Nyitott kapuk. hi!tech. Zöld nagyvárosok. Pontosabb bepillantás Új alkalmazások épülnek a kissé más fényre. Innovációs magazin

2 | 10

Innovációs magazin

hi!tech www.siemens.com/hitech

Egy lézer minden esetre

Nyitott kapuk Korlátlan internetes erőforrások a sikeres innovációhoz

A tenger tengernyi dologra képes

Pontosabb bepillantás

Zöld nagyvárosok

Energia hullámokból, áramlásból és árapályból

Új alkalmazások épülnek a kissé más fényre

Energiát és zöldséget adó felhőkarcolók

2|10 Editor ial

Kedves Olvasó! Egyre gyakrabban az innováció határozza meg azt, hogy egy vállalat nyereségesen tud-e növekedni és hosszú távon sikeres marad-e. Az a lényeg, hogy a megfelelő ötleteket kell megtalálni, és ezeket gyorsan kell megvalósítani piacképes termékek formájában. A lezárt laboratóriumi ajtók mögött folytatott titkos munka aligha hozza meg a kívánt sikert. A jövő kulcsa az együttműködési hálózatok kiépítésében rejlik. Aki bevonja a gazdasági és tudományos partnereket az innováció teljes folyamatába, annak esélye van arra, hogy fokozza a fejlődés ütemét és a minőséget. Számos vállalat ma már nyilvánosan hozzáférhetően, az Interneten hirdeti meg, hogy megoldásokat keres. Ezek a nyílt innovációra alapoznak: olyan modellre, amely az Internet-felhasználók hatalmas tömegének ötletgazdagságát aknázza ki – gyakran átütő sikerrel. A saját vevők is szívesen szolgálnak ötletekkel. Mindez növeli a kutatás és a fejlesztés eredményességét, és messzemenően elejét veheti a kudarcot valló termékek fejlesztésének. Az innováció területén a Siemens is a nyílt megoldásokra alapoz, és évente több mint 1.000 esetben lép együttműködésre az egyetemekkel és ipari partnerekkel, valamint az Interneten is megkeresi a kutatókat. Az újonnan létrehozott TechnoWeb szorosabbra fonja az együttműködést a munkatársak között, kamatoztatva ezzel azok nagy innovációs potenciálját. A közelmúltban indult útjára a fenntarthatósághoz kapcsolódó ötletpályázat: ez is bizonyítja a Siemens elkötelezettségét e

trend mellett, ami egyre bővülő zöld termékportfóliójában is visszatükröződik. A környezet iránti elkötelezettségünk belső vállalati életünkben, telephelyeink, üzemeink mindennapjaiban is kifejezésre jut: nagy súlyt helyezünk ezek „zöld” kialakítására és működtetésére. Fő telephelyünkön, a zuglói Gizella utcában például már évekkel ezelőtt ennek jegyében kaptak zöld tetőt épületeink, és fedezzük használati vízfogyasztásunkat saját kútból. Erre és további környezettudatos megoldásainkra részletesebben is kitérek abban a beszélgetésben, amelyet szintén olvashat e kiadvány oldalain. Tájékozódjon bővebben a nyílt innovációról ebben a kiadványban, és olvasson a zöld városokról, repülőterekről, újgenerációs energia-alternatívákról és a röntgentechnika jövőjéről is. Dale A. Martin a Siemens Zrt. elnök-vezérigazgatója

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII impr int

hi!tech – The Innovation Magazine by Siemens Austria Publisher and media proprietor Siemens AG Austria, Siemensstraße 90, A-1210 Vienna Responsible for publishing Gerald Oberlik Communications (CC) Chief editor Elisabeth Dokaupil CC Editing Klemens Lendl, Ursula Grablechner, Claus-Dieter Gerhalter, Markus Honsig, Günther Schweitzer, Advertisement Gabriele Groulik Photo management, Distribution Sabine Nebenführ Telephone 05 17 07-222 07 Fax 05 17 07-530 00 Graphical design Wolfgang Lackinger Lithography Repro Zwölf Member of the Association for Integrated Communication. [email protected] www.siemens.com/hitech E-Book LEAFER, www.leafersystem.com

Start

hi!tech

Tar t alom hi!tech – A Siemens Ausztria innovációs magazinja cover

Hogyan hat a technológia az emberekre, a társadalomra és a környezetre

hi!biz

Profit új termékek, eljárások, anyagok és intelligensebb kommunikáció révén

A jövő technológihi!school ája: legfrissebb kutatási eredmények osztrák iskolákból és egyetemekről

hi!life

Hogyan éljünk jobban a technológiával – a mindennapokban, sportban, szabadidőben

04

12

04

40

Cover story: Nyílt innováció . . . . . . . 04

Biztonsággal számolunk. . . . . . . . . . . 11

Napenergiát tankolni. . 25

A jövő irodája . . . . . . . 39

A gyors ütemű innováció meghatározó tényező a vállalatok sikeréhez. A felsőoktatással, megrendelőkkel vagy szállítókkal kiépített együttműködés a legjobb módja annak, hogy elérjük ezt a célkitűzést. Az Open Innovation segítségével az Interneten hozzáférhető határtalan erőforrásokat is kiaknázhatjuk.

Az új adatközpont maximális rendelkezésre állást és optimális ökológiai lábnyomot garantál

Napenergiával repülnek és autóznak a környezetvédelem úttörői

Az újszerű munkavégzés a Siemens City-ben.

Pontosabb bepillantás . . . . . . . . . . 26

A városok energiája . . 40

A tenger tengernyi dologra képes . . . . . . . 12 Kiszámítható megújuló energiát szolgáltatnak a hullámok, az áramlatok és az árapály.

Növekvő nagyvárosok . 16 Fenntartható megoldásokkal fejlesztik Kínában a hatalmas nagyvárosok infrastruktúráját.

Viharos idők . . . . . . . . . 18 A biztonsági követelmények és az energiaköltségek új megoldásokat követelnek meg a repülőtereken.

Egy új műszaki megoldással az izmokat, inakat és elváltozott szöveteket is megjeleníti a röntgenkép.

A modern épületek egyben energiát is termelnek, sőt mezőgazdasági termelésre is alkalmasak.

Méterre pontosan . . . . 30

Gyökeres változásokra készülhetünk . . . . . . . 44

A Galileo hatalmas piacot jelent az új szolgáltatásoknak és innovatív termékeknek.

A környezeti válságok leküzdéséhez meggyőző jövőképet kell megfogalmazni.

Vissza az ősrobbanáshoz . . . . . . 32

Előzősávban a villamos autók . . . . . . 46

A CERN részecskegyorsítójával a világ születését tervezik feltárni..

A villamos alapú mobilitás jövője

Sínen van a technika . 34

hi!story . . . . . . . . . . . . 48

Az innovatív vasúttechnika energiát takarít meg és fokozza a kényelmet.

50 éves a Sinumerik ipari vezérlés

Éles fény . . . . . . . . . . . 36 Ötvenedik születésnapját ünnepli a minden területen alkalmazható lézer.

hi!tech 02|10

02 ■ 03

A világ tele van ötletekkel Az ötlet és a sebesség a lényeg. Azok a vállalatok, amelyek elsőként jelennek meg egy olyan új termékkel a piacon, amelyet a vevők lelkesen fogadnak, győztesek lesznek a versenyben, és hoszszú távon is sikeresek. Ennek érdekében számos vállalatnál éveken át kutattak és fejlesztettek saját, drága pénzen fizetett csoportokkal zárt ajtók mögött. Manapság ez már nem garantálja

Elisabeth Dokaupil

Christina Lehner

a sikert. „Az innováció ütemének növelésében kulcsfontosságú a kapcsolati hálózatok építése” – hangsúlyozza Hans Jörg Bullinger, a Fraunhofer Társaság elnöke. „Vizsgálatok bizonyítják, hogy Európa leggyorsabban és a legnagyobb nyereséggel növekvő vállalatai bevonják a gazdasági és tudományos partnereket az innovációs folyamat teljes egészébe.” Sokan még ennél is tovább mennek egy lépéssel, mert nyilvánosan meghirdetik megoldások keresését az Interneten, és ezzel a Nyílt Innováció (Open Innovation, OI) útjára lépnek. Ezt a mechanizmust Crowd Sourcing-nak nevezik, mert a probléma megoldását az Internet-felhasználók hatalmas tömegéhez helyezik ki. Ez

a tömeg az elmúlt évek tanúsága szerint hihetetlenül gazdag az ötletekben. Maga a jelenség az Internet-korszak előtt is ismert volt. Amerikai innováció-kutatók már 1994-ben megállapították egy tanulmány keretében, hogy a tudományos eszközök funkcióinak 82 százalékát a felhasználók fejlesztik ki. A rádióamatőrök közössége is saját maga fejlesztette a használt készülékek fontos részegységeit. Az Internet jelentősen kibővítette a csoportban folytatott kutatás lehetőségeit. Napjainkban egy sor platform teremt kapcsolatot a problémamegoldókkal a világhálón, és egyben kezeli a szellemi tulajdonhoz és a feltalálók tiszteletdíjához kapcsolódó kérdéseket. A szellemi

Coverstory

hi!tech

hi!biz hi!school hi!life

tulajdon kényes téma egy ilyen együttműködésben, főként ha olyan műszaki szabadalmakról van szó, amelyekkel egy vállalat versenyelőnyre tehet szert” – hangsúlyozza Holger Ernst, a németországi Vallendar egyetemének innováció-irányítási professzora. Fontos szempont az is, hogy kinek mekkora része van a végtermék kifejlesztésében. A szakértők azonban hangsúlyozzák, hogy a nyílt innováció igenis működhet a meglévő szabadalmi jogszabályok környezetében, ha megfelelően meghatározzák a játékszabályokat. Az Interneten elérhető több ezer barkácsolónak nem a pénz vagy a szabadalom a fontos: diákok próbálnak meg ilyen

módon kapcsolatot teremteni a lehetséges későbbi munkaadókkal vagy partnerekkel, és tapasztalatot gyűjtenek egy-egy szűkebb szakterületen. Sokaknak maga a feltalálás folyamata áll az előtérben, mert egyszerűen örömüket lelik a megoldások minél gyorsabb felkutatásában. Tanulmányok bizonyítják, hogy a világháló közössége néhány nap alatt megold olyan műszaki problémákat, amelyek megoldásán a cégek gyakran több hónapig vagy évig törik a fejüket. A Siemens is igénybe veszi a nyílt innováció módszerét. A fogós problémákkal olyan elektronikus ötlet-kereskedőkhöz (e-brokerekhez) fordul a cég, akik saját platformjukon teszik közzé a probléma

leírását, és díjat tűznek ki a legjobb megoldásra (NineSigma, yet2.com). A felvetett problémák fele oldódik meg sikerrel ilyen módon. A szakemberek világméretű hálózatát más nagy konszernek, mint például a BASF, a Novartis vagy a Nestlé is kihasználják. A főként műszaki beállítottságú, egyesült államokbeli InnoCentive Challenge platformon például mintegy 180.000 megoldás-szolgáltató várja a megkereséseket. A platform közvetítésével végzett kutatások eredményei a Forrester Research tanulmánya szerint átlagosan 74 százalékos hozamot eredményeztek. Ezen a téren szintén jól ismert a széles spektrumú svájci Atizo is. Számtalan új ötlet származik abból,

hi!tech 02|10

04 ■ 05

1

Több fény és energia 1 A Banyan Energy technológiája a napelemekben használt szilícium felületek 90 százalékos megtakarításával kecsegtet azonos áramleadás mellett. Az újszerű modulokat gyártó üzem költsége is 75 százalékkal csökken a tervek szerint. Shondip Gosh vezérigazgató (a képen fent): „ Rendszerünkkel az öntecsek (ingot), ostyák (wafer) és cellák megmunkálási lépéseinek helyigénye tizedére csökkenthető.“ A start-up céget – amely egyébiránt egyike azoknak, amelyeket a Siemens támogat az Egyesült Államokban – a Berkeley és Stanford egyetemen végzett diákok alapították, és együttműködik a US National Renewable Energy Laboratory laboratóriummal. www.banyanenergy.com; www.nrel.gov www.berkeley.edu www.stanford.edu 2 Progresszív hűtéssel kb. 6,5 centiméterre sikerült összesűríteni több mint 80 fehér fénykibocsátó diódát. Az így készülő fényforrás lényegesen világosabb és jóval hatékonyabb a hagyományos fényforrásoknál. „A mikroszintű hőelvezetés különleges alkatrésze megakadályozza, hogy felhevüljön a LED-csoport. Ez az alkatrész egy szilícium hordozó, amelyen négyzetcentiméterenként mintegy 60 millió függőlegesen maratott, egyforma pórus található“ – ismerteti Dr. Ahmed Shuja műszaki igazgató (a képen jobbra) a Cincinatti Egyetemen kifejlesztett megoldást. ■ www.progressivecooling.com ■ www.uc.edu

2

Elisabeth Dokaupil

Siemens, P&G, Fiat, Threadless

ha együttműködési hálózatokkal lehetővé tesszük a vevők részvételét az innovációs folyamatokban. Egyúttal jelentősen csökken a termékek megbukásának valószínűsége is. Az úgynevezett Crowd Sourcing úttörői az IBM és a Procter & Gamble (P&G). A P&G vevői a Connect + Develop honlapon nyújthatják be az ötleteiket, és dolgozhatnak a vállalat részéről felvetett konkrét problémákon is. A pormágnesként hirdetett Swiffer portörlő eszközök ilyen tömegötletből születtek. A P&G új fejlesztésű termékeinek már 35 százaléka származott 2004-ben kívülről érkező inputból, és ezt az arányt 50 százalékra kívánják növelni. A K+F tevékenység termelékenysége mintegy 60 százalékkal javult, és a termékek sikerességének aránya kétszeresére nőtt. Ezzel párhuzamosan a beruházásokat az árbevétel 5,8 százalékáról 3,4 százalékára sikerült csökkenteni. A Crowd Sourcing egy másik úttörője, az amerikai Threadless vállalat kizárólag a vevők ösztönzésére fejleszti termékeit. A Threadless közösség tagjai hetente mintegy 1.000 ötletet nyújtanak be a T-shirt-ök tervezéshez. A legkedveltebb dizájnokat szavazásos alapon akár 20.000 dolláros díjjal is jutalmazzák.

