, ugyanakkor a város felőli hídfőben levő tér átépítésével és forgalmi kapcsolatainak megoldásával szervesen illeszkedik a város testébe, vonzásával pedig egyfajta – rendezvények, hídi vásár tartására is alkalmas – közösségi központ is kialakulhat. A híd helyszíne a régi városrendezési terveken már szerepelt, a Tiszát a Szapáry utca vonalában keresztezi. A pályázatot a szerkezettervező Pont-Terv Zrt és az A.D.U. Építész Iroda Kft. közös pályázatának szimmetrikus ívhídja nyerte meg. A híd tervezője az acélszerkezettel a repülő kérészt szimbolizálja, ezzel adja meg a híd kecses formáját, és innen kapta a nevét: TISZAVIRÁG HÍD (1. kép, látványterv) Feltétlenül meg kell említeni a Pálossy Miklósnak a nevét, aki a híd tervezője volt. Néhány jellemző műszaki adat a hídról: – teljes hossza 320 m – gátak közötti mederhíd 186 m – pillérek közti átfeszítés 120 m – szélessége 5,8 m – járófelület 5 m – össz. tömeg 380 tonna A hídhoz kapcsolódóan a két part is új arculatot kapott, a jobb part a Tiszai hajósok tere (2. kép látványterv), a bal part a Tiszaliget. A parti építmények tervezője dr. Gajdos István volt. A hidat a kivitelező cég telephelyén gyártották le, hajón szállították a helyszínre nagy elemekben, és ott 2. kép állították össze. Világítási koncepció A dísz- és funkcionális világítást külön-külön kellett kidolgozni, ugyanakkor ezeknek összhangban kellett lenni egymással. A beruházói igény szerencsésen egybeesett az elképzelésünkkel, hogy a hídra szerelt valamennyi lámatest LED-es legyen. A híd egy vékony acélszerkezet, nagy látható felületek nincsenek rajta, ezért a díszvilágításra, diszkrét fénypontokból álló gyöngysort álmodtunk meg. Ez lett a főtartó íven a PONTSORVILÁGÍTÁS (3. kép). A járófelületet funkcionális világítással is el kellett látni, azonban a híd kecses formája azt kívánta, hogy oszlopsort ne helyezzünk el, így kézenfekvő volt a lámpatesteket a híd mindkét oldalán végigfutó kor3. kép lát kézléceibe rejteni. A távoli szemlélő szempontjából a túloldali korlátba helyezett lámpatestek pontszerűnek mutatkoznak, így ezzel egy másik pontsor is kirajzolódik. Ez lett a KORLÁTVILÁGÍTÁS (3. kép). Ez a két pontsor adja a híd díszvilágításának fő motívumát. További kiegészítő világítást is terveztünk, így az ívtartó belső felületének és a hídpályát tartó csövekből álló térbeli rácsos szerkezet megvilágítását, ami egyben a járófelületbe elhelyezett üvegablakok megvilágítására is szolgál.

A lámpatestek kiválasztásához egy követelményrendszert kellett felállítani, hiszen számos gyártó szerette volna termékeit a hídon látni. A követelményeket az alábbi 5 csoportban lehet összefoglalni, amely több mint 30 követelményt tartalmazott. Házra vonatkozó mechanikai és külső követelmények; Optikai és fénytechnikai követelmények; Lámpatest elektromos paramétereinek követelményei; Garanciális, üzemeltetéssel kapcsolatos követelmények; Dokumentumok, amelyeket a beszállítóknak szolgáltatni szükséges. Pontsorvilágítás

4. kép

5. kép

6. kép

A pontsor a főtartó acélcső külső ívén helyezkedik el úgy, hogy még nagy távolságból nézve se olvadnak össze a fénypontok, ugyanakkor közelről is elfogadható sűrű pontsor rajzolódik ki. (4. kép) A lámpák közti távolságot megfigyelés útján és a műszaki lehetőségek figyelembevételével határoztam meg, így adódott a 1450 mm. A pontsorlámpa kiválasztásánál a fenti követelményrendszernek mindenben megfelelő és még néhány speciális szempontot kellett figyelembe venni. Többek között: – Kerek legyen, átmérője illeszkedjen a főtartó ív méretéhez, 200300 mm átmérőjű, – háza öntött alumínium, burája edzett üveg, védettsége min IP65 legyen. – Bura felületi sűrűsége egyenletes legyen, összesen kb. 3-400 lm fényáramot bocsásson ki. Ilyen LED-es lámpatestet persze nem találtam, így örültem annak is, hogy megtaláltam azt a házat, (5. kép) amelybe a kívánt fénytechnikai paraméterekkel rendelkező LED-es panelt bele lehet helyezni. A lámpatestben 3 db 1,2 W teljesítményű, 105 lm/W-os, 4000 K-es LED került. Sajnos a nagy teljesítményű LEDek fénysűrűsége nagyon nagy, így a LED-ek és a bura közé még egy diffúzort is be kellett építeni. Ez sokat segített a homogén fénysűrűség elérésében. (6. kép) Összesen 172 db került fel, amely a híd 4 sarkától kapja a megtáplálást. Külön érdekesség a karbantartás – bár a gyártók igen hosszú élettartamot ígérnek –, még LED alkalmazása esetén is szükség van erre. A lámpatestek kívül esnek mindenféle járható felülettől, így egyedüli gazdaságos megoldás csak az alpintechnika alkalmazása. Ennek megfelelően a lámpatestek felerősítését és az azokat összekötő védőcsövezést úgy kellett kialakítani, hogy az a karbantartó személyeket is elbírja.


18

Korlátvilágítás Ez a híd járófelületének funkcionális világítása, ahol a lámpatestekkel szemben néhány speciális igényt figyelembe kellett venni. (7. kép) – Keresztmetszete lehetőleg minél kisebb legyen, figyelembe véve a híd tervezőjének ilyen irányú igényét. – Burája vandálbiztos, védettsége min IP65 legyen. – Teljesíteni lehessen vele az S1 (MSZ EN13201) követelményeit. A világítástechnikai méretezés nem ment zökkenőmentesen, hiszen az eredetileg tervezett lámpatesttel ugyan elvégeztem a méretezést, de az azt kiváltó lámpatestnek nem álltak rendelkezésre a fénytechnikai adatai, ezért a méretezést próbavilágítással pótoltam, így a mérések alapján tudtuk meghatározni a lámpatestbe beépítendő LED-ek számát. Ehhez persze kellett a lámpatesteket szállító cég rugalmassága. A lámpates7. kép tek egyenként 5 db, a pontsornál alkalmazottal megegyező LED-et tartalmaznak, figyelembe véve azt az adottságot, hogy korláttartó oszlopok osztástávolsága 1500 mm és minden közbe 1-1 lámpatest kerüljön. Az esetleges túlmelegedés ellen védeni kellett, így a burkolaton alul-felül szellőző furatokat alakítottak ki, így azok szellőzése biztosított. A képen látható, hogy maga a lámpatest teljesen rejtve van, így házának formája, külleme lényegtelen, tartóssága, jó optikai tulajdonsága annál fontosabb. Végül is az egyedileg ide tervezett és legyártott lámpatestek az említett 30 pontos követelményrendszer többségének megfeleltek, így egy korrekt megoldás született. Összesen 506 db került beépítésre. Ívtartó világítás Az ívtartó belső felületének megvilágítására azért van szükséges, mert a pontsorvilágítás az ívtartó külső felületén helyezkedi el, belül világítás nélkül marad, és a hídon áthaladók a külső fénypontsort a hídról nem látják. Itt egy viszonylag keskenyen sugárzó fényvetőt kerestem. Látszólagos ellentmondás, hogy a lámpatest formájából nem egy keskenyen sugárzó fényvetőt gondolnánk, de a LED-technológiából adódódóan a csipre helyezett lencse hozza létre a sugárzási szöget. A fényvetők elhelyezését úgy kellett meghatározni, hogy a cső palástja sötét oldalának teljes felét megvilágítsa, ezért csővégenként kettőt-kettőt helyeztünk el. Rácsvilágítás A hídpályát tartó térbeli rácsos szerkezet minden elemét szerettem volna külön-külön megvilágítani, de anyagi okokból ezt el kellett vetnem, így egy szélesen sugárzó, általános megvilágítást adó lámpatest került a helyébe. Ez a lámpatest szolgálja a járófelületbe helyezett üvegablakok alulról történő megvilágítását is. (8. kép)

A LED A hídberuházásához tartozott a Tiszai hajósok tere teljes átépítése, ahol 3 alapvető világítási feladatot kellett megoldani. Park és parkoló világítását, a kerékpárosok feljutását lehetővé tevő rámpavilágítását és a hídfőnél kialakuló építészeti téren egy díszítő jellegű világítást. Parkoló világítása

11. kép

A parkoló világítását D2 világítási helyzetbe és CE2 világítási osztályba soroltam. (MSZ EN13201) A lámpatest kiválasztásánál törekedtem arra, hogy formája a híd alapvetően csőszerkezetéhez illeszkedő oszloplámpa legyen. Az osztásnál segítségemre volt az építész által megrajzolt térburkolat mintázata, így csak ellenőrző számítást kellett végeznem. A fényforrás itt nem LED, hanem 150 W-os kerámiacsöves fémhalogénlámpa. (9. kép)

8. kép

12. kép

Díszvilágítás A félköríves rámpa belső fala egy teret határol, a fal tövében körbe padka fut padokkal. A padok közé a padka vízszintes felületébe süllyesztett lámpák alkalmazásával egy dekoratív súroló fényjátékot terveztünk. A hatás eléréséhez egy nagyon keskenyen sugárzó fényvetőre volt szükségünk. A falfelületen kialakuló egyenletes kép eléréséhez nagyon fontos kritérium volt, hogy a lámpatest optikája 0 és 10 fok között állítható legyen. Összefoglalva a hídra és környezetébe 843 db LED-es lámpatestet építettek be, ami összességében kevesebb, mint 6 kW teljesítményt vesz fel. Ebben nincsenek benne a park és parkoló fémhalogénes oszloplámpái. A hidat 2011. január 21-én adták át a nagyközönség számára.

9. kép Rámpavilágítás (10. kép) A kerékpárosok egy félköríves rámpán tudnak felhajtani a hídra, ahol a hídéval megegyező világítási követelménynek kell megfelelni. A rámpa két oldalát egy tömör mellvéd fogja közre, így mellvédbe építhető lámpatesteket terveztünk. A lámpatest egy meglévő szériatermék, (11. kép) melybe a kompakt fénycsöves egység helyére egy 7 db-os LED-es panel került. (12. kép) A lépcsőfeljárók világítását is ezekkel a lámpákkal oldottuk meg.

Felvételek: Pálossy Miklós, Szabó Gergely, Kerekes Béla

Kerekes Béla

világítástechnikai szakmérnök FÉNYKERÉK Kft., ügyvezető [email protected]

10. kép


19

A LED

Lezárult az I.

az

Hobbiem hnika c t o r t k ele pályázat

Fiatalokról fiataloknak

növeli, egyenirányítja. A kimeneti jel szűrésére, illetve stabilizálására egy, a Graetz - híddal párhuzamosan kötött puffer kondenzátorral és egy RC taggal egészítem ki a kapcsolást. (2. ábra) Ilyenkor a kimeneti feszültségben egy kis értékű Ub búgófeszültség jelenik meg. Tekintettel a nem állandó haladási sebességre, amely változó effektív értékű feszültséget hoz létre, ezért egy integrált, +12V-os feszültségű stabilizátort is el kell helyezni a kapcsolásban.

Kerékpár biztonsági világítás Manapság sok balesetet szenvednek a közúton közlekedő kerékpárosok. Ennek egyik legfőbb oka a nem megfelelő megvilágítottság. A forgalomban sokfajta jelzőfény kapható biciklisták számára. Ezeknek legnagyobb hátránya a rövid működési idő a ceruzaelemek alkalmazása miatt. Ráadásul ezek csak előre-hátra bocsájtanak ki fényt, oldalra nem, ennek következményei az átkelőkben, kereszteződésekben történő balesetek. Faragó Dániel Ez megelőzhető egyfajta fényvisszaverő láthatósági mellény viselésével. Ez kényelmetlenné teszi az utazást, ráadásul viselésének elfelejtése is megeshet. Egy olyan megoldásra van szükség, amely kielégíti a 21. századnak megfelelő biztonsági és technikai megoldásokat, és emellett kényelmes, nem zavarja a biciklista mozgásterét, miközben figyelemfelkeltő jelzést ad az autós számára az előtte közlekedő kerékpár pillanatnyi helyzetéről. Ez egyetlen módon lehetséges, egy bicikli kerekére vagy kerekébe épített biztonsági világítással. Fontos kritérium ezzel kapcsolatban, hogy az energiaellátás elemek nélkül legyen megoldva. Ilyen megoldás például egy generátor, melyet a kerékagyban helyezünk el. Ez a megoldás maga után vonja azt a tényt, hogy a működési ideje drasztikusan megnő. A világítást legjobban speciális CREE LED-ekkel lehet megoldani. Ezek szolgáltatják a megfelelő fényáramot. Hátrányuk viszont a disszipációs veszteség, amit a kerekek felnijén jól el lehet vezetni, hisz ez is egyfajta alumíniumfelület. Mivel a felszerelt jelzőlámpák fényárama nagy, ezért valamilyen szinten elölről és hátulról is láthatóbbá válik a kerékpár.

1. ábra

Előre hangsúlyozom, hogy megoldásom nem terepkerékpárokra készült, hisz ott nincs is szükség biztonsági világításra. Az ötlet a jól ismert Propeller Clockból ered, amelynek kapcsolása a www.hobbielektronika.hu oldalon megtalálható. A kapcsolás alapját képezi az a tény, hogy az emberi szem körülbelül 20-25 Hz felett egybefüggőnek látja a mozgó képet. (1. ábra) Ez a jelenség a szem tehetetlenségének köszönhető. Ezt kihasználva olyan eszközt lehet létrehozni néhány LED-del, amely kirajzolja a kerék mozgását váltófeszültség mellett. A folyamatos ki-be kapcsolás csökkenti a félvezető nem csekély élettartamát. Ez úgy küszöbölhető ki, hogy a generátor és a terhelés közé helyezünk egy két utas, kétütemű Graetz egyenirányítót. Ez az alkatrész a bemeneti feszültséget kétszeresére


20

2. ábra Ezeket az SMD technológiával felületszerelt alkatrészeket egy flexibilis, öntapadós áramköri panelen a kerékfelni belsejében, a biciklibelső alatt könnyedén el lehet helyezni az alkatrészek minimális mérete miatt. A speciális felhasználás miatt nem lehetséges előre legyártott, bolti generátort használni, csak saját tervezésű modell felszerelése lehetséges, amely iskolai keretek között is előállítható. Olyan generátorra van szükség, melynél a kerékre szerelt, mozgó tekercsekben indukálódik a feszültség álló állandó mágnesek segítségével. A tervezésnél számításba kell venni a kívánt kimeneti feszültség nagyságát, illetve meg kell határozni egy olyan minimális átlagsebességet, amelynél még fényesen világítanak a meghajtott LED-ek. A LED-ek színei tetszés szerint választhatók, erre nem tér ki a KRESZ, de célszerű fehér vagy a hagyományos borostyánsárga fényvisszaverő prizma színét választani. A generátor és az általa működtetett LED-ek között egy, a küllőkre szerelt, kétszeresen szigetelt vezetékpár teremt kapcsolatot, amelyre egy zsugorcsövet melegítünk, így a vezetékpár esztétikusabb és ellenállóbb lesz a különféle külső mechanikai behatásoknak. Rugalmas felhasználását bizonyítja az is, hogy a készülék a kerékpár első, illetve hátsó kerekeire is felszerelhető, bármekkora kerékméret (átmérő) esetén is. Álló helyzetben természetesen nem indukálódik feszültség, tehát automatikusan megszűnik a tápellátás, így az eszköz azonnal „készenléti állapotba” kerül. Így elkerülhető a felesleges működés. Egy nagyobb kapacitású kondenzátor segítségével a kikapcsolás késleltethető. (3. ábra) Hosszú élettartalmát a felhasznált alkotóelemek szavatolják, mivel a LED-ek működési ideje elérheti az 50-60 000 órát is. Említésre méltó az a tény is, hogy nem szükséges a rendszeres karbantartás a beépített energiaforrás miatt. Mivel az alkatrészek döntő többsége a forgalomban könnyedén beszerezhető, ezért előnyeihez sorolható a költséghatékony és gyors előállítás is.

Faragó Dániel Mechatronikai Szakközépiskola és Gimnázium Lektor: Dr. Borsányi János

3. ábra

A LED Az emberi szem tehetetlenségét kihasználó kijelzők (POV - Persistence of Vision)

Az emberi szem tehetetlenségét már régóta kihasználják a képalkotó eszközök. Legegyszerűbb példa erre a mozifilm, ahol másodpercenként 24 képkockát vetítenek, mert ezt a szemünk már folytonosnak látja. Kicsit rosszabb a helyzet a fényfelvillanásokkal kapcsolatban, mert ahhoz, hogy egy fényforrás fényét folyamatosBleuer Csaba nak lássuk, kb. 50-et kell villannia másodpercenként. A moziban a vetítőgép minden képváltáskor kioltja a fényforrást (eltakarja), hogy ne látszódjon a vásznon, amikor a film továbblép. Ilyenkor a másodpercenkénti 24 felvillanás zavarná a szemünket, ezért minden képkocka kivetítése közben még egyszer kioltják a fényforrást. Az így kapott másodpercenkénti 48 felvillanást már egyenletesnek látjuk. A hagyományos katódsugárcsöves televízió is hasonlóan működik. Annyiban jobb hatást tud elérni a mozinál, hogy a képcső nem alszik ki teljesen két felvillanás között, van egy kis "utánvilágítása".

Hogyan használjuk ki a szem tehetetlenségét a kijelzők tervezésekor

Egy hétszegmenses LED-kijelző vezérléséhez nyolc vezérlőjelre van szükség. A LED-ek közösített anódja tápfeszültségre van kötve (ezt nem számoljuk). A hét szegmens és a tizedespont katódjai közül pedig az van földpotenciálon, amelyiknek világítani kell. Egy négy számjegyű kijelző esetén 8x4=32 jelet kell vezérelni. Ha minden kijelző azonos szegmenseihez tartozó katódjait összekötjük, akkor ugyanaz fog megjelenni minden számjegyen. Ha viszont az első számjegy kijelzésekor csak az első kijelző anódját húzzuk fel, a második kijelzésekor a másodikat és így tovább, akkor minden számjegy a maga helyén fog megjelenni. Ha elég gyorsan váltogatjuk a számjegyeket, olyan gyorsan, hogy minden számjegy másodpercenként legalább 50-szer felvillanjon, akkor a szemünk nem fogja észrevenni a csalást, és 12 vezérlőjel bekötésével megoldottuk a kijelzővezérlést. Ezt a módszert szinte minden LED-kijelzőnél alkalmazzák. Látszólag további megtakarítás érhető el, ha elhagynánk a négy számjegy közül hármat, és a maradék egyet gyorsan körbemozgatnánk. Ha a megfelelő pozícióban villantanánk fel a megfelelő számjegyet, akár egy teljes kör alakú sokszámjegyű kijelzőt is vezérelhetnénk kilenc vezérlőjellel. Az ilyesmi nem szokásos, a szükséges mechanika miatt nyilván nem éri meg. Játékból azonban érdemes próbálkozni hasonló készülékek építésével, mert figyelemfelkeltő, nagyon látványos hatást lehet elérni. Megfelelő fordulatszám mellett a kijelzők (LED-ek) rögzítő szerkezete nem látszik, csak a LED-ek fénye fog megjelenni a térben, mintha lebegne. Alkalmas reklámfeliratok megjelenítésére.