Coverstory

Ahol a vevőnek is van beleszólása

Az Osram a LED – Emotionalize your light ötletpályázatot indított olyan kreatív világítási megoldásokra, amelyek a felhasználónak megfizethetőek, könynyen kezelhetőek és könnyen bevezethetőek. A legjobb ötletek között szerepelt az úszó világító kagyló, amely ellazító színárnyalatokat biztosít a fürdőkádban, vagy a Chromatic Ball, amely gyorsulásérzékelők révén elforgatásra változtatja a színét. „A több mint 600 beküldött ötlet java műszakilag megvalósítható volt“ – számol be Thomas Lackner, a Siemens Corporate Technology (CT) kutatója. A Fiat autógyár rajongói szintén egy internetes platformon vehettek részt formatervezési ötleteikkel a Fiat 500 kialakításában. Az Acecook tésztás leveseinek 4.000 rajongója vett részt a különböző ízesítések szavazásos megítélésében. „A Crowd Sourcing segítségével a vállalatok gyorsabban vehetik figyelembe a vevők igényeit, és így hamar le tudják képezni a dinamikus piaci változásokat” – vonja meg Caroline Rudzinski, a witteni vállalatvezetési központ munkatársa az OI tevékenység pozitív mérlegét. Emellett a vállalatok, egyetemek és kutatóintézetek közötti kutatási együttműködés is igen jó eredményt hoz. Így például a Koppenhágai Egyetem és a Berlini Műegyetem fizikusai a Siemensszel közösen fejlesztettek ki egy olyan eljárást, amellyel össze lehet hasonlítani az ipari gépek, acélművi technológiák vagy hajómotorok ökológiai mérlegét. Az új Eco-Care mátrixszal a környezetet befolyásoló adatok, mint például a széndioxid- és porkibocsátás, a víz- vagy energiafogyasztás alapján lehet meghatározni, hogy mennyire zöld is valójában az adott megoldás. Kizárólag a valamennyi szempontnak megfelelő termékek kapják meg a belső használatú Green Solution tanúsítványt. Az élvonalbeli egyetemekkel a Siemens stratégiai partnerséget kötött – nem csak a közös kutatás érdekében, hanem a tehetségfejlesztés és az együttműködési háló-

Amikor a vállalatok hálózati platformokon bevonják a vevőket is az innovációs folyamatba, akkor ez javítja a kutatás és fejlesztés termelékenységét és a termékek sikerességét. A Crowd Sourcing segítségével a gyártók gyorsabban tudják figyelembe venni a vevők igényeit, és így gyorsan le tudják képezni a dinamikus piaci változásokat. Az ilyen keretek között zajló Crowd Sourcing úttörői közé tartozik a Procter und Gamble (P&G) vagy az amerikai Threadless pólóing-gyártó. Az Osram ötletpályázatot írt ki az új kreatív világítási megoldásokra. A Fiat autógyár rajongói szintén egy internetes platformon vehetnek részt formatervezési ötleteikkel a Fiat 500-as kialakításában.

■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

hi!tech

hi!biz hi!school hi!life

2

www.pg.com www.pgconnectdevelop.com www.swiffer.com www.threadless.com www.osram.com www.led-emotionalize.com www.bsh-group.com www.fiat500.com www.acecookvietnam.com

1 P&G portörlője 2 Osram világítótestek 3 Threadless pólóing 4 Fiat 500

3

1

4

hi!tech 02|10

06 ■ 07

KUTATÓCSOPORTOK a Siemens, valamint más vállalatok és egyetemek részéről együtt dolgoznak az elektromos mobilitáson (e-mobility), az autógyártás energiahatékonyságán és az ipari vezérlések optimalizálásán.

Elisabeth Dokaupil

Siemens, Fraunhofer IWU

zatok fejlesztése érdekében is. A Siemens ilyen esetekben egy Center of Knowledge Interchange (CKI) központot hoz létre az egyetem területén, és kinevez olyan menedzsereket, akik helyben dolgozva szóba jöhető együttműködési partnereket kutatnak fel, workshop-okat szerveznek és a diákokat közvetítenek a Siemens ösztöndíjas programjaihoz. Jelenleg világszerte nyolc ilyen CKI központ működik Németországban, Dániában, Kínában és az Egyesült Államokban. A kutatási tevékenység középpontjában a megújuló energiaforrások, a vízkezelés, a gyógyászati technika és a fenntartható városfejlesztés áll. A tudósoknak a projektek azért előnyösek, mert az iparban felvetődő kérdésekhez közelálló területeken végezhetnek kutatásokat a tisztán elméleti elefántcsont-tornyok helyett. A Siemens évente összesen több mint 1.000 együttműködést köt egyetemekkel és ipari partnerekkel. Így például az energia-szolgáltatók a Siemensszel karöltve dolgoznak az ágazat fontos kérdésein, mint például az erőműveknél szükséges széndioxid-leválasztáson, vagy a villa-

Coverstory

hi!tech

hi!biz hi!school hi!life

mos üzemű járműveknek a hálózatba való integrálásán. Utóbbi esetben a cél az, hogy ingadozó szélerőség esetén minél hamarabb a hálózatra kössék a puffertárolóként szolgáló villamos autókat. A Green Carbody Technologies szövetség hatvan autógyártót, gépgyártót és beszállítót tömörít, és azt a feladatot tűzte maga elé, hogy energiát takarítson meg az autók gyártási folyamatában. Jelenleg közel annyi energiát igényel egy autó előállítása, amenynyire annak a közutakon később szüksége lesz. A karosszériagyártás ebből több mint 26 százalékkal részesedik, ezért itt akár 50 százalékos energia-megtakarítást és az anyagfelhasználás jelentős csökkentését tervezik elérni. A Siemens Technology-to-Business Center (TTB) központjai szakmai és anyagi támogatást kínálnak az egyetemi kutatási eredmények alapján működő vállalatoknak. A kaliforniai Progressive Cooling pályakezdő (startup) vállalat a Cincinnati Egyetem elképzelései szerint fejlesztett fénykibocsátó diódákból egy rendkívül fényes és hatékony fényforrást. A sanghaji TTB szintén foglalkozik fénykibocsátó diódákkal, és „outside-in” innovációs stratégiájába olyan potenciális beszállítókat is bevon, amelyek harmadik felek technológiáit is be kívánják vezetni. A Siemens munkatársak közötti együttműködési hálózat további erősítésére és a jelentős innovációs potenciálnak az eddiginél jelentősebb mértékű kiaknázására vezették be a TechnoWeb segédeszközt. „A megoldás keresése ebben az esetben hasonló, mint az elektronikus ötletkereskedőknél” – számol be a CT kutatója, Thomas Lackner. „Valamennyi regisztrált munkatárs felvihet a platformra egy problémaleírást, és mindegyik felhasználó válaszolhat a kérdésekre.” A nyílt innováció innovation jam módszerét is alkalmazták már. Az ilyen több száz, sőt olykor több ezer résztvevőt is felvonultató nagyszabású vitafórumon új ötletekre lehet találni és egyben értékelni is azokat. A Siemens

1

A legjobb tulajdonságok

2 esetében ezek alapján már ki is dolgozták az első megoldási elképzeléseket, így a jövőben fokozni kívánják a nyílt innovációs tevékenységet. Az ötletpályázatokat ezért a Bosch Siemens Hausgeräte vállalatnál is tervezik. Ezekre a jövőben felsőoktatási intézmények is javaslatokat nyújthatnának be kutatási projektekre. A Siemens együttműködését a legérdekesebb pályázott projekt nyerné el. Időközben kiírtak egy újabb kéthónapos, vállalaton belüli ötletpályázatot is a fenntarthatóság témakörében. Tudáskezelési és nyílt innovációs tevékenységével a Siemens 2010-ben a második helyen végzett a Teleos nemzetközi piackutató társaság The European Most Admired Knowledge Enterprises (MAKE) című tanulmánya értékelésében. A Siemens 2001 óta rendre a döntő legjobbjai között szerepel. ■

1 Nanotechnológiai anyagkutatás áll az oroszországi Troizkban működő Technological Institute for Superhard and Novel Carbon Materials (TISNCM) kutatásainak előterében. 2 A Moszkvai Mérnöki Fizikai Intézet (MEPhI) kutatói új turbina-technológián dolgoznak a kombinált (gáz-gőz) ciklusú berendezések hatásfokának növelése érdekében. www.mephi.ru

Kutatók a Neten ■ www.ninesigma.com ■ www.yet2.com ■ www.innocentive.com ■ www.atizo.com

Föiskolák és egyetemek ■ ■ ■ ■

www.fraunhofer.de www.whu.edu www.ku.dk www.tu-berlin.de

A'ltalános információ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

www.openinnovation.eu www.wipo.int www.forrester.com siemens.com/urbanization siemens.com/energy siemens.com/innovation www.ct.siemens.com

hi!tech 02|10

08■ 09

hi!biz

Hírek

Hol és mivel számolunk? Aki nagyfokú biztonságot és rendelkezésre állást igényel adatai számára, tudnia kell azt is,

ADATKÖZPONTOK a bécsi Siemens City-ben.

hogy hol dolgozzák fel azokat. A korszerű számítóközpontok nem csupán magas biztonsági színvonalat kínálnak, hanem a környezetvédelmet is fontosnak tartják. A Siemens IT Solutions and Services új adatközpontja a bécsi Siemens City-ben mind informatikai, mind biztonsági szempontból a legkorszerűbb színvonalat képviseli, és élen jár a fenntarthatóság szempontjából is. „Kezdettől fogva ügyeltünk az ökológiai lábnyomra is. Ennek során az informatikai rendszert a teljes ökológiai erőforrás-felhasználás alapján értékeljük” – magyarázza Josef Weisheidinger kommunikációs, stratégiai és innovációs vezető. „A Siemens ezzel tanúbizonyságot tesz arról, hogy komolyan veszi etikai felelősségét.” Az új adatközponttal Ausztria megerősíti pozícióját a Siemens konszern hat számítóközpontjának világméretű hálózatában, és a jövőben egyre nagyobb mértékben rendelkezésre áll külső megrendelőknek is. „Bécsből szolgáljuk ki a Siemenst és a külső outsourcing ügyfeleinket is” – számol be Weisheidinger úr. „Itt zajlik körülbelül 37.000 SAP-felhasználó kiszolgálása. Összesen 350 webszervert és 30.000 postafiókot működtetünk a legmagasabb minőségi színvonal biztosítása mellett.” Ehhez elengedhetetlen a redundáns villamos hálózati, WAN és Internet-csatlakozás, akárcsak az épületgépészet folyamatos működés közbeni álandó felügyelete és ellenőrzése, valamint a többlépcsős biztonsági koncepció.

HŰTÉS ÉS KLIMATIZÁLÁS: energiatakarékosan a FreeCooling és optimalizált energiafelvételű berendezések segítségével.

SZERVEREK: redundáns kapcsolat a villamos táphálózat, a WAN és az Internet felé.

SZEMÉLYI beléptetőrendszer egyenkénti zsilipeléssel, arcfelismerő rendszerrel ellenőrizve

■ A TÖBBLÉPCSŐS BIZTONSÁGI KONCEPCIÓ és a saját biztonsági ellenőrző rendszer garantálja a berendezések legmagasabb szintű védelmét. A hűtésről a lehető leghatékonyabb módon, a külső levegővel és FreeCooling rendszerekkel, valamint optimalizált energiafelhasználású hűtőberendezésekkel gondoskodnak. ■ AZ ENERGIAELLÁTÁSI RENDSZER szintén többlépcsős az adatközpontban: két gyűrűs táphálózat üzemel, a transzformátorok, a közép- és kisfeszültségű berendezések redundánsak. Ha a hálózat kimarad, akkor akkumulátorok helyettesítik, tartós kimaradás esetén pedig hálózatkiváltó tartalék-áramforrás is rendelkezésre áll: az adatközpontot két nagy dízel hajómotor

tudja a szükséges időn át ellátni villamos energiával. ■ AZ ÖNMŰKÖDŐ GÁZZALOLTÓ RENDSZER gondoskodik arról, hogy elvonja az oxigént a kialakulófélben lévő tűztől, hogy ne lobbanhassanak fel a lángok. A tűzoltórendszer erre az egyik legnagyobb hatékonyságú oltógázt, a nitrogént alkalmazza. A kialakuló tűzfészkek korai felismerésére rendkívül érzékeny tűz-előjelző rendszert telepítettek. Ez komoly ráfordítást jelent az adatfeldolgozásban – de csak így lehet garantálni ■ a biztonságot.

További információ ■ siemens.at/it-solutions

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

Klemens Lendl, Elisabeth Dokaupil

Siemens

A REGIONÁLIS VÁLLALAT SZÉKHELYE, BUDAPEST: " Itt immár több mint 15 éve hitelesen képviselik, mivel megélik a fenntarthatóságot."

Kihívás és esély Interjú Dale A. Martinnal, a Siemens Zrt. új elnökvezérigazgatójával az aktuális helyzetről és terveiről Mit jelent Önnek személyesen, hogy a Siemens Zrt. elnök-vezérigazgatói pozícióját tölti be? Nagyszüleim közül hárman Magyarországról származnak, így aztán magyar gyökereim vannak. Ezen kívül az 1990-es években gazdasági igazgatóként már tevékenykedtem Magyarországon. Abban az időszakban a Siemens magyarországi sajátüzletből származó forgalma közel 300 millió euróra kúszott fel, akkor persze a COM-mal (telefon üzletág) együtt. E fejlődés tetőpontján távoztam, most pedig olyan időben jövök vissza, amikor sem a magyar Siemensnek, sem Magyarországnak nem megy valami nagyon jól. Ezt a helyzetet esélyként és kihívásként élem meg arra, hogy új utakra térjünk a pozitív fejlődés elérése érdekében.

sokon szokatlanuk magas, kétharmados többséggel szavaztak az addigi ellenzékre. Az új kormány támogatja a kis- és közepes vállalatokat, és a multinacionális vállalatokkal szembeni viszonya inkább visszafogottnak érzékelhető. Ebben a környezetben mindenekelőtt a magyarországi értékteremtéssel szerezhetünk „pontokat”. A transzformátorokat, ill. turbinalapátokat gyártó két termelő vállalatunknak a regionális vállalatba való integrálása előnyös ebből a szempontból. Emellett a Siemens igen eredményesen működik együtt kis- és közepes vállalatokkal, mint beszállítókkal. Hogy néz ki a magyarországi piaci pozíció az egyes szektorokban? Ha szektoronként tekintjük magunkat, akkor viszonylag jól állunk. Az Egészség-

Hogyan ítéli meg a magyarországi gazdasági helyzetet? Magyarország volt az első ország, amely a 2008-as év végének gazdasági válsága idején készenléti hitelért fordult az IMF—hez és az EU-hoz. Az ezzel járó kemény feltételeket sikerült teljesíteni – ez a konjunktúra-élénkítés állami impulzusainak visszafogásával és azzal járt, hogy az államháztartás hiánya idén 3,8 %-os szinten stabilizálódott. Ehhez járul még az EU-alapok ugyancsak lecsökkent kihasználása: a 20042006 közötti majdnem 100%-ról a 20072013-as időszakban elért eddigi körülbelül 10%-ra. Ezek a tények közvetlen hatással vannak a Siemens üzleti lehetőségeire. Mennyire befolyásolja a politikai helyzet a Siemens üzleteit? A magyarok a nemrég megtartott választá-