Milyen POV eszközöket lehet készíteni

HDD clock, vagyis egy használt winchestert mutatós órává alakítanak. A winchester lemezei alá színes LED-eket tesznek, a lemezen pedig készítenek egy bevágást. Miközben a lemez forog a háttérben lévő LED-eket a bevágás pillanatnyi szö-


21

gének megfelelő színnel villantják fel. Ezzel a módszerrel mutatós órát lehet megjeleníteni, meg hozzá színes hátteret. Lehet LED-sorokat forgatni hengerpalást mentén... (1-4. ábra). Az "Integető" változat nem annyira precíz, mert az egyes kijelzett képek nem pontosan kerülnek fedésbe. (5. ábra)

Milyen technikai problémákat kell megoldani

Az ilyen szerkezetek megvalósításakor az egyik legnagyobb gond a pontos kiegyensúlyozás. Mivel a LED-eknek a mozivetítőkhöz hasonlóan nincs utánvilágítása (ha lenne is, az a fény már nem a megfelelő pozícióból jönne), nagyjából másodpercenként 50 fordulat szükséges a jó hatás eléréséhez. A forgórész általában tartalmazza a LED-et vezérlő elektronikát, így csak a tápfeszültségről kell gondoskodni. Egyszerű, de kevésbé elegáns

1. ábra Forgó kijelző

2. ábra A “forgó kijelző” álló helyzetben

3. ábra Propeller clock

4. ábra A propeller clock működés közben

5. ábra Integető kijelző

megoldás a csúszóérintkező. Zajos és az élettartama is véges. Szebb megoldás a transzformátor, de ezt házilag nehezebb elkészíteni. Ha menet közben szeretnénk a kijelzett információt módosítani, pl. beállítani az órát, akkor a kommunikációt is meg kell oldani. Erre infravörös vagy rádiókapcsolatot szoktak használni. A kép szinkronizálására a forgórész egy meghatározott pozícióját érzékelni kell. Ennek segítségével a vezérlő meg tudja mérni a körbefordulási időt. Erre a célra reed relé, optikai érzékelő vagy HAL szenzor alkalmazható.

Az általam készített földgömb kijelző megvalósítása

Egy leselejtezett ventillátor motorja hajtja azt a forgó gyűrűt, amely alapját képezi a földgömb kijelzőnek. Mivel a ventillátorokhoz hasonlóan itt is egy nagy légellenállású gyűrűt kell forgatni, ezért én is – mint más hasonló kijelző készítői –

ventillátor motort használtam erre a célra. A kép szerkesztéséhez pedig a Microsoft Excelt. A megrajzolt képet így könnyen lehet számok listájává alakítani. A kör alakú vázat egy 200 mm átmérőjű csatornacső pereme képezte. A kijelzett adatok tárolása 10. ábra A végállás-érzékelő a vezérlő memóriájában történt, így a kép csak a szoftver újrafordításával módosítható. A forgórész pozícióját egy ponton egy optikai érzékelő jelzi. A csúszó érintkező 4 ágú, rugalmas lemezekből készült. Ennek az az előnye, hogy tökéletlen érintkezés esetén a 4 ágból valamelyik biztosan érintkezik. A negatív pólus a motor tengelyén keresztül „jut fel”.

7. ábra Csúszóérintkező

Az integető kijelző megvalósítása

6. ábra A földgömb kijelző áramköre

8. ábra A földgömb működés közben

Fényjáték a diódával:

Térbeli LED-kocka

Korpavári Bence

Tomor Endre

1. ábra A LED-kocka mátrix

2. ábra A vezérlőpanel installálás előtt

Az elektrotechnika törvényeit, valamint az elektronikai félvezetők működését felhasználva a (PIC - FPGA) programozási technika segítségével 3 dimenziós fényjáték hozható létre, az érdeklődő laikusok (fiatalok) és szakmabeliek (öregebbek) „elkápráztatására”. Ha a világító diódákat (LED), X-Y-Z térbeli koordináták szerint meghatározott pontokban összeállítjuk, akkor egy térbeli, több ponton világító kocka képe jön létre. A programozás lehetőségeit felhasználva, számtalan kép tervezhető és megjeleníthető, egy virtuális „KOCKA MÁTRIXBAN”, láthatóvá téve egy 3 dimenziós élő-mozgó fényjátékot. A kialakítás fázisai: A csomóponti és a huroktörvény alkalmazása (a mátrixos kocka felépítése: az oszlopok a LED-ek pozitív lábai, a sorok a LED-ek negatív lábai). Tanulási célok: kétoldalas (kézi) NYÁK gyártástechnika, a PIC programozás alapjainak elsajátítása, demonstrációs „térbeli” médiaeszköz megépítése internetes példák alapján. A munkadarabot a Cseri-elektro műhelyében elektronikai technikus


22

Ez lényegesen egyszerűbb szerkezet az előzőnél. A teljes megvalósítás, hardver és szoftver is egyszerűsített változata egy forgó verziónak. A végállásnál keletkező gyorsulást egy rugalmas lemez meghajlásával és ütközésével érzékeli. Bleuer Csaba, villamosmérnök Lektor: Dr. Borsányi János

szak elsőéves tanulójaként, főként szabadidőben készítettük el, a mérnöktanárok segítő konzultációja mellett. Az eredeti ötletet: http://picprojects.org.uk/projects/lc/ index.htm ihlette. (A vezérlést a későbbi programozás érdekében átterveztük, folyamatosan fejlesztjük új verziókkal.) A LED-kocka 3 NYÁK panelból épül fel, amiket szalagkábellel csatlakoznak egymáshoz. A három panel: – Vezérlőpanel: a tranziszorokat és az optócsatolókat tartalmazza – Alappanel: LED-kockát tartalmazza a szalagkábel csatlakozókkal – PIC vezérlő-programozó panel: megvalósítja a mátrixok programozható vezérlését. A LED-es mátrixkocka lényege: a 125 db világító dióda működésének végtelen sok variációs lehetősége, tehát: játék a fénnyel….

3-4. ábra Működés közben

Tomor Endre, Korpavári Bence Cserháti Sándor Műszaki Szakképző Iskola és Kollégium, Nagykanizsa www.cserhati.hu Utóirat: A fiúk zsebpénzüket, szabadidejüket és tanáraikat nem kímélve folyamatosan dolgoztak(nak) a projekt fejlesztésén. Remélem Ők már az új MEE- generáció hírnökei.

5.ábra Tomor Endre a vezérlőpanelt installálja

Mentor: Belső Tibor, MEE Zalaegerszegi Területi Szervezet titkára

A LED Günther Volz

Effiziente Beleuchtung mit LED - Stand der Technik in der Innen und Außenbeleuchtung

Innovative Lichttechnik mit LED ermöglicht besseres Licht mit weniger Strom und reduzierten Betriebskosten. Beim Neubau und Modernisierungen im Gebäudebestand können Weichen für wesentliche Kosteneinsparungen gestellt werden. Auch in der Außenbeleuchtung und öffentlichen Straßenbeleuchtung sind mit LED und intelligentem Lichtmanagement Einsparungen bis zu 75% der Betriebskosten möglich.

Einleitung

Die Lichtausbeute von LED und der Wirkungsgrad von Leuchten wurden in den letzten Jahren wesentlich verbessert. Elektronische Betriebsgeräte erlauben eine bedarfsgerechte Anpassung an unterschiedliche Erfordernisse im Betrieb. Ergonomische und gestalterische Anforderungen lassen sich immer besser verwirklichen. Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der LED, ihre Flexibilität und Dynamik, Effizienz und Langlebigkeit machen sie zum Lichtwerkzeug der Zukunft. Im Innenbereich, in Außenanlagen, öffentlichen Straßen und im Automobil finden LED ihren Platz und sorgen für eine neue Qualität der Beleuchtung. Gebäude, Fassaden und Plätze können mit LED wirkungsvoll und farbenprächtig in Szene gesetzt werden. Mit dem infrarot- und UV-freien Licht der LED können sensible Waren schonend präsentiert werden. Die neuen Einsatzmöglichkeiten verbinden sich mit hoher Effizienz und Lebensdauer. EU-Richtlinien sowie nationale Verordnungen fordern besondere Energieeffizienz auch bei der Beleuchtung. Das gesetzliche schrittweise „Verbot“ der Glühlampe und anderer ineffizienter Lampen stellte die Weichen für eine „Lichtwende“ und beschleunigt damit das bisherige Innovationstempo in der

die LED-Technik im Rahmen der HighTech-Strategie: Neben der Förderung von Forschungsprojekten hat das BMBF die LEDLeitmarktinitiative ins Leben gerufen und den Wettbewerb „Kommunen im neuen Licht“ initiiert. Die Leitmarktinitiative soll die Partner in der Beleuchtungstechnik zusammenbringen, um gemeinsam die Etablierung der LED in der Allgemeinbeleuchtung voranbringen. Im Wettbewerb wurden zehn kommunale Demonstrationsprojekte ausgezeichnet. Diese wurden mit Fördermitteln bis zu max. 2 Mill. EUR pro Modellprojekt ausgestattet. [Bild 1]

Grundlagen der LED und Vergleich mit konventioneller Lichttechnik

Nach und nach eroberten sich die Halbleiter einen Lieblingsplatz in der Effekt-, Akzent- und Orientierungsbeleuchtung. Dazu verhalfen vor allem die satten Farben der LED. Mit weißem Licht und intelligenter Steuerung sorgen LED jetzt für hohe Lichtqualität in Gebäuden und Außenanlagen. Gegenüber konventionellen Lampen zeichnen sich LED durch viele positive Eigenschaften aus:  lange Lebensdauer - bis zu 50.000 Stunden und mehr - weitgehende Wartungsfreiheit  weißes und farbiges Licht mit guter Farbwiedergabe  hohe Effizienz  stufenlos dimmbar ohne Verluste in der Lichtausbeute  sofortiger Betrieb und flackerfreies Licht, auch für hohe Schalthäufigkeit geeignet  unempfindlich gegen Vibrationen  abgestrahltes Licht ist frei von IR- und UV-Anteilen  schonend für nachtaktive Insekten  kompakte Bauform erlaubt Gestaltungsfreiheit und innovatives Lichtdesign  das gerichtete Licht der LED kann einfach gebündelt werden  quecksilberfrei - am Ende der Lebensdauer unkompliziert zu entsorgen Die Lichtausbeute der LEDs verdoppelte sich in der Vergangenheit etwa alle zwei Jahre. Eine weite Verbreitung für LED ist bei der Beleuchtung von Fluren, Treppen und Eingangshallen zu beobachten.

LED in Büros, Gewerbe und Versammlungsstätten

Bild 1/a Spezielle LED-Sanierungsleuchten für Klassenräume und Tafelbeleuchtung Felújított osztályterem és falitábla világítás speciális LED lámpákkal

(Quelle: G.Volz)

Bild 1/b LED-Beleuchtung wird mit Sensorik für tageslicht- und präsenzabhängige Steuerung erst richtig effizient! Hatékony LED világítás természetes fény és mozgásérzékelő szenzorral

Lichttechnik. LED sind zu einem wichtigen Bestandteil "grüner Technik" geworden. Als Leuchtmittel ohne Quecksilber führt die LED zu einer enormen CO2-Einsparung und leistet so einen wertvollen Beitrag zum Umweltschutz. Das deutsche Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert


23

Eine harmonische Lichtatmosphäre fördert das Wohlbefinden, verbessert die Bedingungen am Arbeitsplatz und trägt wesentlich zum Unternehmenserfolg bei. Wer die verkaufsfördernde Wirkung des Lichts gezielt einsetzt, kann entscheidende Wettbewerbs(Quelle: G.Volz) vorteile realisieren. Beleuchtungskonzepte von heute sind nicht gleichförmig, sondern je nach Sehaufgabe differenziert und stellen sich flexibel auf die Bedürfnisse des Menschen ein. In Bürogebäuden werden 30 – 40 Prozent der gesamten Stromkosten für die Beleuchtung aufgewendet. Dadurch rechnen sich Investitionen auf Grund der geringeren Energie- und Betriebskosten meist schon nach wenigen Jahren. Am Markt gibt es Einbau-, Anbau-, Pendel- und Stehleuchten, die komplett mit LED bestückt sind. In Empfangs- und repräsentativen Bereichen setzen LED-Leuchten mit wechselnden Farbnuancen belebende Akzente. LEDs können mit ihrem Spektrum an Farbtemperaturen den natürlichen Tageslichtverlauf auch in geschlossenen Räumen nachbilden und sorgen so zum richtigen Zeitpunkt für Belebung, Entspannung oder Aktivierung.

LED in der Straßen- und Außenbeleuchtung Mehr als ein Drittel der Straßenbeleuchtung in Deutschland ist älter als dreißig Jahre. Der Bestand ist meist mit ineffizienten Quecksilberdampf-Hochdrucklampen bestückt, die nach EU-Vorgaben ab 2015 nicht mehr in Verkehr gebracht werden dürfen. Einen wesentlichen Beitrag zur Effizienzverbesserung mit LED-Leuchten leistet auch die exakte Lichtlenkung, die unerwünschtes Streulicht verhindert. Für einen Austausch in vorhandenen Anlagen sind einfache Dimm- und Steuerungsmöglichkeiten verfügbar, womit eine Leistungsreduzierung in verkehrsarmen Zeiten ermöglicht wird. Der ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. schätzt in der Straßenbeleuchtung durch einen Wechsel zu effizienten Lösungen jährlich rund 400 Millionen Euro Einsparpotential! [Bild 2]

Funktionen der "smart city" enthalten. Die Städte haben einen wachsenden Bedarf an neuen Dienstleistungen mit zusätzlichem Nutzen, die im ganzen Stadtgebiet verfügbar sind, als Dienst am Bürger. Über die Infrastruktur der öffentlichen Strassenbeleuchtung kann z.B. Videoüberwachung der Straßen, Erkennung und Lokalisierung von sicherheitsrelevanten Ereignissen erfolgen. Weiterhin können dem Bürger Informationen und zweiseitige Kommunikation zur Verkehrsführung (bei Baustellen und Unfällen) und Werbezwecken, Veranstaltungshinweise usw. geboten werden. Weitere Anwendungsfälle liegen in der Information über den Nahverkehrsverbund, Elektromobilitätskonzepte, Umwelt- und Energiemanagement sowie dem Klimaschutz in Städten. Bild 3.

(Quelle: UMPI Elettronica Srl – minos system, Italia)

Mehrwert und Zusatznutzen für die „smart city“

In den Leuchten integrierte elektronische Regelung sorgen dafür, dass während der gesamten Lebensdauer der LED-Leuchte von etwa 50.000 Stunden die Lichtleistung automatisch konstant gehalten wird und die geforderte Lichtleistung zu keiner Zeit unterschritten wird. Mit dieser Regelautomatik können

Bild 3 Straßenbeleuchtungs-Netz als Plattform für vielfältigen Nutzen in der "Smart City" „Smart City” a sokoldalú közvilágítás-hálózat sémája

Lichtausbeute und Komfort

Bild 2 Energetische Sanierung der Straßenbeleuchtung erlaubt die individuelle Lösungen in Stadt und Land und reduziert den Energieverbrauch um über 60 Prozent“ 60 százalékos energiamegtakarítást jelent városokban a településeken a felújított közvilágítás

bereits 15 Prozent Betriebskosten gespart werden. Über eine Steuerung lassen sich LED auch automatisch dimmen, solange weniger Licht benötigt wird. Registrieren Sensoren Fahrzeuge oder Fußgänger, kann die Beleuchtung gezielt für einen bestimmten Straßenabschnitt wieder hochgefahren werden. LED-Betriebsgeräte lassen sich aufgrund der verfügbaren Leistungsmerkmale der Elektronik einfach in Licht- oder Telemanagementsysteme einbinden oder aufrüsten. In Pilotprojekten werden bereits Entwicklungen eingesetzt, welche neben dem Lichtmanagement für eine rationelle Betriebsführung einige Bestandteile für


24

LED erreichen eine Lichtausbeute von etwa 50 Lumen pro Watt (lm/W) für warmweiße Lichtfarben. High-Power-LEDs liefern im Durchschnitt bereits 90 lm/W und mehr, je nach Farbtemperatur. Die Entwicklung geht rasch voran: neue LED-Chips erreichen bereits „Laborwerte“ von 200 lm/W. Im praktischen Einsatz der LED, auf einer Platine und in einer Leuchte eingebaut, ist dieser Wert jedoch noch nicht machbar. Für die Beurteilung und Auswahl in der Praxis ist die Effizienz des gesamten LED-Systems entscheidend. Diese ergibt sich aus dem Zusammenwirken von LED-Chips, Optik, Betriebsgeräten, Umgebungsbedingungen und Wärmemanagement. Hochleistungs-LEDs erreichen eine Lebensdauer von 50.000 und mehr Stunden. Die LED-Lebensdauer hängt jedoch stark von der Betriebs- und Umgebungstemperatur ab. Je kälter die Umgebungstemperatur, desto effizienter arbeitet die LED. Bei hohen Umgebungstemperaturen lässt der Lichtstrom nach, dabei kann sich die Lebensdauer stark verkürzen. Gesicherte Wärmeableitung und gutes Wärmemanagement sind deshalb die wesentliche Grundlage für hochwertige LED-Systeme. LEDs fallen zwar praktisch nicht aus, aber ihre Lichtintensität nimmt mit der Zeit ab.

Hemmnisse am Markt für die Verbreitung

Als starkes Hindernis in der flächigen Verbreitung von LED Beleuchtungssystemen werden seitens der Planer, Investoren und Betreiber die unterschiedlichen Entwicklungen der Hersteller gesehen. Somit besteht eine große Unsicherheit hinsichtlich Ersatzteilbeschaffung und Nachrüstungen. Um einen einheitlichen Standard für Schnittstellen von LED-Lichtmodulen zu entwickeln, haben sich weltweit führende Unternehmen aus

A LED der Lichtindustrie zu einem Konsortium unter dem Namen „Zhaga“ zusammengeschlossen. Die Standardisierung wird dabei Faktoren wie die Abmessungen bzw. die Leuchtengeometrien für einheitliche Sockeltechniken, die lichttechnischen und elektrischen Kenngrößen durch Angaben von einfachen Leistungsklassen wie die des Lichtstroms sowie das Wärmeverhalten bzw. Thermomanagement mit einbeziehen. Damit soll die Forderung der Kunden nach Austauschbarkeit zwischen den Produkten von verschiedenen Herstellern für LED-Lichtmodule erreicht werden. Auch die zukünftigen technologischen Entwicklungen sollen schneller implementiert werden können.