DALE A. MARTIN

ügyi Szektor az első helyen van a magyar piacon. A CEE onkológiai kompetencia-központjának öt specialistája közül hárman magyarok. Az Energia Szektor a két termelő üzemnek köszönhetően is vezető pozícióban van; jelenleg az E.ON-nak dolgozik egy nagy erőmű-projekten, amely mind idő, mind költségek tekintetében a tervek szerint halad. Ezen kívül Magyarországon 2009-ben megalakult egy szélturbinák üzembe állítására szakosodott kompetencia-központ is. A Building Technologies (épülettechnika) és az IA&DT (ipari automatizálás és hajtástechnika) divíziók jól működnek. A Mobility területen egy budapesti metró-nagyprojekt dominál, amely számos kihívással szembesít minket. Növekedési esélyt látok az I IS (ipari megoldások) területén, amivel kapcsolatban már felvettük a beszélgetések fonalát a keletközép-európai (CEE) klaszter vezetésével. Milyen jelentősége van Magyarországon a Siemens „zöld vállalat“ pozícionálásának? A magyarországi vállalatcsoport maga immár több mint 15 éve hitelesen képviseli, mivel megéli a fenntarthatóságot. A kezdő lökést ebbe az irányba jómagam adtam meg első itteni tevékenységem idején. Ide tartozik az épülettetők zöld kialakítása; a tűzoltó tóból biotóp medence lett, a használati vizet saját kútból vesszük, bevezettük a papír újrahasznosítását. Budapest egyébként a tavaly decemberben bemutatott Európai Zöldváros Index (Green City Index) alapján a CEE klaszter városai között a második helyen áll. Ennek egyik oka a jól kiépített nyilvános közlekedés. Itt járnak Combino villamosaink, amelyek a fékenergia visszatáplálásának köszönhetően jelentősen kevesebb vontatási energiát fogyasztanak. Milyen súlypontokat tart jelenleg szem előtt? A vevőközelség fontos a számomra, miként az is, hogy a munkatársak számára könynyen elérhető legyek. Vezetőtársaimmal együtt meglátogatom legfontosabb ügyfeleinket. Azon is dolgozunk, hogy vonzóvá tegyük Budapestet a klaszterben. Nemrégiben a mi városunkban került sor a Siemens EMEA régiójának menedzsment konferenciájára. Nagyon remélem, hogy a Siemens Magyarország, fennállásának 120. évében, ismét megindul a fellendülés útján. ■

hi!tech 02|10

10 ■ 11

A tenger tengernyi Bolygónk hetven százalékát víz fedi – ez egy hatalmas potenciális energiaforrás, melyet eddig még alig csapoltunk meg. A hullámok, áramlatok és az árapály egész lehetőség-készletet kínálnak az energiatermelésre. Sőt, még a folyótorkolatoknál, az édes- és tengervíz találkozásánál is van mit kinyerni az ozmózis révén. A tengerekben rendelkezésre álló energiatermelési potenciál hatalmas, szakértők becslése szerint összesen 1.100 Gigawatt lehet. A nemzetközi Energia Világtanács szerint a világ energiaigényének 15 százalékát lehetne ilyen forrásból fedezni. Egyelőre főként a tenger felett erőteljesen fújó szelet aknázzák ki a lakott

Markus Honsig

területektől távol felállított szélturbinákkal. A tengerre telepített szélparkok egyre fontosabbak: Európában az offshore szélenergiában rejlő potenciált mintegy 70 Gigawattra (GW) becsülik. A dán partoktól 30 kilométerre építi a világpiac élenjáró szereplője, a Siemens a világ jelenleg legnagyobb tengeri szélparkját. A szélturbinák a jövőben a gyorsabban mélyülő partok előtt is messzebbre merészkedhetnek a viharos tengeren. A Hy-Wind úszó – pontosabban a vízben lebegő –szélkerék, amelyet a Siemens és a StatoilHydro fejlesztett ki, 120 és 700 méter közötti vízmélységben telepíthető, a villamos áram pedig tenger alatti kábelen jut ki a szárazföldre. A megoldás komoly lehetőségeket tár fel, és ezt bizonyítják az Egyesült Államok adatai is: a parttól 50 tengeri mérföldön belül kínálkozó potenciál meghaladja a jelenleg működő valamennyi amerikai erőmű telepített teljesítményét: több mint 900 gigawatt. Ahhoz, hogy a szélturbinák

Siemens, Marine Current Turbines Ltd.

ilyen szélsőséges viszonyok között is üzemben maradhassanak, rendkívül alacsony karbantartás-igényű típusokat fejlesztettek ki – többek között az áttétel nélküli megoldásokat is. A tenger feletti széllel ellentétben a vízben kiaknázásra váró tengeri energia egy komoly előnnyel kecsegtet: rendszeresebben és kiszámíthatóbban áll rendelkezésre, tehát eredendően az alapterhelés fedezésére is felhasználható. Ezért ilyen érdekesek például a tengeri áramlatok. A szakértők becslése szerint 2020ig kétszámjegyű növekedést mutatnak a tengeri áramlási erőművek. A skót kormány például a következő évek során tíz tengeri erőművet tervez építeni összesen 1,2 gigawattos teljesítménnyel. A szakterület éllovasai és élenjáró technológiájú gyártói közé tartozik az angol Marine Current Turbines vállalat, amelyben a Siemens is résztulajdonos. A technológia alapvetően ugyanolyan elven működik, mint a klasszikus szélturbina, csak éppen víz alatt: a 16 méter

cover

Alternatív energiák

hi!biz

hi!school hi!life

dologra képes hosszú, 27 tonnányi kétszárnyas forgórészt nem a szél, hanem a tengeri áramlatok hajtják. Ez optimálisan alkalmazkodni tud az áramlás irányához és sebességéhez. Mindez rendkívül magas hatásfokkal lehetséges: a víz energiasűrűsége 800-szorosa a levegőének, tehát azonos sebességnél 800-szor annyi áramot termel, ami meggyőző érv a technológia további fejlesztéséhez. Azonban hatalmas kihívást is jelent az anyagok és a szerkezeti kialakítás szilárdsága és igénybe vétele szempontjából, ráadásul mindezt az agresszív tengervízben . Belátható tehát, hogy az ilyen óriások szállítása és főként összeszerelése rendkívül bonyolult lehet ilyen nehéz környezetben. A SeaGen, a világ jelenlegi legnagyobb tengeriáramlat-erőműve, amelyet a Marine Current Turbines az észak-írországi Strangford tengerszorosban épített, 2008 novembere óta üzemel, és mintegy 1.500 háztartást lát el villamos energiával. Két hatalmas, összesen mint-

ENERGIA A TENGERÁRAMLATOKBÓL ugyanúgy kinyerhető, mint a szélből, csak éppen víz alatt és jóval magasabb hatásfokkal, hiszen a víz energiasűrűsége 800-szorosa a levegőének. A megoldás hátránya: rendkívül megterheli a szerkezeti anyagokat.

hi!tech 02|10

12 ■ 13

A WAVE POWER PELAMIS RENDSZERE. A csuklókkal összekapcsolt, vizikígyóként (görögül: „pelamis”) a tengeren fekvő acélcsövek a hullámok mozgását fogják be.

egy 1,2 megawattos teljesítményű turbina használja fel ebben az esetben az árapály okozta áramlatok hatalmas erejét. A hullámok energiájának kihasználásán is sok éve dolgoznak a kutatók, és vannak is különböző elképzelések, attól függően, hogy a hullámok erejét a nyílt tengeren vagy a parton aknázzák ki. A hullámerőművek egyik úttörője a skót Wave Power vállalat, amely a Pelamis technológiát fejlesztette ki a tengerfelszín fel-le mozgásának átalakítására tiszta energiává. A hullámok mozgását a tengeren fekvő, csuklókkal összekapcsolt és vizikígyókhoz (görögül: pelamis) hasanló, hosszú acélcsövek fogják fel. A mozgást a munkahengerekben mozgó hidraulikafolyadék továbbítja a csövekbe beépített turbinákba és generátorokba. Portugália északi partja mentén 2008 óta folytatnak egy tartóssági próbát három Pelamis-csővel: ezzel az energiatermelés hatékonyságát és kapacitását akarják meghatározni, például heves hullámzás mellett. A hullámenergia kihasználásának másik módját kutatja a Voith Hydro a Wavegen projekt keretében Skóciában: ennél a villamos áramot ott akarják előállítani, ahol a hullám energiája szabad szemmel is jól látható: amikor megtörik a partvonalon. A technológia a rezgő vízoszlopok (Oscillating Water Columns, OWC) elvén alapul. A hullámok a tenger

Markus Honsig

felé nyitott kamrába csapnak, amelyben összenyomják és egy turbinával ellátott nyíláson kifújják a levegőt. A megoldás műszaki sajátossága a feltalálóról elnevezett Wells-turbina, amely mindkét irányban üzemel, tehát akkor is, ha a visszahúzódó hullám maga után szívja a kamrába a levegőt. A megoldás a kikötői mólókba is beépíthető; ezt teszik például a spanyol Mutriku kikötőjében, az Atlanti-óceán partján. Az áramtermelés egyik rendkívül elegáns módját még figyelembe sem vették a tengervízi energiatermelés jövőbeli lehetőségeinek felmérésében: az ozmózis erőművet, amely a folyadékáthatoláson (permeáción) alapul és főként folyótorkolatokban alkalmazható. A tengervízzel találkozó édesvíz a sókoncentráció kiegyenlítésére törekszik. Ha egy csak egy irányban áteresztő membránt helyeznek a kétféle víz közé, akkor az édesvíz a tengervíz felé áramlik, de visszafelé már nem: túlnyomás alakul ki (ezt nevezzük ozmotikus nyomásnak), amit turbina hajtására lehet felhasználni. A norvég Statkraft energetikai konszern 2009 novemberében helyezte üzembe az ozmózis-erőművek első prototípusát. A műszaki kihívást a víz számára áteresztő, de a sót visszatartó és a lehető legvékonyabb membránfólia kifejlesztése jelenti. Minél vékonyabb a fólia, annál nagyobb mennyiségű vizet

Pelamis, Statkraft, Siemens

AZ OZMÓZIS, MINT ENERGIAFORRÁS. Az édes- és tengervíz találkozásánál a sókoncentráció kiegyenlítődésre törekszik. Ha egy irányban áteresztő membránnal választjuk el őket, akkor túlnyomás keletkezik, amellyel turbinát lehet meghajtani.

A PROTOTÍPUS. Az első ozmózis-erőművet a Statkraft építette a norvég Tofté-ban négyzetméterenként három wattos teljesítménnyel.

cover

Alternatív energiák

hi!biz

hi!school hi!life

enged át, és ezért arányosan magasabb az erőmű hatásfoka. A Statkraft négyzetméterenként három wattos teljesítményt ér el, a célérték pedig öt watt. A víz az alternatív energiatermelés egy másik reménysugarát is kínálja: az algákat. Ezek az élőlények értékes biomasszát állítanak elő, amiből biogáz vagy biodízel is kinyerhető. Ráadásul különleges képességük is van: mivel a szárazföldi növényekkel ellentétben a teljes szervezetük részt vesz a fotoszintézisben, ezért öt-tízszer hatékonyabban alakítják át a napfényt biomasszává. Az algák nem veszik el a területet az élelmiszer-termelés elől. A tengeri növények használatát azonban megnehezíti a bonyolult betakarítás, mert ez hatalmas mennyiségű víz leeresztésével és szűrésével jár. A Siemens kutatói egy olyan módszert dolgoztak ki, amely jelentősen felgyorsítja ezt a műveletet: magnetitet, apró vasoxid-szemcséket juttatnak az algákba. Ezért az élőlényeket mágnessel össze lehet gyűjteni a víz leeresztése nélkül is, így a betakarítás lényegesen könnyebb és hatékonyabb. Az algák, amelyekben egykoron az emberiség élelmiszer-tartalékát is látták már, hasonlóan meghatározó szerephez juthatnak az energiatermelésben. ■

További információ ■ siemens.com/energy ■ siemens.com/innovation

A széndioxid újrahasznosítása Bármennyire is intenzíven szorgoskodnak a megújuló energiaforrások kiaknázásának bővítésén, a fosszilis tüzelőanyagokat rövid távon nem lehet kiváltani, sőt középtávon sem mondhatunk le róluk. Ezért kutatják azokat a módszereket, amelyekkel a klímakárosító széndioxidot fel lehet számolni. A földalatti tárolás egy lehetséges átmeneti technológia, amely csökkenti a veszélyes klímamelegedés kockázatát. Ideális az lenne, ha a légkörben található széndioxid-többletet ésszerűen lehetne hasznosítani, és így gyakorlatilag a rossz széndioxidból jót lehetne csinálni. A folyamat a természetből ismert: a fotoszintézist használják a növények arra, hogy széndioxidból és vízből a napfény segítségével szénhidrátot termeljenek a saját növekedésükhöz. A Siemens kutatói ezt a természetes folyamatot tekintik példaképnek, és épületek homlokzatain tervezik a fotoszintézist végrehajtani. Olyan festékbevonatokon dolgoznak, amelyek a növények fénybefogását segítő klorofillhez hasonló nanométernyi színrészecskékből és a napelemekben használatos szilíciumhoz hasonlóan fényt árammá alakító titándioxidból állnak. Ezzel a módszerrel a széndioxidból tüzelőanyagot, például metanolt lehetne előállítani. Osman Ahmed-et, a Siemens épületgépészeti szakértőjét legfőképpen a technológiában rejlő lehetőségek nyűgözik le: „Az Egyesült Államok épületeit érő napenergia csupán negyedével fel lehetne használni az USA széndioxid-kibocsátásának legnagyobb részét.” Az MIT Massachusetts Institute of Technology kutatói még részletesebben vizsgálják a mesterséges fotoszintézist. Ők legfőképpen a reakció első részét, a víz hidrogénre és oxigénre bontását próbál-

ják meg leutánozni, hogy ezzel is közelebb kerüljenek számos tudós álmához: ahhoz, hogy a vízből közvetlenül, napfény hatására hidrogént állítsanak elő külső energiabevitel és károsanyag-kibocsátás nélkül. Az MIT laboratóriumaiban erre egy az emberre ártalmatlan, megfelelően módosított M13 nevű vírust használnak: erre kötődnek rá a kényes folyamathoz szükséges színezőanyag, a cinkporfirin és az irídiumoxid mint katalizátor. A vírusnak ezzel egyfajta vázként szolgálnak, és nagyobb stabilitást adnak. Az első prototípus a tervek szerint két év múlva lesz használatra kész.

hi!tech 02|10

14 ■ 15

cover

hi!biz

Kína

hi!school hi!life

Élet az óriásvárosokban

Kína hatalmas léptékű városiasodási hullámon megy keresztül. A kínai városok népessége a következő 20 évben több mint kétszeresére, egymilliárd emberre nőhet. Minden új városlakónak lakótérre, vízre és igen sok villamos áramra van szüksége, ugyanis a bővülő középréteg televíziókra, háztartási készülékekre és autókra vágyik. Ezért tehát új közlekedési megoldásokra is szükség van, mivel a dugók és a légszennyezés komoly kihívást jelentenek. Amikor Sanghaj, az egyik óriásváros a „Jobb város, jobb élet” jelmondattal ren-

pictures of the future

Siemens

dezi az idei világkiállítást, akkor nem csupán a saját óriásvárosoknak szánt innovatív megoldásokról van szó, hanem a világ számos más, gyorsan növekvő metropoliszait is meg akarják szólítani ezekkel. Ezek mindegyikében keresik a hatékony infrastrukturális megoldásokat. Kínában 2010-ben a világkiállítás mellett a tízmilliós Guangzhou (Kuangcsou, Kanton) nagyvárosban, a déli Guangdong (Kuangtung) tartomány fővárosában rendezett Ázsiai Játékok jelentik az év eseményét. Kína ezzel a két várossal akarja bemutatni a világnak, hogy miként fog úrrá lenni a városiasodás kihívásain. Kantonban a novemberi Ázsiai Játékokra ötről kilencre növelik a metróvonalak számát, majd ez a hálózat is 17 vonalra bővül 2020-ig. A Siemens gyárt-

mányú új metrószerelvények intelligens műszaki megoldásokkal 40 százaléknyi villamos energiát takarítanak meg. A várost az 1.400 kilométerre található Jünnan tartomány vízerőművei látják el a világ leghosszabb nagyfeszültségű egyenáramú (HVDC) összeköttetésen, rendkívül alacsony veszteséggel odavitt villamos energiával. A széndioxid-kibocsátástól mentesen termelt áram jelentős részét használja a Westtower felhőkarcoló is, amely 432 méteres magasságával Kína második legmagasabb épülete, és a fénykibocsátó diódák széles körű alkalmazásával takarékoskodik a világítási energiával. Sanghaj , amely a központi részén élő 14 millió lakosával közel másfélszer ekkora, drámai sebességgel növekedett: népessége 1990 és 2008 között szinte