Empfehlungen und Ausblick

Der LED-Markt ist überschwemmt mit Produkten, die nicht immer den Anforderungen genügen. Wirtschaftlich vorteilhaft lassen sich LED-Systeme aber nur einsetzen, wenn die Qualität stimmt. Mängel bei LED-Systemen zeigen sich oft erst im Betrieb. Planer und Bauherren sollten sich auf die Erfahrung seriöser Hersteller verlassen, denn die Entwicklung und Produktion effizienter LEDs erfordert viel Know-how im Leuchtenbau. Die Entwicklung der LED-Systeme schreitet rasant weiter voran: permanent werden noch leistungsfähigere Systeme entwickelt. Wesentliche Auswahlkriterien für LED-Systeme sind:  ausgewogene Leuchtdichten, die das menschliche Auge nicht schädigen,

Némethné dr. Vidovszky Ágnes

Hatékony világítás LED-ekkel

A bel- és kültéri világítás jelenlegi helyzete Irodákban és a közigazgatásban, ipari, kézművesipari területeken és a privátszférában lehetséges innovatív világítás: jobb fény kisebb villamos és üzemeltetési költségekkel. Új építéseknél és modernizálásoknál könnyen lehet érdemi megtakarítást elérni. A kültéri és a közvilágításban LED-ekkel és intelligens szabályozásokkal (menedzsment) az üzemeltetési költségek 75%-áig lehet megtakarítást elérni. A cikk bevezetőjében megfogalmazza, hogy az EU-s irányelveknek és a nemzeti energiahatékonysági követelményeknek teljesülniük kell az új építkezéseknél és a nagyobb épületmodernizálásoknál a világítás területén is. Előírás, hogy „tilos” általános világításra izzólámpát és más kis hatékonyságú lámpát használni. A hagyományos világítástechnika átalakulása a küszöbön áll, és felgyorsult az eddigi fejlődés is (innovációs tempó). A LED fontos része a „zöld energiának”, mint olyan fényforrás, amelyben nincs higany, ami a CO2-kibocsátást is csökkenti, és ezzel hozzájárul a környezetvédelemhez. A német Képzési és Fejlesztési Szövetségi Minisztérium (BMBF) támogatja a LED-technikát a hazai „HighTech Stratégia” keretén belül. A cikk ismerteti a LED jól ismert előnyeit: mint a fehér és színes fény lehetőségét, jó színvisszaadását, nagy hatékonyságát, azonnali villogásmentes fény, IR- és UV-mentes fény, ami kíméli az éjszakai rovarokatx, stb. Az előnyük ecsetelése során megemlíti, hogy a LED-ek fényhasznosítása az elmúlt időben mintegy kétévenként megduplázódott. A LED-ek alkalmazása irodákban, ipari és közösségi terekben fejezet bemutatja a jó világítás feltételeit, a piacon kapható különféle komplett LED-világítótesteket, továbbá a vegyes alkalmazást: LED és kompaktfénycső, ill. T5 fénycső használatában.


25

 minimale Frühausfälle (ca. zwei unter einer Million LED),

 5 Jahre Gewährleistung vom Hersteller,  Ersatzteile auch später im Betrieb in mindestens gleicher Licht-

qualität und möglichst verbesserter Effizienz verfügbar, Wärmeableitung, Leuchten können gefahrlos berührt werden,  konstruktive Voraussetzungen für guten Wartungsfaktor (z.B. hohe Schutzart bei Außenleuchten),  LED-System muss den relevanten Normen der ICE (Internationale Elektrotechnische Kommission) entsprechen und dies durch Prüfzeichen nachweisen.  gute

Günther Volz Unabhängiger Beratender Ingenieur VBI • VDI • VDE • LiTG Landessprecher des VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik Baden-Württemberg Dozent für Lichttechnik und Lichtplanung an der Hochschule D- 88400 Biberach Ingenieurbüro für Elektrotechnik und Lichttechnik e-mail: www.volz-planung.de

A LED-ek a köz- és kültéri világításokban rész kitér arra, hogy Németországban a közvilágítási berendezések több mint egy harmada 30 évnél idősebb. Emlékeztet arra, hogy az EU-előírások szerint 2015-től nem lehet forgalomba hozni higanylámpákat. Az értéktöbblet és haszon a „smart city” fejezetben a lámpatestekbe beépített szabályozások előnyéről beszél, amellyel mintegy 15% üzemeltetésiköltség-megtakarítás érhető el. A vezérlésen túl a LED-ek automatikusan dimmelhetők. Érzékelik a járműveket vagy gyalogosokat, és célzottan az út meghatározott részét világítják meg. A fényhasznosítás és komfort című fejezet szerint a melegfehér LED-ek átlagos fényhasznosítása 50 lm/W; a nagy teljesítményű LED-ek fényhasznosítása 90 lm/W vagy még nagyobb, a színhőmérséklettől függően. A laboratóriumi eredmények jobbak, de a tervezőnek tudnia kell a választásnál, hogy a LED-gyártók adatlapjai többnyire az ideális laboratóriumi körülményekre és egyedi LED-chipekre vonatkoznak. Ezzel szemben a tervezőnek az összeszerelt LED-lámpatest vagy retrofit lámpa tényleges fényárama fontos. A piaci elterjedés korlátai című alfejezet felhívja a figyelmet a szabványosítás fontosságára. Azért, hogy a LEDmodulok illesztését egységes szabvány (standard) szerint fejlesszék, a világítástechnikai ipar vezető vállalatai - világszerte - egy konzorciumot hoztak létre, Zhaga néven. Ajánlásokkal és áttekintéssel zárul a cikk. A mértékadó kritériumok: olyan fénysűrűség, amely az emberi szemet nem veszélyezteti; ne legyen korai meghibásodás; legyen 5 év garancia a gyártótól; az alkatrészek később az üzemeltetés alatt is legalább ugyanolyan fényminőséget és még jobb hatékonyságot biztosítsanak; jó hőelvezetés; a lámpatest veszélytelenül megérinthető legyen; konstrukciós feltételek a kicsi karbantartási tényezőhöz (pl. kültéren nagy védelem); LED-modul, lámpatest és működtető egységek a lényeges IEC-szabványoknak feleljenek meg, és ezt a vizsgálati tanúsítványok igazolják. x A lektor megjegyzése: vitatott kérdés, mivel a rovarokat a LED kék sugárzása fokozottan vonzza.

IEC 61850-es szabvány: a védelmek tesztelésére gyakorolt hatás BEVEZETÉS Az IEC 61850, az alállomások kommunikációs hálózatára vonatkozó szabvány rugalmas és jövőtálló megoldást nyújt az alállomások automatizálási és védelmi rendszereinek területén. A szabvány használata az egész világon, minden feszültségszinten elterjedt; a közüzemi felhasználók folyamatosan gyűjtik a tapasztalatokat. Ez az előadás az elvárásokat és a tapasztalatokat összegzi, különös tekintettel a teszteléssel kapcsolatos problémákra. A szabvány azon követelményeit mutatja be, melyek a teljesítőképességre vonatkoznak, leírja és gyakorlati példákkal magyarázza a mérési lehetőségeket, és a védelmi mechanizmusok tesztelésére gyakorolt hatásokat.

információkra vonatkozik. A GOOSE-ban tárolt adatok nemcsak egyszerűen kiküldésre kerülnek egy adatcsere után, hanem kiküldésük egy ismétlési stratégiával, nem nyugtázott többes üzenetküldésként történik (1. ábra).  A GOOSE gyakori felhasználási módjai:  Keresztreteszelések  Visszirányú blokkolások

A SZABVÁNY TESZTELÉSRE VONATKOZÓ KIKöTÉSEI A megfelelőségvizsgálat kommunikációs szabványban történő leírása jórészt az IEC 61850-es szabvány 10. részének az érdeme. A dokumentum ismerteti az alállomási automatizálási rendszerekben használt eszközök megfelelőség vizsgálatának módszereit és absztrakt vizsgálati eseteit, valamint az eszközökben a meghatározott követelmények szerint mérendő jellemzőket. Az ismertetett módszerek garantálják a szabványban meghatározottaknak való megfelelést, de nem használhatók üzembe helyezés és karbantartás közbeni helyszíni tesztelésre. A sikeres megfelelőség vizsgálat biztosítja a szabvány előírásainak teljesítését és lehetővé teszi az együttműködést a többi minősített intelligens elektronikus eszközzel (Intelligent Electronic Device = IED) az alállomási automatizálási rendszerekben. Ez az előadás nem terjed ki a megfelelőség vizsgálatra; minden ismertetett intelligens elektronikus eszközt (IED) megfelelőnek tételezünk fel. Mindazonáltal a szabvány foglalkozik tesztelési problémákkal is. Az alállomások kommunikációs berendezéseire vonatkozó összes követelményt az IEC 61850-5-ös szabvány határozza meg, a teljesítőképességre vonatkozó követelményekkel együtt. Az IEC 61850-es szabvány ennél fogva a „teljes átviteli idő” fogalmát a kommunikációs proces�szorok egyedi idői és a hálózati átviteli idő összegeként határozza meg, amelybe a várakozási idők és a hálózati eszközök belső időkésleltetései is beletartoznak. Ezt helyszíni jóváhagyási teszt keretein belül vizsgálják, és a „A teljesítőképesség tesztelése” című fejezet ismerteti. Az IEC 61850-7-3-as szabvány egy további minőségi azonosítót is ismertet, amely arra használható, hogy egy értéket tesztértékként jelöljünk meg, de működési célokra nem szolgál. Így minden logikai csomópont (angolul: Logical Node = LN) rendelkezik egy „Viselkedés” nevű adatelemmel, amely leírja, hogy a logikai csomópont (LN) „Be”, „Ki”, „Blokkolt”, „Teszt” vagy „Teszt és blokkolt” állapotban van-e. A generikus objektumokra vonatkozó alállomási eseményekhez (GOOSE) ugyancsak egy logikai tesztkijelző kerül alkalmazásra. A szabvány 2. kiadása speciális lehetőségeket ismertet a teszt üzemmód leírására és a generikus objektumokra vonatkozó alállomási események (GOOSE), illetve mintavételi értékek közötti jelzésére. GOOSE (generikus objektumokra vonatkozó alállomási események) Az IEC 61850-es szabvány kétféle valósidejű kommunikációt biztosít. Az alállomáson belüli gyors átvitelre a GSE (angolul: Generic Substation Event = generikus alállomási esemény) került létrehozásra. Az IEC 61850-8-1-es szabvány a GSE két fajtáját ismerteti, melyek: a „régi” GSSE (Generic Substation State Event = generikus alállomási esemény, UCA-GOOSE) és az új, rugalmas GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event = generikus objektumokra vonatkozó alállomási esemény). Mindegyik GOOSE egy adathalmaz információit továbbítja. Az adathalmaz a logikai csomópontokban tárolt


26

1. ábra GOOSE adatok és adathalmaz MintavÉteli ÉrtÉkek Az IEC 61850-es szabvány a valósidejű kommunikáció második lehetőségeként specifikálja a pillanatnyi értékek (pl. feszültségek és áramerősségek) átvitelét az erőátviteli rendszerből. Az áramerősségek és a feszültségek esetében a mért értékek tárolása a mérőváltó csoport két logikai csomópontjában (TCTR és a TVTR) történik, fázisonként egy példányban. Ezeket az adatokat mintavételi értékeknek nevezik, és a szabvány 9. része ismerteti őket. Az IEC 61850-9-2es szabvány az Etherneten keresztüli, többes üzenetküldésként megvalósuló átvitelt ismerteti. A szabvány nem foglalkozik minden mérési módszerrel vagy érzékelési technológiával; mindössze leírja az „összevont egységként” kiküldött információt. A könnyebb megvalósítás érdekében az UCA megjelentette a „9-2LE” jelű irányelvet. Ez az irányelv az IEC 61850-9-2 szabvány egy speciális, rögzített adathalmazzal és rögzített mintavételezési gyakorisággal rendelkező profilját ismerteti. A 9-2LE irányelvet alkalmazó intelligens elektronikus eszközök és tesztberendezések már rendelkezésre állnak. Az alállomási automatizálási rendszerek teszteléséhez az IEC 61850-9-2-es szabvány szerint a tesztberendezésnek képesnek kell lennie az intelligens elektronikus eszköz által küldött mintavételi értékek rögzítésére („előfizetés”) és tesztcélokra való elküldésére („közzététel”). Az elsődleges jellemzőkre való konvertálás megkönnyíti a szimuláció és a tesztelés használatát. A teljesítŐkÉpessÉg tesztelÉse A szabvány az 5. részben különböző védelmi/vezérlési és mérési teljesítőképességi osztályokat határoz meg. A védelmi (P) teljesítőképességi osztályok a következők:  P1: elosztófiókokhoz  P2: átviteli fiókokhoz  P3: a legnagyobb teljesítőképességű átviteli fiókokhoz A megengedett „teljes átviteli időt” (2. ábra) a szabvány határozza meg; különböző típusú üzenetekhez eltérő időket engedélyez:

IED

Mért idő

Meglevő, az IEC 61850 szerint bővített

(23…40) ms

Meglevő, az IEC 61850 szerint optimalizált

13 ms

Az IEC 61850 szerint újonnan fejlesztett

< 3ms

Újonnan fejlesztett, az IEC 61850 szerint optimalizált

(0,2…0,8) ms

1. táblázat Alállomási automatizálási rendszerben mért GOOSE-idők és az intelligens elektronikus eszköz reakciója (a kioldó GOOSE kiküldése) közötti időt. Az olyan tesztberendezés használata, amely az „előfizetett” GOOSE-t egy tesztberendezés bináris bemenetére, a közzétett GOOSE-t pedig egy tesztberendezés bináris kimenetére képezi le, lehetővé teszi jóváhagyott tesztsablonok alkalmazását más, az IEC-61850-es szabványnak megfelelő alállomási automatizálási rendszerekben is. A tesztberendezés összeállításához SCD-fájlokat ajánlott használni. A mért idők az 1. táblázatban láthatók. következtetÉsek

2. ábra Teljes átviteli idő; mérés tesztberendezéssel  1A

típus (kioldás) 10 ms (P1) vagy 3 ms (P2/3)  1B típus (egyéb gyors üzenetek) ≤ 100 ms (P1) vagy ≤ 20 ms (P2/3)  2. típus (közepes sebesség) < 100 ms  3. típus (kis sebesség) < 500 ms A többi típussal (4–7. típus) nem kell foglalkozni. Ha a szabvány meghatározza a GOOSE továbbításával kapcsolatos követelményeket, akkor azokat üzembe helyezés és karbantartás közben tesztelni kell. Ha a GOOSE használatos védelmi vagy védelmi vonatkozású funkciókra (pl. kioldás, visszirányú blokkolás), akkor mérni kell az esemény előfordulása (analóg esemény)

Lamár Krisztián IEEE Senior tag lett Lamár Krisztián, az Óbudai Egyetem Automatika Intézetének adjunktusa szenior fokozatú tagságot nyert az amerikai székhelyű IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) egyesületben, amely ma már nem csupán a villamosipari szakma, de a teljes műszaki társadalom legnagyobb, több mint 400 000 egyéni tagot számláló nemzetközi szerveződése. Az indoklás szerint Lamár Krisztián az egyetemi tehetséggondozás területén elért kimagasló eredményeiért kapta az elismerő címet. Az elmúlt években több hivatalos fórum is hírt adott az általa vezetett hallgatók sikereiről, többek között a Tudományos Diákkörökben, az Országos Irányítástechnikai Programozó Versenyen vagy a Mitsubishi Scholarship keretében. A fokozat azon IEEE tagok számára ítélhető oda, akik legalább tíz éves szakmai tapasztalattal rendelkeznek, ezen belül legalább öt éven keresztül tartósan fennálló jelentős teljesítményt tudnak felmutatni. A fokozat odaítélése felterjesztés útján és egyénileg is kezdeményezhető, mindkét esetben az eljárás lefolytatásának előfeltétele, hogy a jelölt rendelkezzen


27

Az IEC 61850-es szabvány drámai mértékben megváltoztatja a védelmi berendezések tesztelését. Az új megoldásokhoz, mint pl. a GOOSE és a mintavételezett értékek, új tesztelési mechanizmusokra és termékekre van szükség. A hálózat az alállomási automatizálási rendszer részévé válik. Thomas Schossig (IEEE) a németországi Gotha városban született, 1970-ben. Villamosmérnöki egyetemi diplomáját (mester fokozat) Németországban, az ilmenaui műszaki egyetemen szerezte 1998-ban. Thomas SCHOSSIG OMICRON Electronics GmbH Ausztria [email protected] Egyéb információk kérhetők: [email protected] Honlap: www.omicron.at

legalább három szenior, vagy magasabb fokozatú IEEE tag támogatásával. A fokozat odaítéléséről egy nemzetközi ös�szetételű ad-hoc bizottság dönt. A jelölési procedúra komolyságát és a vizsgálat szigorúságát jelzi, hogy az IEEE világszerte 400 000 főt számláló tagságából mindössze 8% rendelkezik ezzel a megtisztelő címmel. Az IEEE Hungary Section nyilvántartása szerint Lamár Krisztián a legfiatalabb szenior tagja a magyarországi IEEE közösségnek. Lamár Krisztián felsőfokú tanulmányait a Kandó Kálmán Műszaki Főiskolán és a Budapesti Műszaki Egyetemen végezte. 1999-ben főiskolai, 2002-ben egyetemi szintű villamosmérnöki oklevelet szerzett. Kutatási területe a villamos hajtások szabályozása, PhD értekezését is ebben a témában készíti. Első oklevelének megszerzése óta az Óbudai Egyetem – illetve jogelődjei, a Kandó Kálmán Műszaki Főiskola és a Budapesti Műszaki Főiskola – Automatika Intézetében dolgozik. 1999-től intézeti mérnök, 2000-től tanársegéd, 2004-től adjunktus. Tagja az IEEE-nek, a MEE-nek, a MATE-nek és a Neumann János Számítógéptudományi Társaságnak. Szakál Anikó nemzetközi referens Óbudai Egyetem

(X)

biztonságtechniKa Biztonságtechnika biztonságtechnika biztonságtechnika Arató Csaba, Kádár Aba, Dr. Novothny Ferenc