KÍNA NAGYVÁROSAI nagyszabású rendezvények helyszíneként is az átalakulás hangulatát árasztják, és a fenntartható megoldásokra való törekvést tűzik zászlóikra. A közlekedési káosz kordában tartására energiatakarékos metrók épülnek, a régebbi épületeken átfogó energetikai felújítást végeznek, és alternatív energiaforrásokat is használnak.

megkétszereződött. A városban mindenhol érzékelhető a nagy átalakulás hangulata. A hatalmas áramigényt többek között a Waigaokiao szénerőmű szolgálja ki. A világ egyik leghatékonyabb szénerőműve Sanghaj energiaigényének 30 százalékát fedezi. Mára viszont ismét komoly áramszűke alakult ki. A jövő energiaellátása érdekében Kína is a megújuló energiaforrásokra és ezen belül is főként a szélerőre épít: a 2020-ra installálni tervezett 100 gigawattos teljesítménynyel hamarosan Kína lehet a világ legnagyobb felvevőpiaca a szélerőművek tekintetében. Ezért a Siemens a Sanghaj melletti ipari területen, Lingang New City-ben új rotorlapát-gyárat épít, amelyből az ázsiai és csendes-óceáni

térség más országait is ki akarják szolgálni. A villamosenergia-termelés mellett energiatakarékosságra is szükség van az igények hosszú távú fedezéséhez, és ez kiemelten igaz Sanghaj régebbi épületeire például Jangpu-ban, egy korábbi ipari negyedben, amely ma a város tudásés innovációs központja. Többek között itt található két neves egyetem, a Tongji (Tungcsi) és a Fudan központja is. Az évente 13 millió, vidékről városokba költöző kínai számára épülőfélben lévő új városokban a tervezéstől kezdve ügyelni kell a fenntarthatóságra. A Tongji Egyetem olyan ökováros-modelleken dolgozik, amelyekkel a belvárosokat a lehető leginkább környezetkímélő módon lehet

kialakítani. Az energia-szolgáltatás, az épületgépészeti megoldások és a közösségi közlekedés mellett az első osztályú orvosi ellátás és az ivóvíz biztosítása is fontos. Az ökovároshoz szükséges elemeket aztán összefogják, és az egész várost kiszolgáló infrastruktúraként egyedileg igazítják a helyi igényekhez. A világ nagyvárosainak képviselői a világkiállítás keretében ismerhetik meg ezeket a fenntartható óriásvárosokra vonatkozó elképzeléseket. ■

További információ ■ siemens.com/urbanization ■ siemens.com/energy ■ siemens.com/buildings

Jobb város, jobb élet A világkiállításon résztvevő országok a „Better City, Better Life” mottó jegyében mutatják be a városfejlesztés megoldásait. A rendezők összesen 70 millió látogatóra számítanak több mint 200 országból és nemzetközi szervezettől október végéig a kiállítási területen. A Siemens „Global Partner of Expo 2010 Shanghai China“ minőségében számos megoldást mutat be a városi élet színvonalának javítására. Ezen kívül sok esetben találkozunk „beépített” Siemens megoldásokkal a világkiállításon. A Hamburg Ház a legkorszerűbb megoldásokkal épült passzívház, és szinte semmilyen külső energiát sem igényel. A világkiállítás után Sanghaj zöld jelképének szánt öt, tartósan is fennmaradó épület is meggyőzően takarékoskodik az energiával. Ezen épületek közé tartozik az óriási Kínai Pavilon is. Ezek az épületek a legkorszerűbb gépészeti megoldásokkal akár 25 százalékkal is kevesebb energiát fogyasztanak a hagyományos kialakításhoz képest, és üzemeltetésük is akár 50 százalékkal olcsóbb lehet. A világkiállítás a „Jobb város, jobb élet” jelmondathoz hűen jó példával jár elől. KÍNAI PAVILON. A hagyományos épületeknél akár 25 százalékkal kevesebb energiával. www.expo.cn

hi!tech 02|10

16 ■ 17

cover

hi!biz

Repülőterek

hi!school hi!life

Felszállás a zöld jövőbe A légiközlekedés a gazdasági válság után ismét felszálló ágban van – de viharos körülmények között, amit nem csupán egy izlandi vulkán okozott. A még mindig alacsony növekedési ütem mellett a szigorodó biztonsági követelmények, az emelkedő Markus Honsig

Airport Denver

energiaárak és a fokozott környezettudatosság mind-mind hatalmas kihívást jelentenek. A repülőtereknek mindezt több mint bonyolult környezetben kell teljesíteniük, mert ellentmondásos követelmények nek kell eleget tenni. A modern repülőterek egyrészről hatalmas bevásárlóközponttá váltak. A frankfurti Fraport AG-nál a bevétel 60 százaléka bérleti díjakból, parkolási díjakból és bolti forgalom-részesedésből származik. Másrészről a légitársaságok a gépeket a lehető legrövidebb ideig akarják a földön látni, ezért tehát a repülőterek nem csupán a díjak összegével, hanem legfőképpen a híres MCT–vel

(Minimum Connecting Time, legrövidebb átszállási idő) versenyeznek keményen egymással. A földön álló repülőgépek ugyanis nem hoznak hasznot. A versenyben csak olyan repülőtér lehet nyertes, amely következetesen hatékonyságra törekszik kifejezetten az energia felhasználásában is, és ösztönzi a legkorszerűbb technika alkalmazását, főleg a logisztika és a biztonság területén. A lényeg az, hogy a csomagszállítástól a biztonsági ellenőrzésig, az épületgépészettől a klimatizáláson és a világításon át az utastájékoztató rendszerig, a hatalmas parkolóházak irányítási rendszerétől a hosszabb átszállásokat meg-

DENVERI REPÜLŐTÉR, USA könnyítő, vezető nélküli szerelvényekig tökéletesen összehangolt folyamatokat valósítsanak meg. A nagyságrendek szemléltetésére néhány adat: egy olyan repülőtéren, mint a frankfurti, a gazdasági válság ellenére 2009-ben több mint ötven millió utas és közel kétmillió tonna légifuvar fordult meg mintegy 463.000 légijárműmozgással. Frankfurthoz mérhető a Denver International Airport is, amelynek összetett infrastruktúrája rendkívül magas energiafogyasztást eredményez: ez 2007-ben 216 millió kilowattórát tett ki, ami több mint 4 kWó utasonként. Ez nyomós ok a repülőtér üzemeltetőjének,

hogy elgondolkodjon a takarékossági lehetőségekről: a cél az, hogy egyszerű eszközökkel és alacsony beruházással nagyfokú energia- és széndioxid-megtakarítást érjenek el a költségek csökkentése mellett. A lehetséges optimalizálási megoldásokra vonatkozó tanulmánnyal a Siemenst bízták meg. Az eredmény: A villamos energiában és földgázban jelentkező energiaigény 10, maga az áramfogyasztás 12 százalékkal lenne csökkenthető. A környezeti, a kihasználtsági és utaskényelmi szempontokat szintén figyelembe vették. A leghatékonyabbnak a fűtés, hűtés, szellőzés, világítás és csomagszállítás terü-

Az összetett infrastruktúra okozta magas energiafogyasztás jelentősen csökkenthető. A leghatékonyabban a hűtés, a szellőzés, világítás és csomagszállítás területén lehet takarékoskodni. Az alternatív energiatermelés szintén előnyös, és tetemesen csökkenti a széndioxidkibocsátást. ■ siemens.com/airports

■ Video Airport Denver ■ Video Airport Dubai

hi!tech 02|10

18 ■ 19

cover

hi!biz

Repülőterek

hi!school hi!life

STUTTGARTI REPÜLŐTÉR. A fogyasztásmérők aktuális adatain alapuló folyamatos ellenőrzés és pontos vezérlés gondoskodik a lehető legjobb energiahatékonyságról. siemens.com/ energy-efficiency

letén végezhető beavatkozások mutatkoznak, amely területek az energiafogyasztás több mint 80 százalékát adják. Ezen kívül költségesebb megoldások, mint például megújuló energia termelése is elképzelhető. Ezekkel azonnal és nagymértékben csökken a széndioxidkibocsátás, de csak hosszú távon térülnek meg gazdaságilag. Alacsony költséggel nagy hatást lehet elérni széndioxid-érzékelőkkel és a terminál szellőzésének intelligens vezérlésével. Ez évente 425.000 dollárnyi éves energia-megtakarítást hoz – 215.000 dollárnyi beruházással. Ugyanilyen hatásos, ha a repülőtér napi 18 órában vagy még hosszabb ideig megvilágított részein magasabb energiahatékonyságú fényforrásokat, tehát takarékos izzókat és LED-eket alkalmaznak, mert így az

Markus Honsig

Siemens

energiafelhasználás évi tizenegy millió kWó-val csökkenthető, ami mintegy 10.000 tonna széndioxidnak felel meg. Egy olyan kiterjedt épületegyüttesben, mint egy repülőtér, központi szerepe van az energiaellátásnak is. Denver esetében a tanulmány szerint 7.000 tonna széndioxid és 500.000 dollár energiaköltség takarítható meg, ha például biomasszát használnának a melegvíz-készítésre. A repülőtér számos energiafogyasztójának összekötésével ellenőrizhetővé válik az energiafogyasztás, beazonosíthatóak és korszerű műszaki megoldásokkal kiküszöbölhetőek a gyenge pontok. A hatékony energiairányítási rendszerrel a Stuttgarti Repülőtéren akár 40 százalékos megtakarítást is el tudtak érni. A Siemens a Green Building Monitor segédeszközt kínálja egy repülőtér

mindenkori energiafogyasztásának megjelenítésére. Ezáltal az utasok és a repülőtér-üzemeltetők körében is tudatosabbá lehet tenni az energiafelhasználást. A legnagyobb energiahatékonyságot azonban új épületeknél lehet elérni. A fűtés és klimatizálás energiaigénye a megfelelő építészeti kialakítással és hőszigetelési és szellőztetési rendszerekkel akár 40 százalékkal is csökkenthető. A széndioxid-kibocsátás 70 százalékkal vagy akár még nagyobb mértékben is csökken, ha az energia megújuló forrásból származik. Széndioxid-kibocsátástól mentes repülőtereket már ma is meg lehet valósítani, és ezek a „Green Airports“ formájában az Airports Council International (ACI) kinyilvánított célját is képezik – ez a légiközlekedés nemzetközi egyesülése, Namely 176 országban több mint 1.650 repülőteret üzemeltet. A működő repülőtér központi eleme a csomagszállítás, mind a lehetséges átszállási sebesség, mind pedig az út végén biztonsággal megérkező csomag vagy táska tekintetében. Minden elveszett csomag nem csak az utasokat boszszantja alaposan, hanem sok pénzbe is kerül. 2008-ban összesen mintegy 25 millió csomag veszett el, több mint kétmilliárd dollárnyi költséget okozva. Azt, hogy mire képes a hatékony csomagszállítás, a világ egyik legnagyobb repülőterén, Pekingben figyelhető meg. A 316 utasbejelentkezési pulttól a bőröndöket válogató és szállító 68 kilométeres hálózat ágazik el. Egy csomag elszállítása az egyik repülőgéptől a másikig alig 25 percbe telik, ami rekordgyanús érték, és egy szinten mozog a világ „leggyorsabb” repülőtereivel, mint például a bécsivel vagy a dél-koreai incsoni repülőtérrel. A 2007 végén elkészült pekingi csomagszállító rendszer a 2008-as olimpiai játékok alkalmával esett át a tűzkeresztségen. Egy

Express Rail Link Kuala Lumpurban

A felszálláshoz vezető út A levegőbe emelkedés előtt gyakran fáradságos utat kell a földön megtenni. Ahhoz, hogy az utasok időben elérjenek az induláshoz, egyes repülőtereken személyszállító vasutakat alkalmaznak. Ez lehet olyan vezető nélküli szállítórendszer, mint a VAL vagy egy Cable Liner, amilyent a Dohai Repülőtéren építenek (a katari emírségben). Az Új-Delhiben épülő új Airport Rail Link a beszálló utasokat már bejelentkezteti a repülőgépre is, és olyan csomagtárolóval rendelkezik,amely automatikusan kirakodja a csomagokat a repülőtéren.

hasonlóan igényes és összetett rendszert építettek 2008 végén a dubai nemzetközi repülőtéren is. A csomagszállító rendszereket folyamatosan továbbfejlesztik. Újdonság a konténeres és a szállítószalagos poggyász-szállítás kombinációja, ami a helytakarékos válogatást párosítja a gyors és kíméletes egyedi csomagszállítással. Ez a postai csomagválogatásból ismert megoldás átültetését jelenti a repülőterekre. Szintén terjed az RFID és a lézeres technológia párosítása. Az RFID címkékkel és hagyományos vonalkóddal ellátott csomagok így egyaránt jól felismerhetőek. A hibrid technológia lehetővé teszi a fokozatos átállász az RFID-re a folyamatos működés veszélyeztetése nélkül.

IDŐNYERESÉG. A csomagok nagysebességű szállítása meghatározó a repülőtéri átszállási idő csökkentésében.