Érintésvédelmi Munkabizottság ülése 2011. június 1. Az Érintésvédelmi Munkabizottság 256. ülésén a munkabizottság dr. Novothny Ferenc vezetésével a munkabizottsághoz, illetve az egyesülethez beérkezett szakmai kérdéseket tárgyalt meg és válaszokat fogalmazott meg. Így állást foglalt az igazságügyi szakértői tevékenységről szóló jogszabályváltozásról, a szabványossági felülvizsgálatok munkavédelmi jellegű kérdéseiről, a gumiszőnyeg kapcsolóterekben való alkalmazásáról, az áramváltók földeléséről és az építési törvény módosításáról. Végül szó volt még a villamosenergiatörvény módosításáról is. 1.) Bihary Zoltán igazságügyi szakértő az egyesület állásfoglalását kérte az igazságügyi szakértői tevékenységek besorolását érintő jogszabály-módosítással kapcsolatban. Az igazságügyi szakértői tevékenységről szóló 2005. évi XLVII. törvény 32. §-ának (1) bekezdésének felhatalmazása alapján az igazságügyért felelős miniszter a 9/2006. (II.27.) IM rendelettel módosította az igazságügyi szakértők szakterületét, illetve a szakértők besorolását. Ennek során a korábbi részletes szakterület felosztást megszüntették, így a „7265 – Érintésvédelem” szakterület is megszűnt. A változás Bihary Zoltán szakértő kollégánkat is érintette, ugyanis a módosító rendelet 3. sz. mellékletének 3.6. pontjában meghatározott „Energia-előállítás, -szállítás, -tárolás technológiája és eszközeinek biztonsága” szakterület szakértőjének sorolták be. Erről Bihary Zoltánt levélben is tájékoztatta a Közigazgatási és Igazságügyi Minisztérium. Úgy véljük, hogy a jelenlegi szabályozás nem szerencsés, szakmailag nem kellően megalapozott. Az egyes szakterületek nagyon általánosak, túl nagy területeket ölelnek fel. Ezért pl. egy esetleges sürgős intézkedés esetén nem biztos, hogy könnyen megtalálják az adott szakterülethez valóban értő igazságügyi szakértőt. Az Érintésvédelmi Munkabizottság kezdeményezi, hogy az egyesület levélben fejtse ki az álláspontját az illetékes minisztérium felé és kérje a jogszabály módosítását a korábbi állapothoz hasonló, átgondoltabb, részletesebb szakterületi felosztásra. 2.) Morvai László kollégánk kérdése arra irányult, az érintésvédelmi és a tűzvédelmi jellegű szabványossági felülvizsgálatok milyen értelemben tekinthetők feszültség alatti munkának, és ehhez milyen védőfelszerelést kell viselni? Ugyanis egyik munkájuk során a helyi munkavédelmi vezető íválló álarc és 1000V-os védőkesztyű viselésére kötelezte őket, majd eltiltotta őket a fémállvány használatától. Általános esetben a szabványossági felülvizsgálatok és az ehhez kapcsolódó műveletek a Villamos berendezések üzemeltetése című MSZ 1585:2009 jelzetű, érvényben lévő szabvány 3.4.4. szakasza szerinti feszültség alatti, illetve 3.4.5. szakasza szerinti feszültséghez közeli munkavégzésnek minő-


28

sülnek. A szabványossági felülvizsgálatok „egyszerű feszültség alatti műveletek”-nek tekintendők, amelynek részletes szabályait a szabvány 6.3. alfejezete foglalja össze. Ezen kívül: minden munkahelynek rerndelkeznie kell a munkahelyeken végzett munka veszélyeit számba vevő kockázatelemzésen alapuló részletes (a helyi, esetleg különleges körülményeket is figyelembe vevő) munkavédelmi szabályozásnak, amelynek természetesen ki kell térnie a felülvizsgáló vállalkozás tevékenységére is. A szabvány, illetve a helyi szabályozások alapján lehet megállapítani, hogy e munka végzéséhez milyen védőeszközt, felszerelést, ruhát kell alkalmazni. A szabványossági felülvizsgálatok végzésekor mindezen előírásokat figyelembe kell venni, illetve be kell tartani! Tájékoztatásul: Az MSZ 1585 szabvány 4.6. alfejezete intézkedik az egyéni védőeszközök használatáról. A magasban végzendő munkák állványára vonatkozó követelményeket a szabvány 4.6.101. szakasza tartalmazza, ez azonban az állvány anyagáról nem tesz említést. A védőkesztyű használatára a szabvány 4.6.102.3. szakasza vonatkozik, amely csak ív üzemszerű fellépésének lehetőségére gondol, és kifejezetten az ívtől (és nem az áramütéstől) védi a munkát végző kezét, ezért kimondottan bőrkesztyűt ajánl. Hurokellenállás-mérésnél villamos ívre nem kell számítani. A védőálarc használatának lehetőségére a szabvány 4.6.102.4. szakasza utal, amely alkalmazásának szükségességet ahhoz a némiképp szubjektív megítéléshez köti, hogy „számítani lehet arra, hogy a munkát végző személyt az esetleg keletkező zárlati ív hőhatása veszélyeztetheti, akkor megfelelő személyi védőeszközzel kell ellátni”. Az ún. „villanyszerelő cipő” alkalmazására nincs semmi előírás. 3.) Kőhegyi László (Kőhegyi Mérnöki Iroda, Albertirsa) arról érdeklődött, hogy milyen előírások vonatkoznak a gumiszőnyeg kezelőhelyiségekben történő alkalmazására? A villamosítás kezdetén a gumiszőnyeg alkalmazásának az volt az indoka, hogy akkor a kapcsoló (vagy vezérlő) táblák márványból vagy más szigetelőanyagból készültek, és ezért a szakemberek úgy érezték, jó, ha sehol sincs földeltnek tekinthető érinthető rész, még a padlónál se. Az 1929. évi Biztonsági Szabályzat néhol „ajánlatos”-nak nevezi a padló szigetelőanyagú borítását (de még ott se írja elő!). Az 1914. évi Biztonsági Szabályzatban ez nem szerepel, és az 1939. éviből is kihagyták ezt az ajánlást. Ezzel szemben egy időben, egyes helyeken a gyári főelosztók elé tettek valami szigetelő dobogót, mert védőföldeléssel nem tudták megoldani, hogy a főelosztó előtti olvadóbiztosító (vagy más túláramvédelem) testzárlat esetén 5 s alatt kikapcsoljon. Az MSZ 172/1-72 szabvány 5.3. szakasza az elszigetelés létesítésével kapcsolatban említi meg az egyik lehetőségként a kezelőnek a földtől való elszigetelésére az „érintésvédelemre alkalmas gumiszőnyeg” alkalmazását. Jelenleg sem hatályos jogszabály, sem érvényes szabvány erre vonatkozó előírást nem tartalmaz, tehát semmi sem írja elő a gumiszőnyeg alkalmazását. Tapasztalat szerint nem szerencsés az alkalmazása, mert hamis biztonságérzetet ad, nehéz a rögzítése, kopik, felpöndörödik. Ha mégis kimondottan kiegészítő védelemként alkalmazzák a pl. környezet elszigetelésére, akkor csak olyat lehet alkalmazni, amelyen igazoltan feszültségpróbát végeztek. Üzem közben is rendszeresen ellenőrizni kell az állapotát, illetve az MSZ HD 60364-6 szabvány A melléklete szerint a szabványossági felülvizsgálat alkalmával meg kell mérni a szigetelési ellenállását, amely nem lehet kisebb, mint 50 kΩ, ha a berendezés névleges feszültsége: Un ≤500 V, és 100 kΩ, ha Un >500 V.

4.) Hermann Zoltán (C+D Automatika Kft.) kérdése az áramváltók szekunderkapcsainak földelésére irányult. Áramszolgáltatói előírás szerint az áramváltók szekunder kivezetéseinek S1 (k) jelű kapcsait földelni kell. Ugyanakkor egyes galvanikus leválasztást nélkülöző árambemenettel rendelkező háromfázisú elektronikus jelfeldolgozók, pl. mérőátalakítók, kijelzők, multifunkcionális műszerek stb. a bemenetükön létesített földelést „nem szeretik”; ezért egyes gyártók az általuk gyártott mérőeszköz alkalmazása esetében pedig kifejezetten tiltják. Mi indokolja ezt a követelményt, mi írja, vagy korábban mi írta ezt elő? Az áramváltók szekunder oldali kapcsának földelésére általános előírás sose volt (nem is lehetett, mert például egy delta/csillag transzformátor differenciálvédelmi áramváltóinál és a nyitott deltás földzárlatvédelmi áramváltóknál ez nem lehetséges), de általános szokás volt. Így pl. az 1929. évi Biztonsági Szabályzat bizonyos engedményeket tesz az olyan berendezésekre, amelyeknél minden áramváltó minden szekunder tekercse földelt, de kötelezően nem írja elő, és a Biztonsági Szabályzat későbbi kiadásaiban már ez sem szerepel. Megjegyezzük, hogy az áramváltók szekunder kivezetésének egy ponton való földelése azért lehet hasznos, mert így annak potenciálja nem lebeg. A szekunder áramkör két pontjának földelése nem kívánatos, ezért egyes gyártók készülékük alkalmazásakor további földeléseket tiltanak. Azt javasoljuk, hogy mindig a villamos berendezés kiviteli terveit készítő tervező, illetve a felhasznált készülék használati útmutatójában megadott előírás szerint járjanak el az egyes konkrét esetekben.

törvény (Étv.) és a szolgáltatási tevékenység megkezdésének és folytatásának általános szabályairól szóló 2009. évi LXXVI. törvény módosítását és ennek műszaki, javaslattevő munkájába a Magyar Mérnök Kamarát, annak tagozataival együtt felkérte. Az épületeket, főleg a lakóépületeket érintő építési törvény most folyó módosításakor a MEE, ezen belül az Érintésvédelmi Munkabizottság az alábbiak felvételét kéri a törvény módosításának javaslatai közé: „A lakások eladása, bérbeadása esetén a lakás, adásvételi, vagy bérbeadási szerződésének mellékletét képező - 10 évnél nem régebbi - épületenergetikai minősítő irata mellett szerepeljen a lakás, a bérlemény 10 évnél nem régebbi érintésvédelmi szabványossági vizsgálatának minősítő irata (vagy annak másolati példánya) is.” 6.) Egyebek: Az ÉV Munkabizottság vezetősége Arató Csabának az egyesületi feladatok megoldásában és a munkabizottság munkájában való egész évi aktív közreműködését jutalmazta. Cserpák János a VET egyes módosításaira hívta fel a figyelmet, pl. a hálózatra csatlakoztatott kiserőművekkel, magánvezetékekkel vagy az ún. elhagyott vezetékekkel kapcsolatban. Magyar Gábor kollégánktól javaslat érkezett az új OTSZ tervezetének a villamos berendezések tűzvédelmi célú leválasztásról szóló részének módosítására. A javaslatot az illetékes Tűzvédelmi Munkabizottság részére továbbítottuk.

• • •

Összeállította: Arató Csaba

5.) Javaslat a lakások érintésvédelmi szabványossági felülvizsgálatáról A Belügyminisztérium ez évben kezdeményezte az épített környezet alakításáról és védelméről szóló 1997. évi LXXVIII.

Kádár Aba, Az ÉV Mubi tiszteletbeli elnöke

Dr. Novotny Ferenc Az ÉV MuBi vezetője

új eszközökre vonatkozó átvételi előírásokat és az üzeFAM Bizottság • Az meltetés során periodikusan előírt ellenőrző vizsgálatokat kell szabályozni. állásfoglalásának közlése • Akülön vonatkozó ÁPVGy-t az időközben megjelent IEC TS61813/

Tárgy: Állásfoglalás a KöF FAM szigetelőgémes emelőkosaras gépjárművek időszakos felülvizsgálatáról Az SAG Hungaria Kft kérdéssel fordult a FAM Bizottsághoz, amelyben az IEC TS61813 (“Feszültség alatti munkavégzés és karbantartás” szabvány, és Szigetelő gémű emelőkosaras gépek üzemi vizsgálatai) alkalmazhatóságának vizsgálatát kérte a szigetelőgémes emelőkosaras gépjárművek időszakos vizsgálatai során. A MEE FAM Munkabizottság 2011. május 4-i ülésén a fenti témában ajánlást állított össze, amelyben javasolta:

Feszültség

Időtartam

A szigetelő alkatrész

Időköz DC

AC

DC

AC

Gém (Boom)

1 év

56 kV

40 kV

3 min

1 min

Segédkar (Jib)

1 év

85 kV

60 kV / méter 100 kV max

3 min

1 min

Alsó gém betét

1 év

50 kV

35kV

3 min

3 min

Munka-állás / kosár

1 év

50 kV

35 kV

3 min

1 min

Kosárbetét (Liner)

1év

50 kV

36 kV

3 min

1 min


ULC61813 “Feszültség alatti munkavégzés és karbantartás” szabvány, és Szigetelő gémű emelőkosaras gépek üzemi vizsgálatai alapján kell kiegészíteni és aktualizálni, a vizsgálatokat ez alapján kell a jövőben végezni Az Üzemi Vizsgálati Terv és Értékek adatai a táblázat szerint alakulnak. A FAM Bizottság elfogadta a MEE FAM Munkabizottság javaslatát. Állásfoglalás: A középfeszültségű FAM szigetelőgémes emelőkosaras Max megengedett gépjárművek átvételi vizsszivárgó áram Szabványhivatkozás gálatait továbbra is az MSZ EN 61057 szabvány előírásai DC AC alapján kell végezni. Az idő56 µA 400 µA IEC 61813/C225-00 szakos vizsgálatoknál az IEC TS61813 szabvány előírásait 100 µA 1 mA IEC 61813/C225-00 kell alkalmazni. A vonatkozó Átvételi és periodikus vizs100 µA 3 mA IEC 61813/C225-00 gálatok gyűjteményét és Műszaki lapokat 2011. július 200 µA 500 µA IEC 61813/C225-00 31-ig módosítani kellett.

•

Átütés nélkül (NA-no puncture)

29

IEC 61813/C255-00

Budapest, 2011. július 13.

FAM Bizottság

szakmai elôírások Szakmai elôírások szakmai előírások szakmai előírások Arató Csaba

MEE JOGSZABÁLYFIGYELŐ – 2011/3 A közelmúltban három olyan jogszabályt tettek közzé, amely a műszaki szakembereket is érdekelheti. Ezek: – 2011.évi LXXXV. törvény: A környezetvédelmi termékdíjról – 100/2011. (VI. 29.) Korm. r.: A villamos energiáról szóló 2007. évi LXXXVI. törvény egyes rendelkezéseinek végrehajtásáról szóló 273/2007.(X.19.) Korm. rendelet és a földgázellátásról szóló 2008. évi XL. törvény rendelkezéseinek végrehajtásáról szóló 19/2009.(I.30.) Korm. rendelet módosításáról – 33/2011. (VI. 30.) NFM rendelet: A villamos energia egyetemes szolgálta- tás árképzéséről szóló 4/2011. (I. 31.) NFM rendelet módosításáról A következőkben rövid ismertetést adunk a rendeletekről. 2011.évi LXXXV. törvény: A környezetvédelmi termékdíjról (Magyar Közlöny 2011. évi 75. szám, 2011. július 4., hétfő) A törvény néhány rész kivételével 2011. szeptember 1-jén lép hatályba. Így a 1-18. §, a 19.§ (3), (4) bekezdése, a 27-37.§, a 43.§ és a törvény három melléklete 2012. január 1-jén, míg a 43. § csak 2013. január 1-jén lép hatályba. Hatályát veszti az 1995. évi LVI. törvény, amely e témakört korábban szabályozta. Az Országgyűlés e törvény megalkotásával kívánja elérni – a környezetszennyezés megelőzését, illetve csökkentését, a természeti erőforrásokkal való takarékos gazdálkodásra irányuló tevékenységek ösztönzését, – a környezetet a termék előállítása, forgalmazása, felhasználása során, illetve azt követően terhelő vagy veszélyeztető termék által okozott környezeti veszélyeztetések és károk megelőzéséhez és csökkentéséhez a pénzügyi források megteremtését, – elősegíteni az európai uniós és a hazai hulladékgazdálkodási szabályozás által hazánk, illetve a piaci szereplők részére meghatározott környezetvédelmi előírások teljesítését. A törvény megállapítja a termékdíj-fizetési kötelezettség általános szabályait, a termékdíj-fizetési kötelezettség keletkezésének időpontját, a termékdíj alapját, összetevőit, mértékét, részletezi a termékdíj-fizetési kötelezettség teljesítésének általános és különös szabályait. Meghatározza a Termékdíj Bizottság és az Országos Hulladékgazdálkodási Ügynökség célját és feladat körét. Végül kitér a termékdíjjal kapcsolatos nyilvántartási és adatkezelési feladatokra, a termékdíj visszaigénylésére, az ellenőrzés és a hatósági felügyelet szabályaira, valamint a jogkövetkezményekre: termékdíjbírságra, mulasztási bírságra, lefoglalásra és elkobzásra. A törvény 1. melléklete meghatározza a termékdíjas termékek és anyagok körét, ebben szerepelnek elektromos és elektronikai berendezések is: háztartási nagygépek, ventilátorok, hűtőgépek, centrifugák, információtechnikai berendezések stb. A 2. melléklet az egyes termékdíjköteles termékek termékdíjtételeit írja elő, benne az akkumulátorok és az elektromos és elektronikai berendezések díjait. A 3. melléklet az egyéni hulladékkezelést teljesítőkre vonatkozó díjtételek meghatározását ismerteti. 100/2011. (VI. 29.) Kormányrendelet A villamos energiáról szóló 2007. évi LXXXVI. törvény egyes rendelkezéseinek végrehajtásáról szóló 273/2007.(X.19.) Korm. rendelet és a földgázellátásról szóló 2008. évi XL. törvény rendelkezéseinek


30

végrehajtásáról szóló 19/2009.(I.30.) Korm. rendelet módosításáról. (Magyar Közlöny 2011. évi 72. szám, 2011. június 29., szerda) A rendelet 2011. július 1-jén lép hatályba Az ELEKTROTECHNIKA 2011. évi májusi számában tájékoztatást adtunk arról, hogy az Országgyűlés a 2011. évi XXIX. törvénnyel módosította az energetikai tárgyú törvényeket, így a villamos energiáról szóló 2007. évben kiadott törvényt (VET) is. Jelen kormányrendelettel a VET végrehajtási utasítását szabályozó kormányrendeletet módosítják a törvény módosításának megfelelően. A módosító rendelet 1. része, 1. – 24.§-a és a három melléklete tartalmazza a VET végrehajtási utasításának változásait. 33/2011. (VI. 30.) NFM rendelet: A villamos energia egyetemes szolgáltatás árképzéséről szóló 4/2011. (I. 31.) NFM rendelet módosításáról (Magyar Közlöny 2011. évi 74. szám, 2011. június 30., csütörtök) A rendelet 2011. július 1-jén lép hatályba A nemzeti fejlesztési miniszter által kiadott rendelet melléklete tartalmazza az egyetemes szolgáltatók által alkalmazandó árszabások legmagasabb egyetemes szolgáltatási árait Ft/kWhban különbontva EDF-DÉMÁSZ Zrt., E.ON- Energiaszolgáltató Kft., ELMŰ Nyrt. és ÉMÁSZ Nyrt. cégcsoportok szerint, lakossági felhasználók esetében (1320 kWh/év fogyasztás alatt és felett), illetve nem lakossági felhasználók esetében, megkülönböztetve a csúcs- és a völgyidőszakot. A villanyszámlánkban rövidesen mindnyájan találkozunk az új árakkal! *** Jelen rövid ismertetésünk a figyelem felkeltését szolgálja, a jogszabályokban közvetlenül érintett szakembereknek ajánlott a jogszabályok teljes szövegét megismerni! Arató Csaba okl. villamos üzemmérnök, a MEE tagja [email protected] Lektor: Somorjai Lajos

ÁLLÁS ajánlat Erősáramú hálózatépítőket keresünk Németországba Jogosítvány és alapvető nyelvtudás szükséges

Wir stellen für sofort ein: Kabel- und Freileitungsmonteure für Freileitungs-, Ortsnetz-, und Mittelspannungsbau. Führerschein ist unbedingt erforderlich Kontakt-Bewerbung an: Müller Elektroanlage Schützstr. 4 in D-56242 Selters / Westerwald / Telefon: +49/2626/6077 Mobil: +49/170/9311236 Fax: +49/2626/8167 [email protected]

hírek Hírek Hírek Hírek

Energetikai hírek a világból A kormány elfogadta a Nemzeti Energiastratégiát Elfogadta a kormány szerdai ülésén és az Országgyűlés elé terjeszti a Nemzeti Energiastratégiát, amely a hazai energiaellátás hosszú távú fenntarthatóságát, biztonságát és gazdasági versenyképességét biztosítja - közölte a Nemzeti Fejlesztési Minisztérium (NFM). Az NFM közleménye szerint a stratégia kiszolgálja az elsődleges nemzeti érdekeket, garantálja az ellátásbiztonságot, figyelembe veszi a legkisebb költség elvét, érvényesíti a környezeti szempontokat, és biztosítja, hogy Magyarország nemzetközi súlyával és erőforrásainak mértékével megfelelő arányban hozzájárulhasson a globális problémák megoldásához. E célok megvalósításához feltétlenül csökkenteni szükséges az energiaimport-függőséget - részben a források és az útvonalak diverzifikációjával -, erősíteni kell az állami szerepvállalást, mérsékelni kell a lakosság energiaszegénységét, és ösztönözni kell a kapcsolódó iparágak hazai fejlesztését is olvasható a közleményben. A dokumentum a megújuló energiaforrások felhasználásának növelését, az atomenergia jelenlegi kapacitásainak megőrzését, a regionális energetikai infrastruktúra fejlesztését, új energetikai intézményrendszer kialakítását, valamint az energiahatékonyság és energiatakarékosság fokozását kezdeményezi. A Nemzeti Energiastratégia célja még egy olyan szakpolitikai keretrendszer megteremtése, amelynek eredménye a gazdasági fejlődés és a környezeti fenntarthatóság szem előtt tartásával az energia- és klímapolitika összhangja, valamint a szektor szereplőinek bevonásával az energetika jövőképének kialakítása. Az energiastratégia 2030-ig részletes javaslatokat tartalmaz a magyar energiaszektor szereplői és a kormány számára, valamint egy 2050-ig tartó útitervet is felállít, amely globális, hosszabb távú perspektívába helyezi a 2030-ig javasolt intézkedéseket. Az NFM a dokumentum előkészítése során az energiaszektor több mint száz jelentős – gazdasági, tudományos, szakmai és társadalmi – szereplőjének javaslatait, és a nyilvános társadalmi vita mintegy 60 észrevételét, véleményét vette figyelembe és építette be a stratégiába. A véglegesítés során az energiastratégiához gazdasági megvalósíthatósági tanulmány és stratégiai környezeti vizsgálat is készült. Magyarország lehetőségeit és mozgásterét alapvetően három peremfeltétel határozza meg. Az első a globális energiaigény jelentős növekedése – a világ energiaszükséglete az elmúlt három évtizedben megkétszereződött. Továbbra is a fosszilis energiahordozók használata a leginkább jellemző, csupán belső átrendeződés történt közöttük a kőolaj kárára, a földgáz javára. A kőolaj derűlátó becslés szerint 2030-ra, a szén, földgáz és urán 100-150 éven belül éri el hozamcsúcsát. A fosszilis energiahordozók gyors felhasználása második peremfeltételként gyorsuló ütemű globális klímaváltozást


31

eredményez. Csökken a gazdasági előrejelzések pontossága, a tervezhetőség, a termésbiztonság. E hatás kivédésére, mérséklésére Magyarországnak is a károsanyag-kibocsátás visszaszorításával, hatékony alkalmazkodási stratégiák kidolgozásával kell felkészülnie - írta az NFM. A harmadik peremfeltétel Magyarország energetikai sebezhetősége: a felhasznált fosszilis energiahordozók közel kétharmada, a földgáz több mint négyötöde importból származik. Elöregedett és többnyire alacsony hatásfokú a hazai erőműpark egy része, egyelőre alacsony a megújuló energia aránya, épületeink nagy része energetikailag korszerűtlen, valamint szükség lenne a közlekedés és az ipari folyamatok energiahatékonyságának fejlesztésére is. Az NFM szerint ebben a kiszolgáltatott helyzetben szükség van a felmerülő kérdéseket megfelelően kezelő stratégia megalkotására. Ezt a szerepet kívánja betölteni az új Nemzeti Energiastratégia, amely kijelöli, hogy milyen eszközökkel lehet a kívánt célt, az energetikai függőség csökkentését elérni. A Nemzeti Energiastratégia kereteit a hazai gazdaságot meghatározó tényezők – a rendelkezésre álló erőforrások, a társadalom teljesítőképessége és a geopolitikai lehetőségek – jelölték ki. E keretek között a legfontosabb stratégiai cél a versenyképesség biztosítása, a fenntarthatóság kritériumainak való megfelelés és az ellátásbiztonság erősítése. Az energiastratégiát az Országgyűlés az őszi ülésszakon tárgyalja és határozatban fogadja el. Felhatalmazást ad a Nemzeti Energiastratégia keretrendszerébe illeszkedő cselekvési tervek kidolgozására, amelyek a megfogalmazott célok eléréséhez szükséges részletes intézkedéseket tartalmazzák majd. Ezt követi a jogszabályi környezet stratégiához igazítása, végül erre épülhetnek rá a támogatási és pénzügyi rendszerek. Az energiastratégia a hozzá illeszkedő egyéb koncepciókkal, cselekvési tervekkel (éghajlat-, megújuló energia, energiahatékonysági, épületenergetikai) és ágazati (közlekedési, vidék-, felsőoktatási) stratégiákkal egészül ki egységes stratégiai célrendszerré. Forrás: NOL, 2011. július 13.

A szaud-arábiai villamos műveknek 7,9 millió fogyasztója lesz 2016-ra A Szaudi Állami Villamos Művek úgy számol, hogy 2016-ra 7,9 millió fogyasztóval fog rendelkezni. 2011-ben fogyasztóinak száma 309 000-rel fog nőni, és 2016-ra összesen 1,79 új fogyasztójuk lesz. 2012 és 2016 közötti időszakban a villamosenergia-rendszert 12 752 MW kapacitással kívánják bővíteni a megnövekedett igények kielégítésére, amely nemcsak a növekvő lakosság, hanem az évi 8%-kal bővülő gazdaság igényeinek kielégítését is szolgálja. 2012-ben 6,510 MW kapacitással bővítik az erőműparkot, és 56 új alállomást is építenek. Forrás: Internet

Dr. Bencze János

[email protected]

Hírek

hírek Hírek Hírek Gönyűn átadták a legnagyobb hatásfokú hazai erőművet Az ünnepélyes avatás napján ország energiafelhasználásának 9 százalékát adta az E.ON gönyűi 433 MW teljesítményű gázerőműve. A több mint 59 százalékos nettó hatásfokú, kombinált ciklusú gáz- és gőzturbinás berendezéssel ez a legmagasabb hatásfokú létesítmény Magyarországon. A Győr közelében létesült erőmű több mint 600 ezer háztartás energiaellátását teszi lehetővé megbízható és környezetbarát módon. Az E.ON mintegy 400 millió eurós beruházásának alapozási munkálatai 2009 januárjában kezdődtek meg, de maga az erőmű létrehozásáról szóló döntés 2005-ben született, s a tervezés 2006-ban indult. A rendkívül magas, több mint 59 százalékos nettó hatásfokú, kombinált ciklusú gáz- és gőzturbinás berendezéssel a gönyűi erőmű a legmagasabb hatásfokú létesítmény Magyarországon. Az átlagos teljesítmény 33,5 százalék csupán, mert az erőműpark egy része már elavult, és kétharmadukat idővel le kell majd állítani.

Bencsik János klíma- és energiaügyért felelős államtitkár, Konrad Kreuzer, az E.ON Hungária Zrt. igazgatóságának elnöke , Schmitt Pál köztársasági elnök, Bernhard Fischer, az E.ON Generation vezérigazgatója Konrad Kreuzer, az E.ON Hungária Zrt. igazgatóságának elnöke magyarul üdvözölte a jelenlévőket. Avatóbeszédében utalt rá, hogy cégüknek ez a harmadik magyarországi erőműve, az elsőt Debrecenben, a másodikat Nyíregyházán hozták létre. A gönyűi létesítmény jelentősen hozzájárul ahhoz is,


32

hogy Magyarország teljesíthesse uniós környezetvédelmi vállalásait és szén-dioxid kibocsátási céljait is támogatja. "Ma az ország legzöldebb gázüzemű erőművét avatja fel az E.On Gönyűn" – mondta Konrad Kreuzer. Dr. Schmitt Pál köztársasági elnök az ünnepélyes átadón kiemelte: „Hazánk forráshiányos országként, energiaellátás szempontjából igencsak sebezhető helyzetben van. Minden olyan beruházás, fejlesztés üdvözlendő, amely csökkenti ezt a kiszolgáltatottságot.” A takarékos és hatékony technológiák használatának fontosságát is hangsúlyozta. Bencsik János klíma- és energiaügyért felelős államtitkár kifejtette, hogy az új erőmű világszínvonalú, környezetkímélő technológiát honosít meg Magyarországon. Mint mondta, ahogy az elmúlt másfél évtizedben, úgy az elkövetkező években sem lesz megkerülhető az E.ON a magyar energiagazdasághoz való hozzájárulása. A teljes mértékben saját tőkéből, uniós és állami támogatás nélkül 400 millió euróból megvalósított beruházás az ország iránti bizalmat jelzi. A modern csúcserőmű révén javul a villamosenergia-rendszer szabályozhatósága is. Az államtitkár beszélt a kialakulóban lévő energiastratégiáról is, amely a szakmai vitát követően a kormány elé kerül, és ősszel megtárgyalhatja a parlament. A stratégia azzal számol középtávon, hogy az energiaigény a gazdaság bővülésével növekedni fog. Ez a földgázalapú erőművek számának emelkedésével is jár majd, olyannyira, hogy akár a kétszeresére is nőhet az ország gázfelhasználása. Ezt, többek között az új vezetékekkel, a szállítás diverzifikálásával, a gáztőzsde aktivizálásával és új, hosszú távú gázszállítási szerződésekkel akarják megoldani. Úgy gondolják, hogy 2030-ig a megújuló energiaforrások jelentős térnyerése ellenére sem lehet elszakadni a fosszilis energiaforrásoktól.

Bernhard Fischer az E.ON AG stratégiáját emelte ki beszédében: „Az E.ON „cleaner & better energy” stratégiájára kiváló példa a gönyűi erőmű, amely erőmű-portfóliónk egyik legmodernebb tagjaként Európa gazdaságos, környezetbarát és hatékony energiatermeléséhez járul hozzá.” A gázerőmű ez év májusában kezdte meg kereskedelmi működését. A Gönyűn termelt áram a magyar átviteli hálózatba kerül, így az a teljes magyar villamos hálózat számára elérhető. Az itt termelt áram elegendő a dinamikusan fejlődő Győr és térségének egész éves energiaellátására. Az ünnepélyes avatáson a jelképes szalagot Schmitt Pál köztársasági elnök, Bencsik János klíma- és energiaügyért felelős államtitkár, Bernhard Fischer, az E.ON Generation vezérigazgatója, Konrad Kreuzer, az E.ON Hungária Zrt. igazgatóságának elnöke és Major Gábor, Gönyű polgármestere vágta át. A körbejáráskor a diszpécserközpont vezetője azt jelentette Katona Zoltánnak, az E.ON Erőművek Kft. ügyvezető igazgatójának, hogy a műszerek jelzése szerint az ország energiafelhasználásának 9 százalékát adta éppen akkor az erőmű, amelynek egyik nagy előnye a gyors szabályozhatóságban rejlik. Bruttó villamosteljesítménye 433 MW, nettó villamos teljesítménye 425 MW, a gázturbina villamos teljesítménye 285 MW, a gőzturbina villamos teljesítménye 148 MW. Erőműveknél szokatlan, hogy nemcsak hasznosak, de szépek is. Az E.ON gönyűi új, környezetbarát, kombinált ciklusú erőművén nemcsak a korszerű technikai megoldások, hanem a formatervezés is érezteti hatását. Mintha a Bauhaus meste-

rei is besegítettek volna a tervezésébe. A környezetvédelem iránti elkötelezettsége jegyében az E.ON 50 ezer facsemetét ültetett az erőmű közelébe.

Peredi Ágnes

újságíró [email protected]

A képek a Szerző és Tóth Éva felvételei

Megújult energiával az MVM Energia 2.0 programja a Balatonon, Sopronban és a Sziget fesztiválon

A Magyar Villamos Művek Zrt. „Energiaszigete” folytatva útját, a Balaton Soundon és a Volt fesztiválon Sopronban ahol hatalmas sikerrel. mutatta be különleges interaktív kiállítását. Több ezer látogató volt kíváncsi a teljes egészében megújuló energiával működtetett standra. A legnagyobb érdeklődést a mobiltelefont töltő biciklik és a folyamatos teltházzal működő paksi atomerőmű mini tárlata váltotta ki a fesztiválozók körében. Magyarország legnagyobb nemzeti energetikai vállalatcsoportja - Energia 2.0 elnevezésű kampányának keretén


33

belül - az Európai Unió energetikai célkitűzéseit kívánja népszerűsíteni a fiatalok körében. Az MVM „Energiasziget” névre elkeresztelt, közel 100 m2-es, teljes mértékben megújuló energiaforrásokról működtetett szabadtéri kiállítását leginkább a buli fergetegében megfáradt fiatalok látogatták, akik előszeretettel pihentek le a függőágyakban, miközben kedvenc üdítőitaluk a mellettük lévő napenergiával üzemelő sörhűtőben hűlt. Az „Energiasziget” megközelítőleg 100 kW energiát generált majd használt fel a fesztivál 4 napja alatt. A megújuló energiaforrások mellett a környezetkímélő Paksi Atomerőmű interaktív kiállítása is sláger volt a fesztiválozók körében, ahol egy valósághű vezérlőpult segítségével maguk is megtapasztalhatták többek között, hogyan nő az áram ára és az energiarendszer széndioxid-kibocsátása, ha virtuálisan csökkentik a szimulált atomerőmű teljesítményét. Forrás: Sajtóközlemény

Tóth Éva

Hírek

hírek Hírek Hírek Ipartörténeti kiállítás Nagyváradon Ez év április 15. és május 15. között a PROENRG cég kiállítótermében egy ipartörténeti kiállításra került sor. A kiállítást a POENERG elekto-energetikával foglalkozó cég, a Partiumi és Bánsági Műemlékvédő és Emlékhely Társaság, valamint a nagyváradi Körösvidéki Múzeum szervezte. A kiállítás bemutatta a város négy alapvető szolgáltatást biztosító vállalatának a múltját és jelenét. Ezek a következők: az ivóvíz-szolgáltató cég, a Villanytelep (ma már csak Áramszolgáltató), a Városi Közlekedési Vállalat és a Távhőszolgáltató Vállalat. A látogatók a kiállított eredeti korabeli fényképek, fotómontázsok és villamossági készülékek, valamint rövid kisfilmek segítségével megismerhették a fenti négy cég történetét.

A kiállítás megnyitója A kiállítás célja volt bemutatni azt a tényt, hogy Nagyvárad nemcsak egy műemlékekben gazdag város, hanem az iparosodás terén is a történelmi Magyarország élenjáró városa volt. Ugyanakkor a nagyközönség körében is népszerűsíteni igyekeztünk az iparosítás kezdeteit. Nem utolsósorban a kiállítók egy jövőbeni ipartörténeti részleg alapjait helyezték el a nagyváradi múzeumban. A kiállítást nagyon sok diák is megtekintette, csoportos szervezett látogatás keretében. Néhány szót ejtsünk a négy bemutatott cégről. Az első vízmű átadására 1894 decemberében került sor. Ma már 5 vízmű és 103 ERVill szakaszoló hidroforállomás biztosítja a fogyasztók ellátását. A vízfogyasztás eléri az 1500-1700 liter/sec hozamot. Nagyváradon egy modern szennyvíztelep is működik, amely megfelel az EU szigorú feltételeinek is. A tisztítás folyamán keletkezett biogázt villamos és hőenergia előállítására is felhasználják. Nagyváradon 1903. december 17-én kezdi meg működését a Villanytelep. A berendezéseket a Ganz cég szállítja és sze-


34

reli be. A Villanytelep fokozatosan fejlődik és modernizálódik. Jelentős fejlesztésre került sor 1942-1943-ban amikor a budapesti ERVILL cég egy modern alállomást és kapcsolótáblát telepit a Villanytelepen. A kapcsolótábla egy része ma is üzemel. Ebből az időből megmaradt mérőműszereket, Ganz-reléket, fogyasztásmérőket, középfeszültségű szakaszolokat és olvadóbiztosítókat láthatott a látogató. Ma már Nagyvárad egy fontos energetikai központ. Itt üzemel egy 400/110 kvos alállomás és egy hőerőmű is, amely eredetileg 205 MW teljesítményre épült. Egyébként az erőmű első egységeit az ERŐTERV budapesti cég tervezte, és ezeket a berendezéseket a LÁNG Gépgyár és a GANZ cég szállította. Az első gépegység 1966-ban indult be. Nagyváradnak igen kiterjedt távfűtőrendszere van. Az első vezetéket még 1960-ban helyezték üzembe a régi villanytelepből. Ma a távhőszolgáltató a jelenlegi hőerőmű, amely komoly fejlesztések előtt áll, azért hogy Arhív fotók a villanytelep életéből megfeleljen a környezetvédelmi előírásoknak. A látogatókat különösen vonzotta a villamos közlekedést bemutató, igen gazdag és színes rész. A kiállításnak az is aktualitást adott, hogy pont 105 éve, azaz 1906. április 25-én indult el a város utcáin az első villamos. A látogatót igen sok kinagyított eredeti fénykép, séma és rajz vezette el a kezdetektől napjainkig. Ma Nagyváradnak modern villamosközlekedése van, ahol 2008 óta, 10 db Bécsben gyártott modern Siemens ULF típusú villamos közlekedik, elsőként Romániában. Nagyváradnak igen kiterjedt teherszállító villamos vontatású vonala volt, amely behálózta az egész várost. Ez a tevékenység 1994ben szűnt meg. A közlekedési vállalatnak sikerült megőriznie 3 villanymozdonyt, amelyekből kettőt fel is újítottak. Az évforduló kapcsán az egyik Siemens típusú mozdonyt kihelyezték a város egyik terére, mint „szobor villamos mozdonyt”. Ezt a mozdonyt 1906-ban gyártották a Rajna-menti Bingenben (Németország), ahonnan 1918-ban került Nagyváradra.