A biztonság szintén alapvető kérdés a világ bármely repülőterén. Az utasok ellenőrzését és a csomagok átvilágítását természetesen kiemelten kell kezelni. Az utasoknál fontos a biztonságos azonosítás is, és erre olyan biometrikus jellemzőket használnak, mint az ujjlenyomat. A biometria az utasok bejelentkezésénél, a beszállásnál és a határellenőrzésnél is alkalmazható. A helyfüggő szolgáltatások alkalmazásával a légitársaságok tájékoztatást kapnak arról, hogy az adott utas éppen hol tartózkodik. Ez azonban nem minden. A repülőtér környezetének védelme vagy a lopásvédelem a parkolóházban ugyanilyen fontosságú. Ezért egyre gyakrabban kezelnek közösen – egyetlen, teljesen integrált rendszerben összefogva - ("emdash") több különböző fenyegetést. A beléptetési, videofelügyeleti, betörésvédelmi, riasztás-kezelési és evakuálási megoldásoknak összhangban kell lenniük egymással. Rendkívüli kihívást jelentenek minden repülőtérnek az olyan nagyszabású rendezvények, mint például a labdarúgó világbajnokság. A 2004-es lisszaboni Európa-bajnoksághoz hasonlóan idén Dél-Afrikában is környezet- és költségkímélő megoldást választottak egy időszakos terminál formájában, ami mindent tartalmaz, amire csak szükség van: utasbejelentkezési pultokat, biztonsági rendszereket az utasoknak és a csomagoknak, és egy komplett csomagszállító rendszert. És hogyan festenek majd a repülőterek 2030-ban? Egy tanulmány világosan

Az autóval érkezőket parkolásirányító rendszerek segítik üres parkolóhely, visszatéréskor pedig az autó megtalálásában. Az autó beérkezésekor videokamera rögzíti a rendszámot a kiválasztott parkolóban. siemens.com/mobility

kitapintható trendeket vázolt fel: a pultok és ellenőrzési pontok előtti sorbanállás a nem feltűnő és megbízható biztonsági rendszerek révén feleslegessé válik. A repülőterek ezen kívül egyre inkább élményvilággá és hatalmas bevásárló központtá alakulnak át, és üzemeltetésük is a mainál jóval inkább fenntartható és környezetkímélő lesz. ■

További információ ■ ■ ■ ■

siemens.com/airports siemens.com/energy siemens.com/buildings siemens.com/automation

hi!tech 02|10

20 ■ 21

Rugalmasabbak a műholdas rendszerek A közlekedés kézbentartásához és az infrastruktúra finanszírozásához úthasználati díj kivetése a választható eszköz. A műholdas támogatású új rendszer bevezetésével a szlovákiai SkyToll üzemeltető társaság megbízásából a legkorszerűbb technológiát alkalmazzák a ténylegesen megtett kilométerek elszámolására. A rendszer az autópályák mellett a gyorsforgalmi és főutakra is kiterjed – ez kiemelten fontos tényező egy olyan tranzitországban, mint Szlovákia, és ezt bizonyítják az eddigi útdíj-felmérés adatai is. Szlovákiában összesen 2.400 útkilométert fednek le a rendszerrel. Az elek-

Lubomir Stancel

Peter Hudec

tronikus útdíj-beszedés a működés első négy hónapjában közel 38 millió eurónyi bevételt hozott. Szlovákia a világ egyik első országa, amely ilyen útdíj-beszedési rendszert vezetett be. A GPS és GSM rendszereken alapuló megoldás a szlovákiai úthálózat további bővítését is minden további nélkül képes kezelni. A műholdas útdíj-rendszerek rendkívül rugalmasak. Az üzemeltetők bármikor új szakaszokkal tudják bővíteni a díjköteles úthálózatot, és így reagálni tudnak a mindenkori változásokra. Egy ilyen bővítéshez nincs szükség költséges beruházásokra. A működés első hónapjai bizonyították, hogy nagyon gyorsan lehet reagálni, és ugyanilyen egyszerűnek bizonyult a díjváltozások átvezetése is. A mikrohullámú rendszerek, amelyeket például a Cseh Köztársaságban és Ausztriában telepítettek, egy ilyen változáshoz több hónapos átállást igényelnek a tete-

mes költség mellett. Egy mikrohullámú rendszerben az új díjszedő kapukat a kábelezéssel együtt meg kell tervezni és építeni, és frissíteni kell az adatokat a központi informatikai rendszerben. A szlovákiai műholdas alapú útdíjbeszedő rendszer kulcsfontosságú elemeit képezik a járműfedélzeti egységek , melyek az útdíj számításához szükséges adatokat rögzítik, valamint a szoftvermegoldás. Mindkét alrendszert a Siemens fejlesztette. Az útdíj-rendszer vezérli a járművekbe telepített készülékek és a központi rendszer közötti biztonságos kommunikációt, és a GSM hálózaton biztosítja a szoftverfrissítést a beépített egység szinte minden részegységéhez, és ezzel lehetővé teszi az üzemeltetőnek is a készülékek kezelését. Az első négy hónapnyi tapasztalat megerősítette, hogy a járművezetők nagyon egyszerűen tudják kezelni a

cover

Úthasználati díj

hi!biz

hi!school hi!life

beépített készülékeket. Ezek száz helyen is beszerezhetők, a szélvédőhöz rögzíthetők, illetve a szivargyújtó 12 V-os tápfeszültségéhez csatlakoztathatók. Szokványos szélvédők esetén nincs szükség külső antennára. A fedélzeti készülék beépítés után azonnal üzemkész. A díjköteles szakaszokon megtett utak adatait a készülék regisztrálja és továbbítja a központi rendszer felé. A szlovákiai járműkészülékek egy mikrohullámú modult is tartalmaznak, amely lehetővé teszi az útdíj kivetésének ellenőrzését. Erre a célra a központi rendszerrel kommunikáló ellenőrző kapuk és mobil egységek kombinációját alkalmazzák. Ezekkel ellenőrzik, hogy minden díjfizetésre köteles jármű rendelkezik-e telepített és megfelelően beállított fedélzeti készülékkel. Minden észlelt szabálytalanságot a jogszabályoknak megfelelően regisztrálnak. A közutakon az útdíj-rendőrség közreműködésével közvetlen ellenőrzéseket is végeznek. Szlovákia ezzel lehetőséget kapott arra, hogy részt vegyen egy egységes európai útdíj-rendszer kifejlesztésében. A járművekbe telepített Siemens készülék technológiailag felkészült az uniós tagállamokban bevezetett útdíj-fizetési rendszerekkel történő együttműködésre. ■

Az útdíj-fizetési rendszer részletei ■ Üzemeltető: SkyToll a.s. ■ Felépítés időigénye: 12 hónap ■ 200.000 járműbe telepíthető készüléket szállítottak ■ Április végéig 166.328 regisztrált jármű ■ 80 százalékuk 12 tonna feletti ■ A díjköteles szakaszokat naponta átlagosan 27.416 jármű veszi igénybe ■ Az állam április végéig 38 millió eurót szedett be útdíjakból ■ Ennek több mint 43 százaléka külföldi fuvarozóktól származik siemens.com/tolling

EGYSZERŰ BESZERELÉS. A fedélzeti készülékeket a jármű szélvédőjére rögzítik, áramforrásként a szivargyűjtő szolgál – és már üzemkész is.

Kibővített útdíj-szolgáltatások Interjú Matej Okáli-val, a SkyToll a.s. elnök-vezérigazgatójával az útdíj-beszedés járulékos hasznáról és az európai együttműködésről az útdíj beszedésében.. Az útdíj beszedésén kívül az új rendszer nyújt-e további előnyöket is Szlovákiának? Az állami útdíj-bevételek beszedése mellett a rendszer egyedülálló információforrás a közlekedés résztvevőinek magatartásáról Szlovákiában. Ezek az adatok optimális feltételeket biztosítanak a jövő eredményes közlekedésirányításához. A közúton szállított áruk volumene fontos mérőszáma a gazdasági fejlődésnek, ezt pedig így naprakész adatokkal tudjuk követni. Mikor közlekedhetnek a szlovákiai fuvarozók a járműbe telepített egyetlen készülékkel keresztül-kasul Európában? Szlovákia rendelkezik jelenleg a legkorszerűbb útdíj-beszedési rendszerrel,

amely a jelenleg használatos fedélzeti készüléknek köszönhetően már most teljesíti a szomszédos országokkal való interoperabilitás technológiai feltételeit. Az „egy szerződés, egy fedélzeti készülék, több útdíj-rendszer” elven alapuló európai útdíj-szolgáltatások implementálásában előfutár akarunk lenni. A SkyToll mostantól bármikor meg tudja kezdeni a tárgyalásokat az egyes elektronikus útdíj-rendszerek üzemeltetőivel. Az ilyen együttműködésben azonban maguknak az országoknak van meghatározó szerepük. A teljes értékű interoperabilitáshoz az érvényes uniós irányelvekkel összhangban lévő szerződéseket kell kötni az egyes országok között, ezt pedig a következő évekre tervezzük. www.skytoll.sk

hi!tech 02|10

22 ■ 23

KLÍMAVÁLTOZÁST KUTATÓ MŰHOLD A Cryosat 2 klímavédelmi műhold a sarkvidéki jégréteg vastagságát méri a földfelszínt letapogató radarhullámokkal. A keletkező adatmennyiséget folyamatosan sugározza a Földre. A Siemens bécsi kutatói kifejlesztettek egy olyan tesztrendszert, amellyel töviről hegyére átvizsgálták a műhold kommunikációs rendszerét. www.cryosat.de. www.esa.int

Hír falatok IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII IIIIIIIIIIIIIIlllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll HATÉKONY ELLENŐRZÉS

ÉLES KAMERASZEM

INTELLIGENS HÁLÓZAT

A Siemens új uroszkóp készüléke egyetlen felvétellel leképezi a teljes urogenitális rendszert. A betegeknek ezért rövidebb lesz a vizsgálat, és a nagyfelbontású síkdetektorral kisebb a sugárterhelés is. siemens.com/healthcare

Egy eredetileg levelek válogatására kifejlesztett kamerarendszer két sávban egyszerre ismeri fel a rendszámokat akkor is, ha ellentétes irányba haladnak a járművek. Es a rendszer telepítése során nem igényel különösebb beállítást. siemens.com/

A Gráci Műegyetem informatikusai a tag-ek ügyes összekapcsolásán dolgoznak, amellyel megbízhatóbbá tehetjük az internetes keresőgépeket. A kutatók az első eredményeket a WWW konferencián mutatják be az északkarolinai Raleigh-ben. kmi.tugraz.at

Christian Pressler

Siemens, TU Graz, Solar Impulse, Louis Palmer

VILÁGHÁLÓS TÁMADÁSOK ELLEN Az amerikai energiaügyi minisztérium tetemes összeget fordít a villamosenergia-hálózatok internetes támadások elleni védelmére. A Siemens és partnerei, mint például a Rutgers University olyan rendszert fejlesztettek ki, amely vezérlőközpontokból és transzformátor-állomásokról működtethető. siemens.com/energy

H í r e k hi!school

Napot tankolnak Két svájci jár az élen, amikor arról van szó, hogy napenergiával akarunk közlekedni: Bertrand Piccard és Louis Palmer. A két felfedező hisz a klímarombolás nélküli haladásban, és úttörője a solárenergia korszakának. Bertrand Piccard a Solar Impulse nevű napenergiás repülőgépén dolgozik, amellyel 2012 végén a Földet is meg akarja kerülni. A másikuk, Louis Palmer 2007 júliusa és a 2008-as lengyelországi klíma-világkonferencia között egy napenergia-hajtású autóban kerülte meg a Földet. A Nap energetikai hasznosítása egy nagy problémával jár: a Napból jövő energia mennyisége az időjárástól függően erősen ingadozik, és éjjel teljesen elmarad. – Pontosan ezzel a természetadta problémával küzd Piccard és Palmer is. Piccard Solar Impulse repülőgépénél jelenleg azt vizsgálják behatóan, hogy a repülőgép termel-e elegendő energiát a teljes éjszakára. A 63 méteres fesztávolságú repülő lítium-polimer akkumu-

látorait nappal mintegy 200 négyzetméternyi napelem tölti. Naplemente után a naprepülő alacsonyabbra süllyed, és az akkumulátorok energiáját használja. Az energiatárolók így is mintegy 400 kilogramm súlyúak, teljesítményük pedig az ötszöröse kell, hogy legyen a hagyományos autó-akkumulátorokénak. A földfelszínen a napenergia közlekedési alkalmazása már két éve sikeres volt. Louis Palmer napelemes Solartaxi járgánya hat négyzetméternyi napelemmel rendelkezik, amivel akár 90 km/órás csúcssebességet vagy ennél is többet elér. Ezzel a járművel szelte át Európát, a Közel-Keletet, Indiát, Új-Zélandot és Ausztráliát, majd Kínán keresztül Bali szigetét, mielőtt Észak-Amerikát és Afrikát érintve visszatért Európába. Piccarddal ellentétben azonban Palmer éjszaka nem haladt tovább, ezért nem kellett nehéz akkumulátorokat sem cipelnie. 18 hónap alatt mégis 53.400 kilométert tett meg. Palmer most egy Föld körüli ZeroRace versenyt tervez. A jelentkező villamos üzemű autókkal szemben komoly követelményeket támasztanak: a villamos motorokkal legalább 240 kilométert kell tudni megtenni kb. 80 km/órás

átlagsebességgel, el kell érni a napi 450 kilométeres távolságot, és a feltöltés is négy óránál rövidebb idő alatt kell, hogy megtörténjen. Ráadásul legalább egy utast is előírnak. A verseny előkészületei időközben meg is kezdődtek. A svájci Zerotracer csapat az augusztus 15-i genfi indulásig 10.000 kilométernyi próbautat tervez megtenni. A földkörüli napautózás vezetett el végeredményben a napüzemű taxik kifejlesztéséhez, amelyeket a jövőben a városokban terveznek használni. A napüzemű taxi villamos hajtású jármű, amelynek öt méter hosszú pótkocsijára hat négyzetméternyi napelemet szereltek. A villamos energiát egy új kialakítású ZEBRA akkumulátorban tárolják (mintegy 1.000 töltési ciklusra alkalmas, ára: 8.000 euró), így éjszaka is haladhat tovább. A pótkocsi napelemei elegendő áramot termelnek napi száz kilométer megtételéhez. ■

További információ ■ ■ ■ ■

www.solartaxi.com www.solarimpulse.com www.zerotracer.com siemens.com/energy

BETRAND PICCARD a Solar Impulse

LOUIS PALMER napenergiás

nevű napenergiás repülőgépén dolgozik, amellyel 2012 végén a Földet is meg akarja kerülni.

autóban járta körbe a világot. Az út elv zetett a Solartaxi kifejlesztéséhez

hi!tech 02|10

24 ■ 25

Újszerű bepillantás az emberi szervezetbe

Fájdalom, baleset, szűrővizsgálatok – egy röntgenfelvételből a legtöbb esetben megbizonyosodhatunk arról, hogy hol rejlik a probléma, és röntgen nélkül elképzelhetetlen a napi kórházi munka. A hagyományossá vált technika azonban többre képes, mint amire ma használják. A kutatók különböző ötletekből kiindulva közelítenek ehhez. Az eddig alkalmazott abszorpciós

Elisabeth Dokaupil, pof

röntgenfelvételek egyik alternatívája lehet a fáziskontraszt-röntgen, amelynek segítségével a különböző lágy szövetrészeket jól láthatóvá lehet tenni. Ebben az esetben nem csupán a szövetstruktúra és a csontok válnak láthatóvá, hanem az izmok és az inak is kontrasztosan jelennek meg, de látható a szövetelváltozás, mint például egy daganat is. Ennek az az oka, hogy nem a röntgensugár részecskéi elnyelődésének, hanem a hullám fázisváltozásának a mérésén alapul a módszer. A tisztán abszorpciós elvű röntgen azt érzékeli, hogy egy részecske képes-e áthatolni az adott szöveten, vagy sem. A fáziskontraszt-röntgen ezzel szemben azt méri, hogy a szö-

Hansruedi Bramaz, Franz Pfeiffer, Siemens

veten való áthaladás hogyan befolyásolja a hullámszerű sugárzás hullámhegyeinek és hullámvölgyeinek sorát – a fázist. A bekövetkező fáziseltolódás sok információt hordoz, ugyanis függ a szövet jellegétől, amely megtöri a sugárzást. Ez a hatás azonban igen csekély, és fel kell erősíteni. Az erre vonatkozó első megoldási ötletek több mint húsz éve születtek – a kutatók akkor különleges kristályoptikát alkalmaztak. Ez azonban csak monokromatikus sugárzással működik, amelyet egy költséges szinkrotron sugárforrás képes előállítani. Ahogyan a lézer is tökéletesen egy ütemben – vagyis azonos fázissal – rezgő fényt bocsát ki, úgy a

hi!touch hi!biz

Röntgen

hi!school

hi!life

EGY HAL A BIZONYÍTÉK. Franz Pfeiffer professzor (a képen balra) a svájci Paul Scherrer Intézetben kutatóként dolgozott, amikor nekivágott a szakmai körökben lehetetlennek hitt bizonyításának: hogy hagyományos röntgen sugárforrással is lehet ellenőrzött fázisú röntgenforrást készíteni. Pfeiffer, aki ma már a Müncheni Műegyetem Biogyógyászati Fizikai Tanszékének vezetője, a korábban használatis kristályoptika helyett Talbot-Lau interferométert alkalmaz az azonos fázisban rezgő röntgensugár előállítására. Az első fáziskontraszt-képei korábban nem látott pontossággal ábrázoltak egy halat.

1. rács

Tárgy

2. rács

3. rács

Detektor

Röntgensugárforrás

szinkrotron röntgenfénye is szinte tökéletesen szinkronizált. Ezzel szemben egy kórházban használatos röntgen sugárforrás túl sok interferenciát produkál, mert a hullámhosszak egész spektrumát bocsátja ki, és minden irányban sugároz. Franz Pfeiffer fizikusprofesszor, aki ma a Müncheni Műszaki Egyetem Biogyógyászati Fizikai Tanszékének vezetője, megoldást talált a problémára. Kutatásaihoz ugyan még ő is szinkrotront használt, azonban a kristályoptika helyett Talbot-Lau interferométert használt, amely főként az atomfizikában használatos. Első fáziskontraszt-képei egy halat mutattak be korábban nem látott részletgazdagsággal.

Talbot – Lau interferométer Az 1. rács a röntgenforrás szórt sugárzását szinkronná alakítja. A 2. rács ismét összehozza az egyes részhullámokat. A sugárzásnak az a része, amelynek át kell hatolnia a szilíciumon, további – ezúttal pontosan ismert – fáziseltolást kap. A 3. rács: ennek a fázistolása arra szolgál, hogy a röntgensugarak által tartalmazott információt ki lehessen olvasni.

hi!tech 02|10

26 ■ 27

A SZÁMÍTÓGÉPES TOMOGRÁF két röntgensugár-forrással és detektorral lényegesen gyorsabben készíti el a részletesebb képeket.

KÉPEK VERSENYE

Pfeiffer professzor röviddel képeinek megjelenését követően kezdett együttműködni a Siemensszel, és ez a kooperáció 2008-tól további partnerekkel bővült. A kutatócsoport olyan készüléket fejleszt, amely minden további nélkül integrálható a mindennapi klinikai munkába, ezért nem lehet nagyobb a hagyományos készülékeknél, és egy vizsgálat munkaigénye sem változhat lényegesen. A Karlsruhei Technológiai Intézetnél a Talbot-Lau interferométer rácsait, az Erlangen/Nürnbergi Egyetemen az érzékelőket fejlesztik tovább. A Siemens kutatói Pfeiffer professzor csapatával együtt integrálják az interferométert egy röntgenkészülékbe. A szerkezeti elemekkel szemben is fokozott követelményeket támasztanak: mivel gyógyászati alkalmazásokhoz magasabb energiájú röntgensugárzás szükséges, ezért a rácsokat finomabban kell kialakítani, mint a Pfeiffer profeszszornál használt rendszerben, ahol ráadásul a rácsok, a röntgenforrás és az érzékelő közötti távolság is tetszőlegesen választható volt. Az új rendszerben mindennek kisebb helyen is kell elférnie, ezért a rács hézagai már csak 2,5 mikrométer szélesek lehetnek, és az érzékelőket is ennek megfelelően kell átalakítani. A digitális fényképezőgéphez hason-

Elisabeth Dokaupil, pof

Siemens

A számítógépes tomográfokkal (CT-vel) a szervezet legapróbb struktúrái, mint például a szív koszorúerei vagy a tüdő erecskéi is láthatóvá tehetők. Mivel azonban a röntgensugarakkal a lehető legkisebb mértékben kívánják terhelni a szervezetet, ezért a szükséges dózist minél alacsonyabb értékre kívánják leszorítani. Erre a célra hívta életre a Siemens az „International CT Image Contest“ versenyt. A feladat az, hogy a Siemens Somaton-Definition-CT készüléket használó rendelők, intézetek és kórházak a lehető legkisebb dózissal érjék el a lehető legjobb képminőséget. Ez a CT készülék két röntgensugárforrással és két detektorral rendelkezik, amelyek szinkronizáltan forognak és így a hagyományos technológiánál szükségeshez képest fele annyi idő alatt rögzítik a szükséges adatokat. A pályázatra mintegy 300 látványos klinikai felvétel érkezett több mint harminc országból, az értékelést pedig nemzetközi hírű professzorok zsűrije végezte. A díjazott képeket a bécsi ECR 2010 keretében állították ki. A mellkasi felvételek győztese egy 47 éves női betegről készült, akit mellkasi fájdalom miatt vizsgáltak szívbetegségek, tüdőembólia és tüdődaganat kizárása érdekében. A CT-vizsgálat alapján negatív a lelet. A több mint 1.400 tagú Facebook „rajongótábor“ vitázhatott is a benyújtott képekről, és a felhasználók egy külön erre létrehozott internetes honlapon is szavazhattak nyilvánosan a „kedvenc képükre”. siemens.com/healthcare

hi!touch hi!biz

Röntgen

hi!school

hi!life

lóan a röntgenkészülék felvétele is képpontokból épül fel, és főszabály szerint a kép minősége annál jobb, minél erősebb a röntgensugárzás és minél több a képpont. A sugárzás azonban megterheli a beteget, ezért a dózist a lehető legkisebbre kell választani, és a két szempont között kell optimális megoldást találni. Így még jó ideig eltart, amíg a fáziskontraszt-röntgen előnyeit a mindennapi klinikai munkában is ki lehet használni. Más fejlesztéseknél ez talán gyorsabban bekövetkezhet. Ezért kutatják nagy erővel a röntgenkészülékek újszerű érzékelőit is. Olyan szerves fotodiódákat vizsgálnak, amelyek nem kristályos félvezetőből, hanem szerves műanyagból épülnek fel. A műanyagok folyadékban vannak feloldva. Olyan félvezető műanyagokról és fullerén-származékokról van szó, amelyek az elektrondonor és az elektronreceptor szerepét töltik be. Ezekre az anyagféleségekre ítélték oda az 1996-os és 2000-es kémiai Nobel-díjakat. A félvezető oldatot általában a hordozóra öntik, pergetik vagy rétegezve viszik fel. Ennél gyorsabb és olcsóbb megoldás az oldat felpermetezése. Ezt a módszert régebben kritikusan ítélték meg, mert a feltételezések szerint a felszórt felület érdessége befolyásolja a diódák minőségét. A Siemens kutatói által a Szerves elektronika ágazatnál porlasztással gyártott szerves fotodiódák azonban más technológiákhoz viszonyítva is igen kedvező tulajdonságokat mutattak: a diódák 75 százalékos hatékonysággal alakítják a fényt villamos árammá. A sötétáramuk alacsony – tehát alacsony a besugárzás nélküli saját zajszintjük, és a legalább hat éves élettartamuk is viszonylag hosszú. A diódák ezeket a tulajdonságokat magas zárófeszültség mellett (kb. öt V-ig) sem veszítik el, miközben korábban a sötétáram erős növekedését tapasztalták. Az új porlasztási technológiával gyártott digitális röntgen-síkdetektor a képek

GYORSABB ÉS HATÉKONYABB. A nanocsöveken (legfelül) alapuló apró röntgensugár-források a testünkben gyorsan lezajló folyamatokat is láthatóvá tudják tenni. Az érzékelők jóval hatékonyabb gyártása szerves műanyagok felpermetezésével lehetséges (felül). gyors kiolvasásánál a szellemképesedés tekintetében részben kedvezőbb tulajdonságokkal is rendelkezik, mint a manapság használatos amorf szilícium érzékelő. A technológia költségei szinte függetlenek az érzékelő felületétől, míg a kristályos diódák ára a felületükkel arányos. Szintén önálló kutatási területet jelentenek a röntgensugár-források. A kutatás nanocsöveken alapuló kisméretű és gyors röntgenforrásokra irányul, amelyekkel a testen belül gyorsan lezajló folyamatokat (például egy kontrasztanyag terjedését) számítógépes tomográffal kiváló képminőségben lehet megfigyelni. Továbbá változatlan képminőség mellett kisebb sugárterhelés éri a betegeket, mint a hagyományos készülékeknél. A röntgensugárzás akkor keletkezik, amikor a felgyorsított elektronok egy elektródába csapódnak. Elektronforrásként manapság egy vákuumcsőbe szerelt izzóhuzalt használnak. Az ilyen rendsze-

rek sok energiát használnak, viszonylag lomhán reagálnak, és méretük sem csökkenthető tetszőlegesen. Az orvostechnikában ezért olyan „hideg” elektronforrásokat keresnek, amelyek fémcsúcsokból vagy éles peremű fémekből gyorsítják ki nagyfeszültséggel az elektronokat. A szén nanocsövecskék ideálisak az úgynevezett térerő-emisszióra, ugyanis vezetőképességük olyan, mint a fémeké, és néhány nanométeres átmérőjük is rendkívül kicsi. Ezen kívül kevesebb, mint egymilliomod másodperc alatt is kapcsolhatóak, miközben ez egy hagyományos röntgencsőnél több század másodpercig is eltart. A Siemens, a Xintek és az XinRay kutatói a nanocsövecskéket fémre hordják fel és egyenként vezérlik, hogy miniatűr elektronforrások együttesét alakítsák ki. A megoldás a University of North Carolina kutatóinak alapvető munkáira épül, a piaci megoldást a Siemensszel közösen fejlesztik. Korunk legnagyobb teljesítményű Siemens CT készülékeiben két röntgencső forog másodpercenként több mint háromszor a beteg körül. Az apró röntgenforrásokat ezzel szemben egy körben fixen lehetne beépíteni és egymás után működtetni. Így másodpercenként tíz képet lehetne készíteni nagyon jó képminőséggel, és láthatóvá lehetne tenni olyan folyamatokat, mint például a daganatos szövet roncsolódását a sugárkezelés alatt. Az új röntgen sugárforrások sorozatgyártású alkalmazásáig várhatóan még éveknek kell eltelni. ■

További információ ■ ■ ■ ■ ■

www.kit.edu www.unc.edu www.uni-erlangen.de www.tum.de siemens.com/innovation

hi!tech 02|10

28 ■ 29

GALILEO MŰHOLD. A logisztikai küldemények nyomon követésében ugyanolyan előnyös a Galileo új pontossági szintje, mint a műholdas útdíj-rendszereknél, ahol elérhető lesz a méteres pontosságú elszámolás. Az együttműködő biztonsági rendszerek lehetővé teszik a járművek és az infrastruktúra közötti kommunikációt. www.galileo-navigationssystem.com

Új szolgáltatások

Méterre pontosan Sokat várnak a Galileo rendszertől. Az európai műholdas navigációs rendszer hatalmas piac megnyitásával kecsegteti az újszerű szolgáltatások és innovatív termékek kínálóit. Szakértői becslések szerint a növekedési potenciál éves szinten akár 14 százalékos is lehet – ez hozzávetőlegesen akkora, mint a jövő iparágaiban, a biotechnológiában vagy a megújuló energiáknál. A rendszer teljes körű működése 27 aktív és három azonnal bevethető tartalék műholddal 2013-ra várható. A Galileo – az egyesült államokbeli GPS és az orosz GLONASS katonailag ellenőrzött rendszerek mellett – az első civil rendszer ezen a területen. „A Galileo eddig egyedülálló pontossággal biztosít pozíció-

como complete mobility

ESA, Siemens

és időadatokat“ – magyarázza Dieter Geiger, a Siemens alkalmazott műholdas navigációs szakértője. „Ennek érdekében minden műhold lézervisszaverő tükrökkel van felszerelve a pontos pályaadatok meghatározása érdekében, továbbá precíziós hidrogénmézer atomórákkal .“ A Galileo rendszerrel a műholdak magasabb száma miatt nagyobb az adatok rendelkezésre állása és pontossága, és ez a minőség jelentős javulását eredményezi. Míg a GPS jelekkel a pozíció-adatok csak tíz méteres pontossággal határozhatóak meg, addig a Galileo adatai már a mindenki számára elérhető elérhető ún. nyílt szolgáltatások (open services)keretében is méteres pontosságot biztosítanak. Járulékos földi eszközökkel és előfizethető díjköteles szolgáltatásokkal centiméteres pontosságot lehet elérni. A fokozott megbízhatóságra is gondot fordítanak, így például kombinált vevőkészülékekkel a jövőben a Galileo adatai mellett GPS és GLONASS adatokat is fel lehet

■ Open Service – (Nyílt szolgáltatás) – ingyenes, szabadon hozzáférhető szolgáltatás közúti időszinkronizálásra, helymeghatározásra, navigációra és sebességmérésre, négy méteres pontossággal. ■ Commercial Service – (Kereskedelemi szolgáltatás) – nagyobb pozíció-pontosságú, díjköteles szolgáltatás szakmai felhasználóknak: földmérőknek, flottakezelőknek, közlekedési szolgáltatóknak vagy ipari berendezések vezérlésére. ■ Safety of Life – (életbiztonság) – kritikus, tanúsított biztonsági alkalmazásokra a légiközlekedésben és a hajózásban, valamint a vasúti forgalomban; integritásjellel adatsérülés esetére. ■ Public Regulated Service – szabályozott közszolgáltatás) rendőrségi, partvédelmi vagy titkosszolgálati feladatokra fenntartva; válsághelyzetek kezelésére is; nagyfokú pontossággal. ■ Search and Rescue – (keresés és mentés) – kereső- és mentőszolgálat vészjeladók helyzetének valós idejű meghatározására. Ez az első szolgáltatás, amely lehetővé teszi a mentőközpont válaszát is a vészjeladó felé.

hi!tech 02|10

30 ■ 31

hi!touch hi!biz

Műholdas navigáció

hi!school

hi!life

dolgozni. Ez a műholdak olyan hálózatát jelenti, amelynek jeleit gyakorlatilag a világon mindenhol nagy jelsűrűség mellett lehet fogni – még toronyházak között és a magashegyi völgyekben is teljes vételi lefedettséget lehet elérni. A rendszerek között egyedülálló módon a Galileo integritási jeleket is sugároz, amelyek révén ellenőrizhető az adatok hitelessége és sértetlensége. A mobilitáshoz kapcsolódó új szolgáltatások kiemelkedő hasznát látják a Galileo rendszernek, és ebből csak egy területet jelentenek a pontosabb autós navigációs rendszerek. A mobilitás és a logisztika kezelése összességében egyszerűbbé és biztonságosabbá válik, az útdíj-rendszerek járművekbe épített vevői méteres pontosságú elszámolást tesznek lehetővé. Elérhetővé válnak olyan új alkalmazások is, mint

az előre tekintő közlekedésirányítás, a járművek és az infrastruktúra közötti kommunikáción alapuló együttműködő biztonsági rendszerek, vagy akár az áruk és járm ű ve k m o z g á s á n a k i n te r m o d á l i s nyomonkövetése és ellenőrzése. A műholdas nyomkövetés hatékonyságát a közelmúltban bizonyította a Siemens egy – az Egyesült Államok postahivatalának megbízásából készített – GPS alapú levélkövetési projektben. Ennek keretében egy GPS egységgel, akkumulátorral és mozgásérzékelővel ellátott ún. GPS logger levelet indítottak – az ezáltal pontosan végigkövethető – útjára. A loggeres technológia kitűnően alkalmas veszélyes anyagok útjának pontos követésére is – sőt a Galileo sajátosságainak, mint az integritási jelnek és a garantált átvitelnek köszön-

hetően ez még jogi értelemben is bizonyíték- értékkel bír. Az új lehetőségeket a Siemens többek között az aacheni RWTH műszaki főiskolával és a Német Légi és Űrközlekedési Központ (DLR) szakértőivel közösen teszteli. A „Galileo above“ német fejlesztési projekt keretében tesztközpontokat hoznak létre a kötöttpályás, közúti, hajózási és légiforgalmi alkalmazásokra. A Galileo segítségével új funkciókkal rendelkező, innovatív és nagyobb teljesítményű, több közlekedési móduson is átívelő megoldásokat lehet létrehozni. ■