Siemens típusú mozdony A kiállítás majd egy évszázados relikviáit a PROENERG cég ultramodern kiállítótermének 21. századi világítástechnikai berendezései, korhűen mutatták be, és azok patináját csak fokozták. Összeállította: Makai Zoltán, Nagyvárad

NOVOFER

Alapítvány a műszakiszellemi alkotásért Az utóbbi évek világgazdasági eseményei, azok hatása az egyes nemzetek gazdaságára, valamint az emberi populáció környezetével kapcsolatos tudatos felelősségvállalás jelentősége új dimenzióba emeli a műszaki-szellemi alkotások, a mérnöki munka, a technológia fejlesztések megítélését. Nem pusztán erősebb tudományra vagy több technológiára van szükség, hanem hatékony, előremutató, környezettudatos innovációra, ami az ember, az ember és az anyag viszonyára fókuszál. E tekintetben a holográfiai módszer feltalálásáért és továbbfejlesztéséért Nobel-díjat kapott tudósunk, Gábor Dénes munkássága és humanista gondolkodásmódja különös aktualitással bír. Ennek szellemében kerül ismét kiírásra a Gábor Dénes-díj, mely a civil szféra egyik legnevesebb műszaki alkotói elismerése ma Magyarországon. A díjjal jellemzően a hazai műszaki és természettudományi felsőoktatás képviselőit, a jelentősebb ágazatok, ill. iparágak kutató-fejlesztő szakembereit kívánjuk elismerni és további alkotó munkára ösztönözni.

lesztő, feltaláló, műszaki-gazdasági vezető) szakembereket, akik valamely gazdasági társaságban vagy oktatási, kutatási intézményben:  kiemelkedő tudományos, kutatási-fejlesztési tevékenységet folytatnak,  jelentős, a gyakorlatban az elmúlt 5 évben bevezetett, konkrét tudományos és/vagy műszaki-szellemi alkotást hoztak létre,  megvalósult tudományos, kutatási-fejlesztési, innovatív tevékenységükkel hozzájárultak a környezeti értékek megőrzéséhez,  személyes alkotó közreműködésükkel jelentős mértékben járultak hozzá az intézményüket elismerő, sikeres innovációs tevékenységhez. (Szerkesztőségi megjegyzés: Több egyesületi tagunk is van a kitüntetettek között) Az adatlap, a felhívás és a jelöléssel (előterjesztéssel) kapcsolatos részletes tudnivalók a http://www.novofer. hu/alapitvany/tartalom/menu/64 oldalon találhatóak. A jelölést (előterjesztést) elektronikusan ([email protected]), és papíralapon (1112 Budapest, Hegyalja út 86.) is be kell nyújtani az alábbi címekre: NOVOFER Alapítvány H-1112 Budapest, Hegyalja út 86. [email protected] Mind az elektronikus, mind pedig a papíralapú jelölés beküldési/ postára adási határideje: 2011. október 10.

Gábor Dénes-díj Jelölési felhívás 2011 A NOVOFER Alapítvány Kuratóriuma kéri a gazdasági tevékenységet folytató társaságok, a kutatással, fejlesztéssel, oktatással foglalkozó intézmények, a kamarák, a műszaki és természet-tudományi egyesületek, a szakmai vagy érdekvédelmi szervezetek ill. szövetségek vezetőit továbbá a Gábor Dénes-díjjal korábban kitüntetett szakembereket, hogy az évente meghirdetett belföldi GÁBOR DÉNES DÍJ-ra jelöljék azokat az általuk szakmailag ismert, kreatív, innovatív, magyar állampolgársággal rendelkező, jelenleg is tevékeny, az innovációt aktívan művelő (kutató, fej-

A díj odaítéléséről a Kuratórium dönt. Eredményhirdetés és díjátadás: 2011. december 15. A beérkezett jelölések átvételéről a jelölők, az elbírálás eredményéről a jelölők, a kitüntetést elnyerők esetén a jelölők, az ajánlók és a díjazott jelöltek közvetlen értesítést is kapnak. A díjazottak személyét a díjátadást követően honlapunkon és a szaksajtóban is nyilvánosságra hozzuk.

KÖZHASZNÚSÁGI JELENTÉS

Egy, Az Elektrotechnikai Múzeum őszi programjaiból

Az Elektrotechnikai Múlt Megőrzéséért Alapítvány (EMMA Alapítvány), - melynek célja minden elektrotechnikai érték, villamosenergia-iparral kapcsolatos technikatörténeti emlék mentése, védelme, népszerűsítése, valamint segítségnyújtás és támogatás az Elektrotechnikai Múzeum gyűjteményének fenntartásához. A 2010. évi közhasznúsági jelentése a mellékletben megtalálható.


35

Dr. Gyulai József a kuratórium elnöke

A múzeum „150 éves a Jedlik dinamó” címmel kiállítást rendez. Kapcsolódó konferenciával, valamint általános és középiskolásoknak kidolgozott múzeumpedagógiai programkínálattal kívánunk megemlékezni e jeles technikatörténeti eseményről. A programsorozatot szeptember második felétől indítjuk. A részletes programról a múzeum (www.emuzeum.hu) és az egyesület (www.mee.hu) honlapján tájékozódhatnak szeptembertől. A múzeum munkatársai

ner e ô v ö Aj

Ön z a a j á gi

van n e b é ez

k

!

1 1 0 2 o p T x N e O P Z O G Y KÖ E R S C E L EN EBRECEN, KÖ eptember 27-29. D

sz e 2011. ert és minden b

!

n fórumá m ó e l l k á a z n s ö bb den nk min ktor legnagyo mban u r á v l tte ze szá ail Szerete t az energias k korlátozott hu e-m . o p ő ő x d p e ő elé go érdekl kmai b @ener számon. a o z p s x s e e o Ingyen ők az energ 11-es telefon et -0 rendelh gy az 52/436 es.hu r a v e , v n r e a cím .aram

www

Várjuk kiállítók jelentkezését az alábbi tematikákban: • Energiatermelés, -szállítás • Energiakereskedelem, szolgáltatás • Energiafelhasználás, -racionalizálás • Környezetvédelem • Megújuló energiaforrások • Erőművek, erőművi berendezések • Energetikai háttéripar • Hő- és hűtéstechnikai berendezések

Tervezett konferencia program: 2011. szeptember 27. • Energiastratégia Meghívott intézmények: Nemzeti Fejlesztési Minisztérium, MVM Zrt., MAVIR Zrt., MKIK, Paksi Atomerőmű Zrt., OAH, REKK, BME 2011. szeptember 28. • Energetikai szabályozás aktuális kérdései • Megújuló hajtóanyagok és energiák • Erőműépítés és üzemviteli tapasztalatok • GE és EMERSON előadások • Áramárverés 2011. szeptember 29. • Villanyszerelő fórum • Klaszterek találkozója • A tiltott szó az energetikában: VÍZ

További információ: 52/436-011 [email protected] A rendezvény helyszíne: Kölcsey Központ Debrecen, Hunyadi u. 1-3.

AZ ENERGIA EMBERSÉGE AZ EMBERISÉG ENERGIÁJA

egyesületi élet Egyesületi élet egyesületi élet egyesületi élet Mivel, hogyan, mennyiért világítsunk? Az ezzel a címmel április 6-án a VTT által szervezett előadás-sorozat óriási érdeklődésnek örvendett az idei Construma kiállításon. A kreditpontos rendezvényre a jól összeválogatott előadások lényegesen több érdeklődőt vonzottak, mint ahány ülőhely volt az e célra berendezett térrészen. Több résztvevő két órán át, végig állva hallgatta a bemutatott 5 előadást. Talán ilyen sikeres nyílt rendezvénye ez idáig nem is volt a VTT-nek.

Dr. Borsányi János előadását tartja szakcikkekben található szakmaiatlan kifejezéseket, megtévesztő adatokat és félrevezető szövegrészeket. Az első két tudományos előadás után üdítően hatott a résztvevőkre az előadó fanyar humora, sikerült derűt keltenie a sok szakmaiatlansággal. Úgy gondolom, hogy a humoros megközelítése a hirdetéseknek mindenképpen tanulságos volt a hallgatóság számára, ha szakmai szempontból nem is, de arra jó volt, hogy bebizonyítsa azt a tényt, hogy nem mindent szabad elhinni, amit az interneten hirdetnek.

Deme László: Erzsébet híd, Szabadság híd díszvilágítása című, szép képekkel illusztrált előadása

Hatalmas tömeg kísérte figyelemmel az előadásokat

Dr. Borsányi János – Molnár Károly: 60 W-ból hány lux? A két előadó mérésekkel és számításokkal

igen érdekes volt. Aki már többször hallotta az előadót, az ismeri a stílusát: alaposan és körültekintően felkészült, előadásmódja magával ragadó. Demelászlói stílusban mesél, a mese magával ragad, és az idő közben elszáll észrevétlenül olyannyira, hogy még az előadásokat elnöklő is megfeledkezik az idő múlásáról. A résztvevőket is elkápráztatták a szép felvételek, és érdeklődéssel figyelték a szakmai fogásokat a két megvalósult beruházáson.

bebizonyította, hogy az ujjas kialakítású, egy végén fejelt kompakt fénycsöveket fej fent helyzetben nem praktikus üzemeltetni, mert a vízszintes síkon mért megvilágítás kisebb, mint az adott teljesítménynek megfelelő izzólámpa esetében. A csavart kialakítású kompakt fénycsövek esetében mért megvilágítás azonos az izzólámpáéval. Bebizonyították, hogy a kompakt fénycsövek használata esetén kimutatható ezek gazdaságossága. A beruházási és üzemeltetési költségeket luxórára vetítve számolták ki. Az előadás során felhívták arra is a figyelmet, hogy nem minden esetben hihetünk a kompakt fénycsövek dobozán található izzólámpa-megfelelőségi piktogramoknak.

Barkóczi Gergely: Káprázatos energiahatékonyság. A fiatal doktorandusz kolléga előadásában a

megfelelő káprázáskorlátozás energiahatékonyságot növelő hatására hívta fel a figyelmet. Az előadó az MSZ EN 12464 világítási szabványban bevezetett UGR index (káprázási arány index) bemutatásán keresztül hangsúlyozta a káprázás vizuális komfortra gyakorolt negatív hatását, és rámutatott a környezet számos befolyásoló elemére, illetőleg a beavatkozási lehetőséget nyújtó fizikai és módszertani eszközökre. A káprázás mindezek figyelembevételével tervezett korlátozása növeli a világítási rendszer használhatóságát, így annak hatékonyságát, tehát a teljes rendszer energiahatékonyságát javítja.

Nádas József: LED-ben az IGAZSÁG című előadása egyfajta humoreszknek is tekinthető. Szellemesen mutatta be az internetes és nyomtatott hirdetésekben és Elektrotechnika 2 0 1 1 / 0 7 - 0 8

37

A MEE-VTT stand a világítástechnikai bemutatás helyszíne

Dr. Kovács Béla: A fénycsövek második életét

ismertette, mint e szakterület legavatottabb hazai képviselője. Valamennyi mérnökkolléga meggyőződhetett arról, hogy a fénycsöveket nyugodtan betervezhetik a világítási berendezésekbe, mert azok működőképességük végén összegyűjtésre kerülnek, és újra feldolgozzák őket. Valamennyi a feldolgozás során visszanyert anyagot újrahasznosítanak. Ez a tény igaz a kompakt fénycsövekre is. Az előadások színvonalának köszönhető nagy érdeklődést követően, a Békés Megyei Mérnöki Kamara meghívta a VTT előadóit egy szakmai napra Békéscsabára. Itt szintén nagy volt az érdeklődés, 75-en vettek részt az előadásokon. Köszönet illeti az előadókat és a világítástechnika iránt igen aktívan érdeklődő résztvevőket is. Z. Nagy János VTT elnöke

Villamos Energetikai Szakember Találkozó 2011 Megújult keretek között 2011. május 17-18-án, a Budapesti Kereskedelmi Ipar Kamara Közüzemi Közszolgáltató Osztálya, a Magyar Elektrotechnikai Egyesület Villamos Energia Társasága és a Magyar Elektrotechnikai Egyesület ELMŰ Szervezetének együttműködésével országos, kiállítással egybekötött Villamos Energetikai Szakember Találkozóra került sor – az elmúlt év tapasztalatait felhasználva, megújult formában - az ELMŰ Nyrt. Sporttelepén. A szakemberek találkozójának sokoldalúságát és fontosságát jelezte, hogy azt dr. Vadász György, a Budapesti Kereskedelmi és Ipar Kamara általános alelnöke és dr. Grabner Péter, a Magyar Energia Hivatal osztályvezetője nyitotta dr. Vadász György meg. Mindkettőjük egyetértett abban, hogy a hasonló rendezvények nagyon fontosak a gazdaság fellendítésének érdekében, hiszen itt a piac szereplői egy közös körben tudják megvitatni az őket érintő problémákat és kérdéseket. Vadász úr beszédében támogatását fejezte ki az ilyen és ehhez hasonló szakmai konferenciák iránt, hiszen az iparág összefogása elengedhetetlen ahhoz, hogy egy ilyen jellegű esemény létrejöhessen. A rendezvény fő célja a kezdetektől, hogy a hazai áramszolgáltatók szerződéses tervezői, kivitelezői, műszaki ellenőrei, a kamarai vállalkozások, valamint az érintett szakemberek, kollégák megismerjék az elfogadott és használható technológiákat és a gyártó cégek által bemutatott termékekhez kapcsodr. Grabner Péter lódó technológiai ismereteket. Az előző évekhez képest kiemelkedő újdonság volt, hogy a rendezvény országos méretűvé nőtte ki magát. Az ELMŰ-ÉMÁSZ Társaságcsoport mellett a további hazai áramszolgáltató társaságcsoportok – így az E.ON és az

Előadás

Bemutató a szabadtéren EdF társaság képviselői – is meghívásra kerültek mind előadói, mind látogatói szinten. A konferencia témája is bővült, a kis-, és középfeszültségű témák mellett a nagyfeszültségű technológiákkal és berendezésekkel foglalkozó előadásokkal is kiegészültek, az OVIT Zrt. bevonásával. A két nap tematikája megoszlott: az első nap a kis-, középés nagyfeszültségű tervezési és hálózatépítési, míg a második nap méréstechnikai kérdések köré épült fel. Mindkét nap kísérő programok is szerepeltek az „étlapon”, az első nap egy beszerzői fórumra került sor, míg második nap a regisztrált villanyszerelők „kérdezz-felelek” jellegű fóruma zajlott le. Ezzel párhuzamosan a regisztrált villanyszerelői rendszer oktatói értékelték az országos rendszer sajátosságait, tapasztalatait, valamint meghatározták a jövőre vonatkozó célokat. A változatos előadások mellett a kiállítás területén 33 gyártó cég – bel- és kültéren egyaránt – mutatta be termékeit, katalógusait, illetve állt személyesen is rendelkezésre. A szakemberek között nagy érdeklődést váltott ki a helyszínen megtekinthető és kipróbálható elektromos sportautó. A smart méréssel kapcsolatos előadások és információk is sok szakembert vonzottak, lévén ez napjaink egyik kiemelten kezelt kihívása. A látogatói és kiállítói visszajelzések egyaránt pozitívak, a rendezvény első napján 424 fő, második napján 436 fő regisztrálta magát. Az előadások programja: – ELMŰ-ÉMÁSZ hálózati stratégiája, fejlesztési irányok - Béres József, ELMŰ Hálózati Kft. – Innováció a Transzformátorgyárban - Hipszki Gyula, Siemens Zrt. – OVIT fejlesztésű és gyártású 120 kV-os ideiglenes oszlopcsalád és alkalmazása, Horváth Károly - Molnár László, OVIT Zrt. – Közép-/kisfeszültségű kompakt transzformátor állomások - Blaskó István, Richter László, Csató János, B&K Elektro System Kft. – EN 50483, új kisfeszültségű szerelvény szabvány követelmények - ENSTO ELSO Kft.

Előadás


38

– OVIT szerepe IEC-61850 kommunikációs szabvány alkalmazásában Bosznay Zsolt – Kedves Zoltán, OVIT Zrt. – Csupasz szabadvezetéki hálózatok húzószilárd toldása préselés nélküli technológiával – Ugor Balázs, Tomintex Kft. – Jelöléstechnika - Hálózatok tervezőinek és építőinek - Pinczés László, Johnsvill Kft. – Légvezeték fejlesztés a FUX Zrt-nél - Kállai Rudolf, FUX Zrt. – Kábel és csőátvezetések vízzárása, gázzárása, tűzzárása - Balázsi Miklós, HAUFF- Technik Hungária Kft. – Hulladékból érték - AVE Tatabánya Zrt. és Mikrolin Hungária Kft. – Hálózatépítés – típushibák - Paveszka László, ELMŰ-ÉMÁSZ Hálózati Szolgáltató Kft. – Mérőhelyek létesítése, eljárások, követelmények az EDF területén Stigmon Gábor, EDF DÉMÁSZ Hálózati Elosztó Kft. – GSAB kültéri földkábeles szekrények - Szloboda Gyula, GSAB Elektrotechnik GmbH

15 éves a VEIKI-VNL Villamos Nagylaboratóriumok Kft. A VEIKI-VNL Villamos Nagylaboratóriumok Kft. fennállásának 15. évfordulója alkalmából szakmai napot rendezett, melyre a VGKB Szakosztály, más szervezetek tagjainak – örvendetesen főleg fiatalok – bevonásával elfogadta a szíves meghívást. A csaknem 20 fős csoportot dr. Varga László ügyvezető igazgató fogadta, aki bevezető előadásában ismertette a VEIKI-VNL Kft. történetét, működését, feladatait és eredményeit. Munkatársainak előadásai a cég aktuális vizsgálati-kutatásaival foglalkoztak. Csak felsorolásszerűen az elhangzottakról: Varga Balázs: Távvezetéki szerelvények és szigetelőláncok zárlati vizsgálatai, Homok Csaba: Szigetelők diagnosztikai vizsgálatai,

Technikusavató Ünnepség

Nagykanizsa, 2011. június 10.

A Cserháti Sándor Szakképző Iskola és Kollégium régi hagyománya a technikusavató ünnepség. Az elektronikai munkaközösség oktató, képző, nevelő műhelye a „CSERI – elektro” a 2011-ben minősített 15. elektronikai technikus évfolyam sikeresen levizsgázott végzőseit az avató ünnepségen elektrotechnika-elektronika szakma köreibe fogadta. Az avatási ceremóniával 2011Bálint Attila az első elektronikai ben hagyományt teremtettek – technikussá „ütött” kolléga egy 1970-ben készült, már technikatörténeti NDK gyártmányú – FESZÜLTSÉGKÉMLELŐ-vel „ÜTÖTTÉK” a jelöltet technikussá. A MEE nevében a zalaegerszegi szervezet titkára emléklappal köszöntötte a 24 pályakezdő fiatal kollégát. Egyben felkérte őket, hogy tevékenységük során érvényesítsék a szakma szabályait és értékrendjét.