További információ ■ siemens.com/mobility ■ www.dlr.de ■ www.rwth-aachen.de

hi!touch hi!biz

hi!school

CERN

hi!life

A világ keletkezésének megismerése Sikerült – most először – újrateremteni az ősrobbanás utáni állapotokat? Elméletileg legalábbis igen. A világ legnagyobb részecskegyorsítójában, a genfi CERN atomkutató központban, közel fénysebességgel ütköztetnek egymással protonokat. „Ez egy megindító pillanat“ – mondta el a CERN technológiai igazgatója, Steve Myers az első sikeres ütközéseket követően. „Olyan, mintha két tűt lőnénk egymásra az Atlanti-óceán két oldaláról, hogy félúton egymásba ütközzenek.” A tudósok örülnek annak, hogy végre lendületbe jön a világ legnagyobb részecskegyorsítója, a Large Hadron Collider (LHC). Az LHC egy 27 kilométer hoszszú körpályán épült a Genfi-tó és a francia Jura-hegység között 50 és 150 méter közötti mélységben. Ebbe vezetnek be két ellentétes irányba haladó protonnyalábot, hogy a több érzékelő kamrában egymás útját keresztezzék. A tudósok számítása szerint

Christian Pressler

másodpercenként 600 millió ütközésre kerül sor. A „világ legnagyobb gépezetét” nem kevesebb, mint 130 ellenőrző rendszer vezérli és felügyeli Siemens automatizálás-technikai elemek segítségével. A CERN-nél dolgozó Steve Barnett amerikai fizikus arra számít, hogy nyáron megjelenhetnek a sikeres kísérleteken alapuló első tudományos vizsgálati eredmények. Ez hatalmas feladat, ha figyelembe vesszük, hogy a kísérletekből származó adatmennyiség hat másodpercenként 4,5 gigabájt (egy DVD-nyi adat). A fontos tartalom kiszűrése ebből a hatalmas adathalmazból komoly kihívást jelent embernek és gépnek egyaránt. A részecskegyorsító feladata, hogy megválaszolja az emberiség alapvető kérdéseit: Hogyan alakult ki a világegyetem? Hogyan kerülhetett sor az ősrobbanásra? Ennek megválaszolására akarják a tudósok kísérleti úton ellenőrizni világegyetemünk standard modelljét. Genfben szorgosan kutatnak egy váratlan hírnevet szerzett részecske, a Higgs bozon után. Azt az elméletet, amely szerint ez a bulvárlap-képes „isteni részecske” nevet viselő elemi részecske a kulcsa minden anyag létezésének, immáron negyven éve dolgozta ki Peter Higgs skót fizikus. Higgs azt állította, hogy létezik egy olyan ősré-

CERN, CERN / Laurent Guiraud, siemens

szecske, amely tömeget kölcsönöz minden létező anyagnak. A CERN legtöbb fizikusának meggyőződése szerint létezik a Higgs bozon. A most folyó kísérletsorozat időszűkében zajlik, ugyanis az LHC első működési ciklusa 2012-ben véget ér, majd egy éven át átépítik, mielőtt 2013-ban ismét üzembe állna, hogy nagyobb tempóban folytatódjanak a kísérletek: az utóbbi hónapokban 3,5 teraelektronvolt (TeV) energiával röpködtek a protonsugarak a gyűrűs alagútban, míg a következő 18-24 hónap alatt az LHC folyamatosan 7 TeV-tal üzemel majd, mielőtt a részecskegyorsítót 14 TeV-ra bővítenék. Magát az ősrobbanást persze Genfben sem lehet megismételni, mert a végtelenség túl nagy sűrűséggel, túl magas hőmérsékleten és túl apró méretben vette kezdetét. „A folyamatot azonban meg tudjuk fordítani, és a lehető legközelebb kerülhetünk az ősrobbanáshoz” – mondja a CERN igazgatója, Rolf-Dieter Heuer. ■

További információ ■ siemens.com/simatic ■ siemens.com/ad ■ www.etm.at

Kordában tartott technika ÜTKÖZTETÉS. A tudósok részecskéknek a világ legnagyobb részecske-gyorsítójában történő összeütközése alapján remélik ellenőrizni a világegyetem kialakulására vonatkozó elméleteik helyességét. Ez hatalmas feladat, ha belegondolunk abba, hogy működés közben hat másodpercenként keletkezik 4,5 gigabájtnyi adat. Az első vizsgálati szakasz 2012-ig tart, majd fejlesztik a gyorsítót, hogy még közelebb tapogatódzhassunk az ősrobbanásnál uralkodott viszonyokhoz.

A protonsugarak vezetésére 9.600 mágnest telepítettek a részecskegyorsítóba, többek között több mint 1.200 darab, 14,2 méter hosszú szupravezető dipólus mágnest is. A szupravezető állapot eléréséhez a mágneseket héliummal, folyékony nitrogénnel és folyékony héliummal hűtik akár -271,3 Celsius fokra. A világ leghosszabb hűtőszekrénye hatalmas kihívást jelent az automatizálási berendezésekre nézve: a 16 vezérlőegység egyenként mintegy 250 szabályozási kört vezérel a mágnesek követlen közelében elhelyezett 15.000 sugárzástűrő érzékelő és működtető elem adatai alapján. Az LHC négy fő érzékelő egysége közül a 46 méter hosszú, 25 méter átmérőjű és 7.000 tonnás tömegű „Atlas” a legnagyobb a maga nemében: az egyik feladata többek között a Higgs bozon felkutatása. A kényes berendezéseket a Siemens ipari automatizálási rendszerei vezérlik és ellenőrzik. Az energia-betáplálást központilag be- és kikapcsoló több száz vezérlés biztosítja valamennyi kritikus rendszer magas üzembiztonságát. Az LHC-ben alkalmazott Simatic terepi elemeket a részecskegyorsító közvetlen közelében tesztelték, és még protonokkal is bombázták. Azokra az üzemállapotokra, amelyekben túl veszélyes lenne az alagútban tartózkodni, külön szervizkocsit terveztek, amely teljesen automatizált működése során elvégzi az ellenőrzéseket és a méréseket, valamint megáll, ha akadállyal találkozik. Az LHC vezérlő rendszereinek java részét az ETM (a Siemens egyik leányvállalata) folyamat-vizualizáló és vezérlőrendszere ellenőrzi.

hi!tech 02|10

32 ■ 33

ÚTON A RAILJET. Sebesség és kényelem intelligens futómű-megoldásokkal.

Sínen van a technika Minden egyes kiló számít, mikor a vonatok hosszú életük során sok-sok ezer kilométert tesznek meg. Ilyen távolságon hatalmas energiát lehet megtakarítani könnyűszerkezetes megoldásokkal. Ez kíméli a környezetet és az üzemeltetők költségvetését. Tekintettel arra a hatalmas terhelésre, amely a szerelvényeket menet közben éri, és mivel igen magas biztonsági követelményeket kell teljesíteni, nem könnyű feladat a súlycsökkentés. A Gráci Műegyetem Könnyűszerkezetek Intézete már jó ideje foglalkozik ezekkel a kérdésekkel. „Mi voltunk az elsők, akik már 25 éve szerke-

Markus Honsig

ÖBB, Siemens

zeti szilárdsági számításokat végeztünk kötöttpályás járművekre. Azóta fokozatosan finomítjuk és fejlesztjük ezt az eszköztárat“ – mondja Christian Moser, az intézet helyettes vezetője. Grác városa az intézet munkájának és olyan nagy gyáraknak, mint a Siemens Mobility globális futóműgyártó kompetencia-központja köszönheti, hogy a világ egyik élenjáró fejlesztési központja lett az innovatív vasúttechnika területén. Az intézetben konkrétan például futóművek szilárdsági elemzésével foglalkoznak. Ez egy összetett feladat, amelyhez számos mennyiséget kell figyelembe venni a feszültségértéktől a terhelési ciklusokon át a különböző anyag- és hegesztésivarrat-minőségekig. A fő szabály az, hogy minél pontosabbak és részletesebbek a számítások, annál kevesebb tartalékot kell betervezni a kötelező szabványok és előírások biztonságos teljesíté-

séhez. Az eredményeket természetesen próbapadokon végzett valós tesztekkel ellenőrzik, és ezek eredményeit visszacsatolják a számításokba. A gráci Könnyűszerkezetek Intézetében ma már az elvárt geometriától való eltéréseket, a felületi és magában az anyagban rejlő egyenetlenségeket – az úgynevezett geometriai, illetve fémszerkezeti „rovátkákat” – is figyelembe tudják venni a számításokban. „Ezzel a modellel tovább lehet csökkenteni a biztonsági távolságot a szabványok kötelező előírásai és a tényleges terhelések között, még akkor is, ha a nagyon óvatos oldalon maradunk” – fejtette ki Moser úr. „Az anyagban megengedett feszültség magasabb lehet, így a lemezvastagság is csökkenthető.” A mérnökök célja az, hogy a nagy szilárdságú anyagokat is alkalmazva felére csökkentsék az akár több tonnás futóművek tömegét. Egy szerelvény

hi!touch hi!biz

Va s ú t te ch n i k a

hi!school

hi!life

FUTÓMŰGYÁRTÁS. A vonatok és autók esetében fontos, hogy minél kisebbre csökkentsük a rugózatlan tömegek, – mint például a tengelyek – illetve a primer rugózású tömegek – mint például a futóműkeret – súlyát, hogy gyorsabban és kényelmesebben haladhassunk, hogy kíméljük az anyagot, és hogy költséghatékonyabb lehessen a gyártás. Ezen dolgozik a Gráci Műegyetem.

össztömegéhez viszonyítva ez ugyan kicsi, de mégis döntő jelentőségű megtakarítás: az autókhoz hasonlóan egy vasúti szerelvénynél is fontos, hogy a lehető legkisebbre csökkentsük a rugózatlan tömegek (tengelyek) és a primer rugózású tömegek (például a futóműkeret) súlyát, hogy magasabb sebességgel haladhassunk, közben pedig kényelmesebb legyen az utazás, és kíméljük az anyagot is. A kisebb anyagfelhasználás végeredményben természetesen azt is jelenti, hogy maga a gyártás is költséghatékonyabb. Az anyag kímélése áll a középpontban a Gráci Műegyetem Virtual Vehicle kutatóközpontjának munkájában is. A központ ugyan elsősorban az autóiparnak dolgozik, azonban fokozatosan építi fel kötöttpályás kompetenciáját is, így ma már ez adja a kutatási tevékenység mintegy 20 százalékát. „Az autóipari fejlesztések virtuális eszköztára jól adaptálható a vasút

területére is” – véli Michael Schmeja, a kutatóközpont vasúti szakmaközi vezetője. A kutatók jelenleg olyan kérdésekkel foglalkoznak, mint a kerék és a sín közötti kapcsolat, a hangterjedés és az akusztika, vagy a kerék és a sín körüli áramlási jelenségek vizsgálata. A virtuális járműveken folytatott munka különlegessége, hogy „a pálya és a jármű teljes rendszerét szimuláljuk, így két világot egyesítünk. Csak a teljes rendszer vizsgálata teszi lehetővé az átfogó optimalizálást” – körvonalazza Schmeja úr a jármű és az infrastruktúra közös pontján folyó izgalmas és rendkívül összetett munkát. Egészen pontosan szimulációs modellek fejlesztéséről van szó, amelyek leképezik egy kötöttpályás jármű dinamikus viselkedését; a kerék és a sín érintkezési felületének leírásáról, vagy a pályageometria leképezéséről és figyelembe vételéről. Így akarják például feltárni a sínko-

pást, amely Európa-szerte évente több száz millió eurónyi költséget jelent. A kerék és a sín közötti, alig hüvelykujjkörömnyi érintkezési felületen fellépő hatalmas feszültség rendkívüli terhelést jelent a síneknek. „Vizsgáljuk a kiváltó okokat, és azt is, hogy mit lehet ezek ellen tenni” – magyarázza Schmeja úr. Az új ismeretek alapján lehet az aktív nyomvezetés integrtációja révén, vagyis a függőleges tengelyben kormányzott kerekek bevezetésével jobban kézben tartani ezt a jelenséget. ■

További információ ■ siemens.com/mobility ■ www.tugraz.at ■ www.oebb.at

hi!tech 02|10

34 ■ 35

hi!touch hi!biz

hi!school

Lézertechnika

hi!life

Éles fény A lézerek fémalkatrészeket vágnak és hegesztenek az autó- és repülőgép-iparban, mégpedig gyorsabban és pontosabban minden más eszköznél. Szintén lézerek olvassák le a vonalkódot a bolti kasszánál, szétroncsolják a daganatokat, és kijavítják a szem szaruhártyáját. Lézer található a DVD-lejátszókban, a lézernyomtatókban, a lézeres traffipaxokban, az üvegszálas adatátviteli rendszerekben. A lézer idén lesz ötven éves. Kevés olyan fejlesztés akad, amely ilyen gyökeresen megváltoztatta mindennapjainkat. A lézer irányított, nyalábba fogott fénye a természetben gyakorlatilag nem fordul elő. A lézer az angol Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, kb. a fényerősítés sugárzás gerjesztett kibocsátásával kifejezés mozaikszava egy kvantumfizikai jelenség leírására. Amikor egy atom elektronjait magasabb energiaszintre emelik – például fényrészecskékkel történő besugárzással – akkor azok egy fotont bocsátanak ki, hogy visszakerüljenek a szokásos alacsonyabb energiaszintre. Ez véletlenszerűen és spontán módon történik, így a jelenséget spontán emissziónak nevezzük. Ha a már gerjesztett állapotú elektront egy további fényrészecske is eltalálja, akkor már két fotont kell kisugároznia, hogy visszakerüljön az eredeti energiaszintre – ezt már stimulált, avagy gerjesztett emissziónak nevezzük. Ez a két foton azonos hullámhosszal, irányítottsággal és fázissal rendelkezik. Egy lézer leegyszerűsítve nem más, mint egy fény-

Markus Honsig

részecske-sokszorozó a két végén egyegy tükörrel, amelyek ide-oda verik viszsza a fényrészecskéket, így azok újra és újra találkoznak a gerjesztett elektronokkal. Az egyik tükör féligáteresztő, és kivezeti a lézersugarat. Lézerfény gerjesztésére alkalmasak a gázok, mint a hélium ill. neon vagy a széndioxid, a szilárdtestek (rubin, zafír) vagy a félvezetők (dióda alapú lézerek). 2001-ben Bécsben sikerült először előállítani egy femtomásodpercnél (egy billiárdomod azaz 1015 másodpercnél) rövidebb időtartamú fényfelvillanást. A világcsúcs ma 100 attomásodperc (az attomásodperc a másodperc egy trilliárdomod, 1018 része ), amelyet a müncheni Max Planck Kvantumoptikai Intézet ért el. Ez a vívmány merőben új

ÚTON A MAGFÚZIÓ FELÉ. A világ legnagyobb és legerősebb lézerét most helyezik üzembe a kaliforniai National Ignition Facility létesítményben.

TU Wien, Picturedesk, NIF

AZ ULTRARÖVID EGYBEN ULTRAINTENZÍV IS. Bécsben hoztak létre először egy billiárdomod másodpercnyi fényfelvillanást. Ma már ennek az ezredrészénél tartanak. Ez teremti meg az ultraintenzív impulzusok lehetőségét, amelyekkel elektronokat is lehet gyorsítani.