39

– Ügyintézési módok és tájékoztatási formák az E.ON gyakorlatában - Soósné Kropp Tünde, E.ON Dél-dunántúli Áramhálózati Zrt. – Multi-utility okos mérés a gyakorlatban – Magyarországon - Intelliport Solution Kft. – LED-es közvilágítási lámpatestek valós élettartama - Esztergomi Ferenc, HOFEKA Kft. – Középfeszültségű kapcsoló-berendezések gyártása Magyarországon Schneider Electric Hungária Kft. – Smart mérés a gyakorlatban - ISKRA smart mérők- Bankonzult Kft. – Feladatorientált mérési sorozatok a villamos biztonságtechnikában Horváth László, C+D Automatika Kft. – ÉMÁSZ Hálózati Kft. előadása, Babarczi Zoltán

Horváth Zoltán MEE-VET társelnök Tóth Lajos: Távvezetékek extrém mechanikai terheléséből származó üzemzavarokkal kapcsolatos vizsgálatok, Ferenczi Zoltán: A Paksi Atomerőmű hos�szabbításához kapcsolódó minősítő vizsgálatok. Az igen nagy érdeklődéssel kísért előadásokat a laboratóriumok (Nagyteljesítményű, Nagyfeszültségű, Nagyáramú és ú.n. LOCA Laboratórium) megtekintése követte, a laborvezető kollégák a részletes bemutatás mellett készséggel válaszoltak a szép számmal feltett kérdésekre. A résztvevők ezúttal köszönik meg a szíves vendéglátást, s főleg azt, hogy színvonalas előadásaikkal gyarapították szakmai ismereteiket. Lieli György

olvasói levelek

Olvasói levelek olvasói levelek olvasói levelek Az Elektrotechnika 2011/06 számában „Látogatás az EDF DÉMÁSZ irányító központjában” címmel jelent meg Arany László tudósítónk beszámoló cikke. Egy kedves olvasónk, Papp György a cikkel kapcsolatban az alábbi kiegészítést küldte. „A beszámoló teljesen korrekt volt, azonban kimaradt belőle az a fontos momentum, hogy DÉMÁSZ számítógépes üzemirányító rendszerét a kezdetektől fogva magyar műszakiak fejlesztették: MMG, KFKI, VEIKI, RealSoft, Prolan ZRt, DÉMÁSZ különböző szakszolgálatai, informatikai szakemberei. A ma működő rendszer, ennek a fejlesztési folyamatnak nagyon sikeres állomása, s talán folytatása is lesz. Ez egy sikertörténet!” Köszönjük, ezt az értékes információt! Szerkesztőség

Németországi szakmai látogatás a VDE támogatásával

München

Irsching

Irsching

Az Óbudai Egyetem Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Villamosenergetikai Intézete szakmai kirándulást szervezett Németországba. 2011. június 5-én indultunk húszfős busszal Bajorországba az óbudai campusról, reggelre érkeztünk Münchenbe. Itt rövid városnézés után a Deutsches Museumot tekintettük meg, illetve töltöttünk el benne 6 órát, de csak benyomásokat szerezhettünk a hatalmas műszaki-természettudományos anyagról. A nagyfeszültségű laboratóriumi bemutató után kipróbáltuk, hogy izomerővel mennyi villamos energiát tudunk termelni (10 perc alatt hárman 0,05 kWh-t, amiért kb. 2,50 Ft-ot kell a hazai szolgáltatónak fizetni). Tanulmányozhattuk a különböző rakétahajtóműveket és a gázturbinákat is – ami a következő napi programra való felkészülés miatt lett igen fontos. Szállásunk Ingolstadtban volt. Másnap Irschingben, a néhány hete átadott, a világ legnaGroßmehring gyobb kereskedelmi üzemű gázturbináját tekintettük meg. Az E.ON erőmű régi blokkjait a 40% villamos hatásfok miatt ritkán használják, viszont az új 340 MW-os Siemens turbina CCGT (kombinált ciklusú) üzemben (545 MW) több mint 60%-os villamos hatásfokkal bír. Ma a világon ez a legmagasabb érték, ilyen hatásfok mellett 330 g/ Reutlingen kWh CO2-kibocsátást értek el. Mind- Manz Automation 2011. június 8-án, szerdán Reutlingenbe a Manz Automation ezen túl van még itt két, egyenként gyárba látogattunk. A cégről egyszerűen csak annyit érdemes 420 MW-os CCGT egység, amelyek a mondani, hogy high-tech termékekhez készítenek gyártósonemrég átadott gönyűi erőmű testrokat, mint pl. a félvezetők alapjául szolgáló szilícium előálvérei. lításhoz, Flat Plane Displayekhez, Li-ion akkumulátorokhoz, Ezután Großmehring erőművét tüzelőanyag-cellákhoz és napelemgyártáshoz. Az utóbbi gétekintettük meg. A fárasztó kiránpek szerelőcsarnokát jártuk be, ahol 60 MW/év kapacitású dulás előtt az erőmű kantinjában napelemgyártó sorokat állítanak elő, hetente kb. 10-et. A teljes ebéddel kezdtünk. A nehézolaj-tüfolyamat 20 technológiai lépéséből 15-höz a berendezéseket zelésű erőművet 1973-ban adták át, teljes egészében itt készítik. A berendezések robottechnikát, léma üzemelő két blokkja 470 MW-os. zerberendezéseket, precíziós mechanikát tartalmaznak, mindEkkora turbina- és generátorblokkok ezt IPC-vezérléssel. A gépszekrényeket Debrecenben gyártmég ma sincsenek Magyarországon. ják. A 1,5 sec-es ciklusidejű, 10 µm pozícionálási pontosságú Érdekesség, hogy az erőmű 60%-át a robotok több tonnás epoxi beton és gránittömbökre vannak kéntelenítő, porleválasztó és DeNOx szerelve. Természetesen az épületek tetején mintegy 200 kW berendezések teszik ki. napelem van installálva. Levezetésként a scheyerni kolostort tekintetük meg. Itt köUtolsó programpontként a stuttgarti Mercedes múzeumot tött házasságot 955-ben Szent István és bajorországi Gizella. A tekintettük meg, ahol a legelső automobilokat és a legmoderdiákoknak legalább ekkora élményt jelentett a bencés szerzenebb autókat a számos építészeti díjat nyert modern múzeumtesek sörkimérése is. Szállásunk Tübingenben, az egyetemváépületben mutatják be. rosban volt.


40

A VDE csekk átadása Az utazásunkhoz a VDE 500 euróval járult hozzá. A csekket Günther Volz, a VDE baden-württembergi szekciójának elnöke adta át. Külön köszönetünket fejezzük ki a szervezésért Hermann Wackerhagénak, a bajor VDE szekció tagjának, Vígh Albertnek, a stuttgarti kereskedelmi konzulnak és Ábrahám Tibornak. További támogatóink voltak a Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar, a Kandó Alapítvány és a Magyar Elektrotechnikai Egyesület. Ezúton is köszönjük minden támogatónknak, hogy az utazást lehetővé tették. Kádár Péter Stuttgart, Mercedes múzeum

Szakmai tanulmányút Szlovákiában Kirándulással egybekötött szakmai tanulmányutat szervezett májusban a MEE Debreceni Szervezete Szlovákiába, a bősi vízerőműhöz. A kirándulás során megismerkedtünk Komárom és Révkomárom nevezetességeivel. A szakmai program első állomása a vágkeresztesi 110 kVos kapcsoló állomás megtekintése volt. A 3 gyűjtősínes, egy segédsínes, 32 mezős szabadtéri állomás, légszigetelt készülékekkel jól áttekinthető, tágas, szellős elrendezésű. Ez a kapcsolóállomás nagy szerepet játszik a térség villamosenergiaellátásában.

A szakmai program folytatásaként meglátogattuk a Bős-Nagymarosi Vízlépcső Gabcikovóban lévő vízerőművét. A látogatás során szakmai idegenvezetőnk bemutatta a létesítményt. Bős - Gabcikovo- Pozsonytól nem messze, az osztrák és a magyar határ közelében terül el. A vízlépcsőrendszert eredetileg a Duna magyarországi és szlovákiai közös szakaszának hasznosítására tervezték. A létesítés célja az energiatermelés mellett a hajózhatóság biztosítása és az árvízvédelem volt. Csak emlékeztetőül, eredeti formájában a létesítmény tervezett főbb egységei: a Dunakiliti mellett épülő mederzáró duzzasztómű, a Csallóközön végighúzódó üzemvíz csatorna, közepén a bősi erőművel és Nagymaros térségében a nagymarosi vízlépcső. Így ebben a formában végül is nem valósult meg. Látogatásunk során volt alkalmunk megnézni az erőmű felépítését és működését. A bősi vízerőműben 8 turbó-áram-


41

A vízlépcsőt a hajók áthaladását elősegítendő, két - 4,5 m széles, 113,5 m hosszú - zsilipkamra egészíti ki. A zsilip hasznos hossza 125,00 m és szélessége 24 m. Látogatásunk során volt alkalmunk egy zsilipelést is végignézni, amelyben alig fél óra alatt a tartályhajó átzsilipelése megtörtént.

fejlesztő van. Két generátor a szlovák főelosztó hálózat 110 kV-os hálózatába termel 2 transzformátoron át, míg 6 generátor a dupla blokkos transzformátorokon keresztül a 9 mezős 400 kV-os burkolt SF6-os szigetelőgázzal töltött elosztóállomásra van rákapcsolva. A bősi 400kV-os alállomás a szlovák végpontja a Győr-Gabcsikovó nemzetközi távvezetéknek. A bősi vízerőmű Szlovákia legnagyobb vízierőműve, melynek éves termelése 2,4-2,6 TWh, Szlovákia összes villamosenergia-termelésének közel 10%-a.

A debreceni MEE csoport szakmai tapasztalatokban, látnivalókban gazdag tanulmányutat tudhat magáénak, melynek megszervezéséért köszönet illeti Székely Imre tagtársunkat Dr. Diósné Samu Anna

Nyugdíjas Baráti találkozó HÍREK SZEGEDRŐL Szeged-Szíksóstón Arany László

Bravózással zárult MEE-előadás Békéscsabán „Néhány nappal az előadás előtt egy kedves szóbeli invitálást kaptunk a Békéscsabai MEE Szervezet titkárától, Balogh János Miklóstól. 2011. július 05-én szeretettel várnak bennünket is, Szegedieket, egy MEE előadásra. A helyszín: a Körösök Völgye Látogatóközpont a Széchenyi Ligetben. Az előadó: Mengyán András békéscsabai születésű Munkácsy díjas képzőművész, és ami még meglepőbb volt, az előadás címe: „Racionalizmus és Varázslat”. Ezt a színes beszámolót - teljes terjedelmében - a MEE honlapján olvashatják T. Olvasóink.

Az előadó, Mengyán András

Képek a Szerző felvételei A cikkek elérhetősége: Az új honlapon a megjelenés után, a MÉDIA menüpont alatt található „Elektrotechnika/aktuális szám”, a későbbiekben pedig „Elektrotechnika/ korábbi számai címszó alatt. Szerkesztőség

Részlet a bemutatóból


„A hagyomány folytatódott, a főszakács ismét bizalmat kapott, csak a helyszín változott,” kezdte Arany László – a hűséges tudósító - beszámolóját, az évente ilyenkor megrendezésre kerülő nyugdíjas találkozóról. A hajdan volt kollégák mindig nagy izgalommal és várakozással készülnek a találkozóra, mivel megint jó lesz elmesélni és hallani életük elmúlt egy évének történéseit. A hangulatos cikket – teljes terjedelmében – elolvashatják Olvasóink a MEE honlapján.

42

Megújult a MEE honlapja! Egy honlap dinamizmusához hozzá tartozik a rendszeres fejlesztés. Az elvárások, a megfogalmazott észrevételek és az új igények figyelembe vételével döntés született a honlap megújítására. Ezért egyesületünk létrehozott egy alkalmi munkabizottságot, amelynek feladata volt honlapunk átalakításának lényegi elemeit meghatározni. Az új célok meghatározásában alapvető szerepet töltött be a MEE EISZ által, a MAIT és az ESZK közreműködésével elkészített részletes „MEE honlap elemzése” anyag, amely munkáért ezúton is köszönetet mondunk. A MUBI elfogadott egy feladattervet, amely végrehajtásáról a novemberi OET-en történt bemutató után az Egyesületi Elnökség a MEE új 3 éves stratégiájának 16. számú akciójaként hozott határozatot. Az új honlap augusztusban már teszt üzemben - korábbi honlap főoldaláról érhető el, - majd véglegesen szeptembertől működik. A továbbfejlesztett honlap legfőbb előnyei:  Egyszerűbb, átláthatóbb struktúra  Az információk nagy része egy kattintással elérhető  Az Elektrotechnika folyóiratunk cikkei 2011-től rovatonként, cikkek szerzője és címe szerint egy kattintással elérhetők  Közösségi portál (facebook) felhasználása honlap bizonyos aktív felületeinek megoszthatósága  Jegyzetek online rendelhetősége  Zöld hírek rendszerezett megjelenése  MEE tagsághoz kötött felületek megtekinthetősége Azon MEE tagok, akik szerepelnek a tagnyilvántartó rendszerünkben és érvényes e-mail címmel rendelkeznek, egyes többlet információkat tartalmazó felületeket is elérhetnek. Vannak olyan felületek, amelyek elérhetőségeinek nem feltétele a MEE tagság, de regisztrációhoz kötöttek. Ezen felületeket a tesztüzem alatt sárga háromszöggel jelölünk. A MEE tagok ezekre az oldalakra a végleges indulástól beléphetnek a Tagnyilvántartó rendszerünkben is használt tagkódjukkal és jelszavukkal. Ha nem rendelkezik MEE tagsággal és még nem regisztrált felhasználója a MEE honlapjának, de szeretné megtekinteni a regisztrációhoz kötött védett tartalmakat, a tesztüzem után az „Új felhasználó létrehozása” link alatt regisztrálhat honlapunkon e-mail címe megadásával.


43

Kérjük, hogy észrevételeit új honlapunkkal kapcsolatban ossza meg velünk az [email protected] e-mail címre küldött levelében. Bízunk abban, hogy továbbfejlesztett honlapunk elnyeri tetszését és állandó látogatóink között üdvözölhetjük Önt is. Amennyiben még nem használta tagnyilvántartó rendszerünket, esetleg elfelejtette tagkódját és jelszavát, kérjük, hogy a [email protected] e-mail címre küldjön egy „TaR jelszó igénylés” tárgyú e-mailt, amelyben a pontos azonosítás érdekében a következő adatokat adja meg: A tag neve: A tag születési dátuma: A tagot regisztráló MEE szervezet neve: Tagkódját (amennyiben tudja): E-mail címét, amelyre elküldhetjük új jelszavát: A Tagnyilvántartó rendszerünkbe történő belépését a https://tag.mee.hu címen tesztelheti.

Új funkciók Tagnyilvántartó rendszerünkben Nyilvános adatok keresése. Azon tagok, akik az általuk megadott adataikat a tagság számára nyilvánosságra hozzák, megjelennek a „Tagkeresés” menüben, így a MEE tagjai könnyen egymásra találhatnak. Alapértelmezésként a tagok adatai zároltak, de Tagnyilvántartó rendszerünkbe belépve a „Saját adatok” menüben nyilvánosságra hozhatja azokat, a megfelelő adatok mellett található ikonok segítségével. Közösségépítés. Azon tagok, akik a Tagnyilvántartó rendszerünkben lévő adatlapjukon az általuk megadott adataikat a tagság számára nyilvánosságra hozzák, megjelennek a „Tagkeresés” menüben, így a MEE tagjai könnyen egymásra találhatnak. Alapértelmezésként a tagok adatai zároltak, de Tagnyilvántartó rendszerünkbe belépve a „Saját adatok” menüben nyilvánosságra hozhatja adataik mellett található ikonok segítségével. A közösségi kapcsolatok továbbfejlesztése érdekében újabb adatokat is tárol a rendszer: Skype-fiók, Iwiw-fiók, Facebookfiók, Twitter-fiók. Tagnyilvántartó rendszerünkbe belépve a „Saját adatok” menüben megadhatja ezen fiókjai címeit. Günthner Attila

szemle Szemle szemle

szemle Mini atomerőművek előnyei A cikkben vázolt tervek és a szökőár A 2011. március 11-i japán földrengés és szökőár valószínűleg alapvetően befolyásolja az atomerőművek további terjedését, fejlődésének irányát. Az alábbi kivonat alapjául szolgáló cikk a The Economist című hetilapban ezt megelőzően, 2010. december 11-én jelent meg. Jelen ismertető végén olvasható néhány – a katasztrófa tapasztalatai alapján levonható – következtetés, a teljesség igénye nélkül. Természetesen az atomerőművek további sorsáról még nagyon sok szakmai vita várható, lehetséges, hogy – a fukushimai baleset hatására – a cikkben említett tervek egy részét felülvizsgálják. A The Economist fent említett cikke részletes áttekintést közölt a máshol már bevált konstrukciójú, kisteljesítményű atomreaktorok lehetséges erőművi alkalmazásának előnyeiről, terjedésének lehetőségeiről. Ahol napirendre kerül új atomerőmű építése, a beruházási döntés meghozatalánál a döntéshozók sokszor a kisebb teljesítményű, egyszerűbb 1

4

5

A Hyperion cég honlapjáról (www.HyperionPowerGeneration. com) több részletet is meg lehet tudni a HPM-ről, a legfontosabb adatokat az alábbi táblázat tartalmazza:

6

2 3

7 8 9

3

10 11

1 kondenzátum hűtő, 2 Kondenzátor, 3 talajszint, 4 gőzturbina, 5 generátor, 6 kapcsolódás a helyi hálózathoz, gyárhoz, vagy katonai bázishoz, 7 túlhevítő, 8 elgőzölögtető, 9 előmelegítő, 10 reaktorkamra, 11 teljesítménymodul és jóval olcsóbb reaktorok, illetve erőművek létesítésének lehetősége felé fordulnak. Olyan berendezésekről van szó, amelyek jól beváltak például atommeghajtású tengeralattjárókon, illetve hadihajókon, jégtörő hajókon (nem véletlen, hogy ez a folyamat Oroszországban és az Egyesült Államokban indult el). A folyamat várhatóan 2017 után fog felgyorsulni, mert a biztonsági kérdések megnyugtató tisztázása és az engedélyek megszerzése hosszabb időt vesz igénybe. Oroszországban a Rosatom (hatalmas, állami tulajdonban lévő, nukleáris energiával foglalkozó cég) alkalmazza ezt először. Egy úszó, vontatható erőművet létesít a hajógyár területén Szentpéterváron. Várhatóan 2012-ben vízre bocsátanak (2010. évből származó információ! B. M.) egy ilyen erőművet Viljucsinszkban is. Ez a város (korábbi neve: Szovjetszk) tengeralattjáró-bázis a Kamcsatka-félszigeten, Petropavlovszk közelében. Ezt követően az ország sarkköri régiójában további 4 ilyen erőművet létesítenek. Fontos előny, hogy ezek kevésbé érzékenyek a földrengésre (de nem a szökőárra! B. M.), és nem kell megbirkózni a fagyott talajban történő alapozással. A Rostom azt reméli, hogy az ilyen erőművekkel sikert érhet el világszerte az „energi-


ára éhes” tengerparti és folyóparti városoknál. Az is lényeges, hogy a nukleáris hulladékokat vissza akarják szállítani Oroszországba újrahasznosításra. Fontos jellemzője az ilyen kisteljesítményű erőműveknek a moduláris felépítés, azaz – az energiaigény növekedéséhez igazodva – újabb és újabb (azonos teljesítményű) egységek telepíthetők a meglévő(k) mellé, és kapcsolhatók a villamos hálózathoz, illetve a hőhálózathoz. Az első egység telepítése és üzembe helyezése néhány évet vesz igénybe, ezután ez az egység nyereséget termel. A hagyományos, nagy teljesítményű erőművek létesítése 10 évet is igénybe vehet. Amerika legnagyobb közszolgáltató cége, a Tenessee Valley Authority azt tervezi, hogy két ilyen reaktort beépít egy régi, meglévő szénerőműbe. 5 további amerikai szolgáltató hasonló módon meglévő széntüzelésű gőzkazánokat ilyen atomreaktorokra szándékozik cserélni. Az Egyesült Államokban ezen a piacon fontos szereplő a Hyperion Power Generation (Santa Fe, New Mexico). A Hyperion Power Modul (HPM) reaktorok kis méretének köszönhetően kamionnal szállíthatók (10 évre elegendő urániummal együtt) és ipari épületekbe is telepíthetők. Működtetéséhez viszonylag kisszámú ellenőrző személy szükséges.

44

reaktor hőteljesítménye

70 MW

leadott villamos teljesítmény

25 MW

élettartam

8–10 év

szélesség x magasság (m)

1,5 x 2,5

tömeg

50 t-nál kevesebb

szerkezeti anyag

rozsdamentes acél

hűtőközeg

PbBi

üzemanyag

uránium nitrit

dúsítottság (U–235)

<20%

Természetesen a fenti méret- és súlyadatok csak a reaktorra vonatkoznak. A teljes erőmű elrendezését az alábbi egyszerűsített ábra mutatja. Ebből a vázlatos elrendezési rajzból is jól látható, hogy a HPM reaktor – amely meghatározó része az erőműnek – terjedelemben csak kis részt foglal el. Akkumulátorként funkcionál abban az értelemben, hogy egy erre a célra kialakított helyre illesztve szerelhető és kapcsolható a teljes rendszerhez, mely utóbbit más cégek is telepíthették. Az uránium nitrit fűtőanyag alkalmazása következtében magasabb az üzemi hőmérséklet, mint az urániumoxiddal üzemelő erőműveknél megszokott 250–300 °C, ez a gőzturbina jobb termikus hatásfokát eredményezi. A negatív visszacsatolás alkalmazása biztosítja, hogy a reaktor mindig stabil maradjon, és állandó hőmérsékleten üzemeljen. A 25 MW leadott villamos teljesítmény és a reaktor 70 MW hőteljesítménye 36%-os hatásfokot jelent. Ennek az oka, hogy biztonsági okokból a gőzkör nincs a reaktoron átvezetve. Három hőcserélő kerül beépítésre. Az újabb HPM reaktorok esetében a reaktormagon hűtő közegként – víz helyett – folyékony ólombizmut ötvözet áramlik át (hőmérséklete kb. 500 °C). A második hűtőkörben ugyanilyen hűtőfolyadék továbbítja a hőt. Ennek olvadáspontja ~ 125 °C, forráspontja 1670 °C, ezért a hő elvezetéséhez nem kell nyomás alatt tartani ezt a hűtőfolyadékot, így a megszokott nagyszámú, bonyolult szelep használata nem szükséges. Kockázatként jelenik meg viszont, hogy a hűtőfolyadék „beledermed” a csőrendszerbe abban a rendkívüli

– üzemzavar miatt bekövetkező – esetben, ha hőmérséklete 125 °C alá csökken, A reaktorban a hűtőközeg keringetése – az alacsonyabb teljesítménynek megfelelően kisebb hőképződés miatt – természetes hőátadás révén történő (konvekciós) áramlással biztosítható, nincs szükség szivattyúra. A 25 MW teljesítmény 20 000 átlagos amerikai háztartás energiaigényét fedezi, átlagos fajlagos létesítési költség: 2000–3000 $/kW. Az itt termelt energia várható költsége: a 0,1 $/kWh. A fent említett kis reaktorokat SMR néven (Small & Modular nuclear power Reactors = kicsi és moduláris nukleáris energiatermelő reaktorok) említik, alkalmazhatók még ipartelepek, kórházak, víztisztító telepek, valamint az energiaellátó rendszerektől távol fekvő olyan létesítmények, mint bányák, olaj-, illetve gázkitermelő telepek energiaellátásához. Lehetséges a kombinált (villamos és hőenergiát termelő) erőműként történő üzemeltetés is. Néhány szkeptikusabb vélemény (a földrengés előtt is) napvilágot látott. Az egyik ilyen vélemény szerint, ahogy várhatóan esik a szélerőművekben és biogáz erőművekben előállított energia költsége, a beruházók ezeket fogják előnyben részesíteni. Mások szerint egy esetleges terrorista támadással szemben sérülékenyek lehetnek az ilyen erőművek. A Hyperion képviselője ez utóbbira reagált, mondván: Ezen kis erőművek talajszint alá telepített nagyobb részét (ide értve első sorban magát a reaktort is, ez látható az ábrából) erős védőburkolat takarja, ilyen módon sem egy rakétával eljuttatott lövedék, sem egy tank nem tud kárt tenni a reaktorban. Feltétlenül ide kívánkozik néhány megjegyzés: 1. A cikk meghatározó fontosságú új lehetőségként tárgyalja e mini reaktorok alkalmazását, néhány mondatban műszaki megoldásokat is tartalmaz, de valamennyi felsorolt projekt csak a tervezés, előkészítés vagy (a Rosatom esetében) az építés szakaszában van, működő, megvalósult létesítményről nem tesz említést a cikk. A tengeralattjárókban, jégtörőkben alkalmazott mini reaktorok és az azokhoz kapcsolódó energetikai-gépészeti berendezések nyilvánvalóan megbízhatóan üzemelnek, de az energiatermelési célú felhasználás, különösen a meglévő szénerőművekbe, vagy meglévő ipari épületekbe való telepítés műszaki-biztonsági-gazdasági realitása csak a gyakorlati megvalósítás értékeléséből lesz egyértelmű (Magyarországon nem). 2. A pusztító japán földrengés ismeretében több, mint kockázatos terv úszó erőmű vízrebocsátása a kamcsatkai Viljucsinszkban. Ez a város mintegy 2000 km-re van a japán földrengés helyszínétől. Kamcsatka a csendes-óceáni úgynevezett Tűzgyűrű mentén fekszik, 1952-ben 8-as magnitúdójú földrengés volt itt. Egy cunami katasztrófális hatással lenne egy ilyen úszó mini-atomerőműre. Ma kérdésessé vált a Tűzgyűrű mentén lévő valamennyi atomerőmű létjogosultsága is. 3. A cunami a villamosenergia-ellátás megszűnését idézte elő a fukushimai atomerőműben, emiatt a reaktormag hűtőszivattyúi leálltak. Ennek következtében folyamatosan emelkedett a reaktormag és a hűtőfolyadék hőmérséklete. Ez nem fordulhat elő a fentiekben részletezett kis teljesítményű erőműben, hiszen a reaktorban a hűtőközeg keringetéséhez nincs szükség szivattyúra. Egyéb források: HyperionPowerGeneration.com, neimagazine.com, nextbigfuture.com, wikipedia.org.

Barcza Miklós


45

On-shore és off-shore telepítésű szélerőművek védelme Leszakadt rotorlapát és égő gondola, amit egy villám idézett elő, végzetes lehet egy szélerőműnél. Kevésbé látványos de gyakoribb a kiesett vezérlés, tönkrement elektronika és generátor. A szélerőművek védelme annál nehezebbé válik, minél inkább tengerre vagy hegyes vidékekre telepítik őket, ahol a szélerősség és gyakoriság nagyobb. Az ilyen, a lakott területektől távoli helyeken egyre nehezebb a karbantartás megoldása is. Komolyabb meghibásodás esetén, pl. kigyulladáskor a nagy távolság és nehéz elérhetőség miatt a tűzoltóság nem vonul ki. Ezt figyelembe kell venni a tervezéskor és a bekövetkezhető károkat már eleve a szükséges védőberendezésekkel kell minimalizálni. Néhány konkrét baleset Németországban. 2007-ben egy szélkerék gondolája egy villámcsapás után kigyulladt. A tűzoltókat nem volt érdemes kihívni, mert 80 m magasságban úgysem tudják a tüzet eloltani, (lásd az 1. ábrát). A kár értéke kb. 2 millió euró. Ehhez hozzá kell számítani a megszűnt áramtermelés okozta energiakiesést. 2009-ben egy off-shore telepítésű erőműrendszer egyik szélkereke zuhant le. Feltehetően a szélkerékben lévő nedvesség egy villám hatására hirtelen elgőzölgött, ez a nyomás elrepesztette a szélkerék lapátját. A villámláson kívül túlfeszültség és egyéb meghibásodást okozó jelenség is előfordulhat a szélkeréknél. Viharveszély nyílt tengeren és középhegységekben A nagy rizikó miatt a becsapódó villám statisztikát figyelembe véve szigorú villámvédelmi kategóriákba sorolták a szélkerekeket a DIN EN 62305 (VDE.0185-305):2006-10(2) szabvány szerint. On-shore telepítésű szélkerekek II. villámvédelmi osztályba tartoznak egy 150 kA elleni biztosítással. Az off-shore telepítésű szélkerekeknél a még szigorúbb I. villámvédelmi osztályba kell őket besorolni, 200 kA elleni biztosítással. Ennek oka a szélkerék exponált helye és az ezzel járó nagy villámbeütési valószínűség. A kieli szakfőiskola számításai szerint egy 5 MW teljesítményű 120 m magas szélkerék egyenértékű vonzási területe kb. 80 000 m2 és a közvetlen villám becsapódási valószínűsége 0,6/év. Rossz esetben a villám a mozgó alkatrészeken lévő kenőolajat gyújtja meg. Pontos statisztikák még nem állnak rendelkezésre, az ezzel kapcsolatos kutatások folyamatban vannak. A Fraunhofer Institut szélmonitorjában régebben az on-shore szélkereket vizsgálták. 1992-2005 között 497 jelentés futott be hozzájuk, ezek közül 147 károkat okozó közvetlen villámcsapás volt. Belső és külső villámvédelem összehangolása A legveszélyeztetettebb a vezérlő egység. Emellett azonban a rotorszárnyak és az aerodinamikus fék is veszélyeztetett. A meglévő statisztikák szerint a villám 56%-ban a rotorszárnyakba csap bele. Abból a célból, hogy a rotorszárnyban ezek kiolvadásokat ne okozzanak, a szárnyra épített receptorokkal kikísérletezték, hogy melyek a szárny legérzékenyebb pontjai. Ezeket

a definiálható valószínű beütési pontokat kísérletileg meghatározzák (lásd 2 ábrát). Ezeket a veszélyes felületrészeket valamilyen fémréteggel, fémhálóval, kicserélhető fémsapkákkal rendszerint jól vezető rézből vonják be. A villámcsapásnak elsősorban kitett felületek rendszerint az oldalélek, ezek fémbevonása tehát gyakori. A védő fémfelületeket egymással összekötik és levezetik. Az áram levezetése a gondolán keresztül szénszálas kefékkel történik. Ezután az áram a tartóoszlopon áthaladva kerül a földbe. A levezető vezetőképessége is fontos paraméter a szélkerék biztonságához. Előírás, hogy a 60 m-nél magasabb szélkerekek a II. villámvédelmi osztályba tartoznak. Ennek megfelelően a teljes levezetendő villámlökési áramot – legalább 75 kA – kell a rendszernek levezetnie. A

levezetési technológiában hermetikus szigetelés van előírva. A belső villámvédelem különösen fontos, miután nemcsak a direkt villámoktól kell a kényes villamos berendezéseket megvédeni, hanem olyan túlfeszültségek és elektromágneses zavarok ellen is, amelyek a szélkerékbe nem közvetlenül csapódtak be, csak a közelében elhaladó villámok idézték elő. Ezek a villámok kisebb károkat okoznak, mint a direkt becsapódások, viszont sokkal gyakoribbak. Ezért nagyon fontos, hogy a rendszer ezek ellen is védelmet nyújtson. A védelmi rendszer persze nem tudja a villámot megakadályozni, de a kárt lényegesen képes csökkenteni.

Vízerőmű épül a Hármas-Körösön

tornára épül. A Hydro Power Consulting Kft. 1 milliárd forint KEOP-támogatást nyert el a fejlesztéshez. A teljes projektköltség több mint 2,5 milliárd forint. A beruházás várhatóan 2012 őszére fejeződik be. Ugyancsak uniós forrás felhasználással bővítik a pornóapáti, ikervári és felsődobszai erőműveket, melyek összteljesítménye 0,8 MW-tal gyarapítja majd a hazai megújuló kapacitásokat. A négy beruházás együttesen évente 11 ezer 264 tonna széndioxidkibocsátás-csökkenést eredményez.

A békésszentandrási a legnagyobb vízerőmű-fejlesztés az elmúlt közel harmincöt évben; helyét a vízlépcső 1942-es átadásakor már előkészítették a vízépítő elődök - hangsúlyozta Bencsik János, a Nemzeti Fejlesztési Minisztérium klíma- és energiaügyért felelős államtitkára a mai projektindító ünnepségen. A Hármas-Körösön megvalósuló beruházással évente mintegy 8 ezer tonna széndioxid-kibocsátás kerülhető el - tudósít a tárca. Az államtitkár felhívta a figyelmet arra, hogy nagyobb duzzasztóművek létesítése helyett a kiskapacitású vízenergia-termelés előnyeit indokolt kiaknázni Magyarországon. A vízenergia-hasznosítás szempontjából ugyanis a hazai domborzati adottságok illetve a vízenergia-vagyon szétszórtsága ugyanis nem kedvezőek. Ezt elsősorban a kisebb folyók szabályozhatóságában fontos szerepet betöltő 10 MW alatti kisvízerőművek, valamint a folyómedrekbe telepített 100-500 kW teljesítményű átáramlásos turbinák szolgálják – mutatott rá. A kisvízerőművek leginkább lokális környezetben, saját energiafelhasználás céljából jelenthetnek hatékony és gazdaságos megoldásokat - hangsúlyozta. Ezért a kormány az utóbbiak létesítését tartja a nemzeti érdekekkel összhangban állónak. Bencsik János beszédében kiemelte, hogy Magyarország a Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Tervben (2010-2020) 2020-ig 14,65%-os megújuló energia részarányt tűzött ki célként. Ezt az arányt a Környezet és Energia Operatív Program (KEOP) támogatásával megvalósuló projekt több mint 54 ezer lakos számára tudja biztosítani. A most induló fejlesztés következtében megvalósuló, 2 MW teljesítményű létesítmény az ország ötödik legnagyobb vízerőműve lesz. A járulékos kisvízerőműhöz szükséges duzzasztás már a békésszentandrási duzzasztómű hetven évvel ezelőtti üzembe helyezése óta létezik. Az erőmű a Hármas-Körös bal partján kialakítandó megkerülő csa-


46

ETZ S2/2010

Szepessy Sándor

ny. OMFB főosztályvezető

Forrás: NOL, 2011. július 14.

Dr. Bencze János

F e l a d vá n yo k játékos

s z ak m a i s m e r e t

5. Rejtvény A felsoroltak közül ki volt a Magyar Elektrotechnikai Egyesület főtitkára? Helyes megoldás: C) Liska József Dr. Liska Józsefet 1922-ben választották főtitkárrá, és egy évig töltötte be ezt a tisztséget. Kovács Károly Pál és Csáki Frigyes az Egyesület elnökei voltak, főtitkárai nem. A helyes választ beküldők: Brenner Kálmán, Balatonalmádi ([email protected]) Poór István, vállalkozó, ([email protected]) 9700 Szombathely, Rumi út 23/a Varga Attila Konstantin, ([email protected]) 4700 Mátészalka, Ipari út 18. Gratulálunk! Szerkesztőség 6.Rejtvény Miért előnyösebb a volfrámszálas izzólámpa töltésére a kriptongáz, mint a nitrogén? A) Mert nemesgáz és nem lép kémiai reakcióba a fémmel. B) Mert nagyobb az atomsúlya, és ezért csökkenti a fém párolgását. C) Mert jobb a hővezető képessége.

Beküldési határidő: 2011. szeptember 2. az [email protected] email címre

Ismerős márkanevek egy „csokorban”

A Hunyadi Kft. 2011-ben létrehozta a Hunyadi Group cégcsoportot, melyben több cég együttesen folytatja tevékenységét. Összekötünk

A Hunyadi Kft., mint a Hunyadi Group cégcsoport vezető cége, a fázisjavításban szerzett elismertségét egyéb területeken is kamatoztatja. A cégcsoport tagjai egymást segítve és együttműködve nyújtanak teljes megoldást: • Hunyadi Kft. – fázisjavítás, mérésadatgyűjtő rendszerek • Hunyadi Energetika Kft. – energiagazdálkodás • Meslavill Kft. - villamos kivitelezés és karbantartás • Hunyadi Mérnökiroda - szakmai oktatás és szakértés

Megoldunk

Törekszünk az Önnél jelentkező feladatok teljes körű megoldására az alábbi területeken: • fázisjavítás, fázisjavító kondenzátorok, • villamos kivitelezés, • energiagazdálkodás, • karbantartási szolgáltatás, • elektromos hálózati problémák, feszültségminőség, • villamos mérőeszközök, mérésadatgyűjtő rendszerek.

Társaságunk több külföldi, elismert gyártó hazai képviseletét látja el • ICAR (KIF és KÖF kondenzátorok, fojtótekercsek, automatikák) • EPCOS (KIF kondenzátorok) • JANITZA (villamos hálózat-analizátorok, -mérők, MSZ EN 50160 és MSZ EN 16001 energiairányítási rendszereket támogató mérések) Fontos feladatunknak tekintjük az elektromos hálózatok feszültségminőségi paramétereinek alapos ismeretét, azok mérésének biztosítását és a feltárt hibák vagy eltérések kijavításához a megfelelő műszaki megoldások biztosítását, telepítését.

A Hunyadi Group a fenti feladatok egy cégcsoportban történő összekapcsolását és maradéktalan megoldását tűzte ki célul, legyen ebben Ön is partnerünk!

Összekötünk és megoldunk… www.hunyadi.hu



Telefon: +36 1 297 2021



Fax: +36 1 297 2022 (X)

PIX kapcsolóberendezés típuscsalád Kulcs az Ön primer energiaelosztási igényeihez Akár energiatermelőként, energiaelosztóként vagy felhasználóként tevékenykedik, a Schneider Electric PIX kapcsolóberendezés-sorozata megfelelő megoldást nyújt speciális projektigényeire. P kapcsolóberendezések kínálata PIX • PIX: 24 kV, 40 kA, 4000 A-ig • PIX-C kompakt kivitel: 17,5 kV, 31,5 kA, 2500 A-ig • PIX-H nagyteljesítményű sorozat: 17,5 kV, 50 kA, 5000 A-ig • PIX-M motorindító mezők kontaktorral: 7,2 kV, 50 kA, 400 A-ig • PIX-2B kétgyűjtősínes kivitel: 17,5 kV, 25 kA, 3150 A-ig

Előnyök a felhasználó számára • Kompakt, légszigetelésű kivitel. • Akár vákuum, akár SF6 megszakítóval szállítható. • Magas üzembiztonság LSL 2B. • Íválló kivitel IEZ 62271-ZV szabvány. • Magas szintű személyi védelem. • Csökkentett telepítési és üzemeltetési költségek. • Generátorok kapcsolására is alkalmas az IEEC C37.013 szerint.

Tudja meg, hogyan lehet az energia egyszerre biztonságos, megbízható, hatékony és zöld. Töltse le MOST brosúránkat! 1. Látogasson el a www.SEreply.com weboldalra. 2. Adja meg a promóciós kódot: 94195t 3. Töltse le az ismertetőt. © 2011 Schneider Electric. All Rights Reserved. Schneider Electric and PIX are trademarks owned by Schneider Electric Industries SAS or its affiliated companies. Schneider Electric Hungária Villamossági Zrt. 1117 Budapest, Hauszmann Alajos u. 3/b • Telefon: 382-2600 • Fax: 206-1451 Schneider Vevőszolgálat • Telefon: 382-2800 • Fax: 382-2606 • E-mail: [email protected]

évfolyam. A magyar elektrotechnikai egyesület hivatalos lapja Alapítva: 1908

Recommend Documents