A mézertől a lézerig ■ 1916 1916–ban fogalmazta meg Albert Einstein a lézer működési elvét. Az ötlet megvalósítása még évtizedeket vett igénybe. ■ 1954 Bemutatják a lézer egyik elődjét, a mikrohullámokat alkalmazó mézert. ■ 1960–ban mutatja be Theodore Maiman, az amerikai Hughes Research Laboratories munkatársa az első lézert: egy villanófényekkel gerjesztett rubinlézert. ■ 1962 Az első félvezető alapú lézer bemutatása. Húsz évbe telik, míg aztán tarol a piacon.

lehetőségeket tár fel az alapkutatásban, mert például megfigyelhetővé teszi az elektronok mozgását egy atomon belül. A világ legnagyobb és legerősebb lézerét napjainkban helyezik üzembe Kaliforniában. A Lawrence Livermore National Laboratory National Ignition Facility (NIF) nevű létesítménye egy óriási beruházás, amely egyetlen csapásra képes lenne megoldani az emberiség energia-problémáit ellenőrzött magfúzióval, a hidrogénatomok héliummá egyesülésével. A 3,5 milliárd dollárba kerülő létesítményben 192 lézersugarat akarnak egy ceruzahegyezőnyi méretű tokra lőni, amelyben egy gombostűfejnyi kapszula rejlik, benne fagyott hidrogénnel. Ettől a Napban is tomboló reakcióhoz hasonló – nagyon rövid és nagyon apró – tűz lobbanhat fel, amely 100 millió bar nyomást és 100 millió fok Celsius hőmérsékletet állít elő, ami a magfúzió feltétele. A lézerek fényét többször átvezetik a több ezernyi tükörből és lencséből álló hatalmas erősítőkön, hogy végül 1,5

megajoule energiával találja el a célt, a másodperc tört részére 500 terawatt teljesítményt biztosítva – ez több, mint az Egyesült Államok összes erőművének teljes teljesítménye. Az első próbák – még fúziós alapanyag nélkül és az elérhető teljesítmény csupán 40 százalékával – sikeresnek bizonyultak, és elérték a 3,3 millió fokos hőmérsékletet. Az iparvállalatok érdeklődéssel követik a kutatást, ugyanis olyan technológiákról van szó, amelyek más területen is hatalmas előrelépést jelenthetnek: ilyen például a rendkívül hőálló anyagok fejlesztése, amelyeket a Siemens is igényel turbinalapátok előállításához. A lézer egy megoldás a problémát keresőknek – kételkedett egykoron a felfedező a fejlesztés hasznosságában. Ötven évvel később pozitív mérleget vonhatunk meg: a lézer megoldásnak bizonyult számos problémára. ■

További információ ■ siemens.com/innovation ■ siemens.com/energy

Zöld lámpa Az Osram fejlesztette ki a közvetlenül igazi zöld fényt kibocsátó indiumgallium-nitrid lézerdiódát. Korábban csak kerülő úton, frekvencia-kétszerezéssel mint köztes lépéssel tudtak ilyen spektrumú lézert készíteni. A direkt lézerek előnye, hogy könnyebben vezérelhetőek, kisebb méretben építhetők meg, jobban ellenállnak a hőmérsékleti ingadozásoknak, és egyszerűbben modulálhatóak. Az 50 nm-es bemutató eszköz kimenő teljesítménye is ígéretes egy kisméretű és olcsó zöld lézer kifejlesztéséhez, amelyet a gyógyászatban és az iparban ugyanúgy lehet hasznosítani, mint hordozható kivetítők fényforrásaként. osram.com

hi!tech 02|10

36 ■ 37

A PARABOLATÜKRÖS SZOLÁRTERMÁL (NAPHŐ-) ERŐMŰVEK hatásfokát a Siemens új fejlesztésű vevő- (befogó-) csöveivel lehet fokozni. Az új megoldásnál a napenergia akár 96 százalékát is elnyelő különleges bevonatot alkalmaznak. Egy 50 MW-os erőmű így évente akár 6.500 MWó-val is növelni tudja a termelését. siemens.com/solar

Hír falatok IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII IIIIIIIIIIIIIIlllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll GONDOLA HELYETT SÍNEN

BENZINTAKARÉKOS

Három perc alatt Tronchetto-ból Velencébe: A lagúnavárosban üzembe helyezték a kötéllel vontatott Cable Liner szerelvényeket. A Doppelmayr és a Siemens közös fejlesztésű járműve gumikerekeken, ezért halkan és energiatakarékosan gördül Velencében. siemens.com/is

A Siemens és a BMW bemutatott egy olyan rendszert, amely WLAN adatkapcsolaton továbbítja az adatokat a közlekedési lámpák és a járművek között. Ha a motor leállítását és indítását vezérlő automata ismeri a lámpa kapcsolási idejét, akkor tovább csökkenthető az üzemanyag-felhasználás. siemens.com/mobility

Klemens Lendl, Ursula Grablechner

Siemens, 3M

LED-EK A ZSEBKIVETŐKHÖZ Fénykibocsátó diódákkal olyan kisméretű kivetítőket is lehet készíteni, amelyek képátlója meghaladhatja az egy métert is. A 3M zsebben elférő kivetítői apró, csupán ötször hat milliméteres Osram csipekkel működnek. www.3m.com

UTAZÁS AZ EMBERI TESTBE A kamera lenyelése lehet a gyomorvizsgálat legkellemesebb módja. A Siemens és az Olympus a kamera joystick-es és mágneses mezős vezérlésén dolgozik: a lenyelt kapszula minden irányban mozgatható, így sokkal több információt gyűjt be. siemens.com/healthcare

Hírek

hi!life

A jövő irodája Rugalmasabban, hatékonyabban, több kommunikációval és nagyobb kreativitással – így fogunk dolgozni a jövőben, hogy megfeleljünk az egyre összetettebb gazdasági élet növekvő követelményeinek. Ehhez nyújtanak segítséget a vonzó irodai környezet, az új munkavégzési elképzelések és a korszerű technológiák. A Siemens új központi bécsi központjában, a Siemens City-ben már meg is valósították ezeket az elképzeléseket. A modern munkavégzés a csoportmunka, a megbeszélések, a koncentrált kreatív munka és a rutinfeladatok

folyamatos váltakozását követeli meg. Akinek délelőtt egy bonyolult szerződéstervezetet kell kidolgoznia, az szívesen végzi ezt egy kisebb, egymunkahelyes szobában. Délután viszont annál jobban örül a kollégák társaságának a közös irodában, a kevesebb összpontosítást igénylő rutinfeladatok elvégzése közben. Másnap pedig csoportmunka várja a projektirodán, amelyet kifejezetten az adott beruházás időtartamára bocsátanak rendelkezésre. Az otthoni munkavégzés sem jelent már gondot, és ezért egyre vonzóbb a munkáltatónak és a munkavállalóknak is: a munkáltatónak értékes erőforrásokat takarít meg, a munkavállaló pedig kötetlenebbül tudja beosztani az idejét, és kevesebb időt veszít a közlekedéssel. A mobil munkavégzés alapkövetelménye a színvonalas és újszerű informatikai

környezet. Az RTC valós idejű együttműködési szolgáltatások révén közösen, megosztva használhatóak az információk, programok és virtuális konferenciák a mindennapokban. A hozzáférést az irodában a vezeték alapú vagy vezeték nélküli hálózat biztosítja, az irodán kívül pedig helyi WLAN hotspotok, ill. a 3G és a GPRS hálózatok virtuális magánhálózati (VPN) összeköttetései használatával. Az egységesített, közösen használt eszközök, mint például hordozható számítógépek, fejbeszélős és webkamerás szoftveres telefonok, valamint az egységesített folyamatok gondoskodnak a mobilitás zökkenőmentes és rugalmas megvalósulásáról A Siemens új munkavégzési formáit a következő évek során világszerte széles körben bevezetik a Siemens Office projekttel.

SIEMENS CITY. Modern, a munkavégzés új formáihoz igazodó építészet.

További információ ■ siemens.at/siemenscity

hi!tech 02|10

38 ■ 39

cover hi!biz hi!school

hi!life

Zöld városok

A városok energiája Az új Las vegas-i CityCenter nagy, csillogó, világos – ahogyan csak elvárnánk. Meglepő azonban, hogy környezetkímélő. A szállodákból, kaszinókból és bevásárlóközpontból álló épületegyüttes elnyerte a LEED tanúsítvány arany fokozatát. A LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) a zöld épületek amerikai minősítő rendszere, amely az épületek energiahatékonyságát és fenntarthatóságát értékeli. A 1,5 millió négyzetméteres alapterületű CityCenter, amelyet Siemens épületgépészettel és Osram világítástechnikával szereltek fel, kimagasló érdemjegyeket kapott a minősítésben. „Az energiahatékonyság nem áll ellentétben az építészeti szépséggel” – szögezte le Daniel Libeskind sztárépítész, aki a CityCenter csillogó ékkövét, a „Crystals” bevásárló mennyországot tervezte. Ugyanezt a kijelentést erősíti meg például a Coop Himmelb(l)au építésziroda a Bécs számára tervezett harminc emeletes és 128 méter magas „Town Town“ irodaépület-toronyházzal. Ez az épület több energiát termel, mint amennyit felhasznál: az épülethéj teljes felületére napelemes bevonatot vittek fel, és egy reteszformájú egység egy turbinát rejt, amely villamos áramot állít elő a szélerőből. Miközben egy hasonló adottságú irodaépület általános esetben évente 2.0004.000 MWó áramot fogyaszt, addig az új irodaépület akár 2.000 MWó többletenergiát is termel, és több mint ezer tonna széndioxid kibocsátását előzi meg. „A

Markus Honsig

Town Town nem passzívház, hanem aktívház”, mondja Wolf D. Prix, a Coop Himmelb(l)au vezetője. A torony minden ízében a lehető legnagyobb energiahatékonyságra törekszik. Ehhez még a szélviszonyokat is elemezték és modellezték ahhoz, hogy a geometriát és az épület héját tökéletesen a külső feltételekhez igazítsák. Wolf Prix kollégái, mint például David Fisher olasz építész még ennél is tovább mennek egy lépéssel, és olyan nyolcvan emeletes felhőkarcolókon dolgoznak, amelyek szintjei saját tengelyük körül elfordulnak a nap- és szélenergia még jobb kihasználása érdekében. A külső feltételekhez alkalmazkodás a jövőben talán az energiahatékony építési mód kiemelkedő ismertetőjegyei közé tartozik majd. Jelenleg még bizonytalan, hogy a Coop

IRODATORONY Coop Himmelb(l)au-tól Több energiát termel, mint fogyaszt napelembevonatával és egy szélturbinával.

Coop Himmelb(l)au, Crystals CityCenter, Siemens

Himmelb(l)au Town Town projektjét ebben a formában ténylegesen megvalósítják-e, de egy rangos díjat már mindenképpen elnyert: a MIPIM idei fenntarthatósági díját, az Architectural Review Future Project Award-ot. „Ezekkel a díjakkal a jó építészet példájaként tudunk bemutatni terveket, de azt is szemléltethetjük, hogy az épületek hogyan lehetnek hasznosak a társadalomnak“ – számol be a főszerkesztő, Kieran Long. Ez a jövőben egyre fontosabb lesz, hiszen változatlanul szeretnek felhőkarcolókat építeni. Mivel a világ nagyvárosai tovább nőnek, már a helyhiány is kikényszeríti a magasabbra építést. A világ energiafogyasztásának 75 és a széndioxid-kibocsátás 80 százalékát már ma is a városok okozzák, ennek nagy része pedig az épületeknek tudható be. A világméretű klímavédelmi erőfeszítések sikere a nagyvárosokon múlik. Ebben a tekintetben olyan városok számítanak példaképnek, mint Koppenhága, Európa legzöldebb városa a European Green City Index alapján. Vagy Szingapúr, amely ötmillió lakosával, Hamburgnál kisebb területével rendkívül sűrűn lakott, mégis Ázsia egyik legzöldebb városa: a népesség 1986 óta hetven százalékkal nőtt. A városban évek óta fenntartható megoldásokra fektetik a hangsúlyt. A városvezetés reményei szerint a Cleantech ágazat 2015-ig mintegy 1,5 milliárd eurós forgalmat és 18.000 munkahelyet biztosít. „A zöld technológiák fejlesztésének és gyártásának egyik központi helyszíne akarunk lenni a világon” – hangsúlyozza Manohar Khiatani, egy „zöld” ipari parkot építő JTC Corporation elnök-vezérigazgatója. Ebben a létesítményben hozta létre a Siemens a „City of the Future“ központot. Szingapúr városa tehát jó helyszíne lehet annak, hogy első ízben valósítsák

DAS IST DER BILDTEXT-TITEL. Mit dem neuen Gerät lassen sich Krankheiten in einem sehr frühen Stadium Mit dem neuen Gerät lassen sich Krankheiten in einem sehr frühen.

A CityCenter Las Vegasban Milyen energiatakarékos megoldásokat alkalmaznak a CityCenter-nél? Az épületgépészeti megoldásokkal és korszerű világítási rendszerekkel nagyon sok energiát lehet megtakarítani. Az energiatermelést egy nagy hatásfokú erőmű biztosítja. A vízzel szintén takarékoskodnak. Mennyire fontos a fenntartható építés? Az energiahatékonyság javítása nem mond ellent az építészeti szépségnek. Egy nagyszerű és ráadásul fenntartható épület esztétikáját ne az a DANIEL kijelentés határozza meg, LIBESKIND hogy energia megtakarítására A világy egyik szolgál. A nagyszerű építészet leghíresebb építésze. Sok mindig az emberi álmok és éven át tanított remények kifejezésre juttatáépítészet-elmésa lesz, a műszaki megoldáletet a Harvard, sok pedig segíthetnek minket Yale és University of London a cél jobb elérésében. egyetemeken. Milyen Ön szerint egy élhető város? Egy nyitott, demokratikus város; egy olyan város, amelynek alakításában a lakosai részt vesznek. Izgalmas kell, hogy legyen. Egy városban izgalmas feszültséget kell kelteni a műszaki megoldásokkal, a politikával, az épületekkel – az alkotószellemet és az újítások szellemét kell megteremteni. Nekem személy szerint több város kombinációja tetszene: egy csipetnyi Berlin a maga kreatív hangulatával, egy rész New York Queens és Brooklyn városrészekkel, egy szeletnyi az elegáns Milánóból, Kiotó rendezettségével és São Paulo összevisszaságával.

hi!tech 02|10

40 ■ 41

Mezőgazdaság függőlegesben

Tanya a belvárosban Egy harmincemeletes felhőkarcoló, fényáteresztő homlokzatok, minden emeleten búzát, zabot vagy kukoricát termelő hidrokultúrák, bármilyen zöldséget termelni képes polcok, tarka virágágyások, szabadon kapirgáló tyúkok, valamint hal- és garnélatenyésztő medencék. A hőt és a fényt napelemek, földhő, szél- vagy vízerő biztosítja, a trágyázásról a csatornarendszer és a kisállatok alma gondoskodik. Ilyennek képzeli a „függőleges farmot” Dickson Despommier, a New York-i Columbia Egyetem munkatársa. A farm több ezer embert hivatott ellátni friss termékekkel, így egyfajta hatalmas tanya lesz a sűrűn lakott terület kellős közepén. A terv szervesen illeszkedik a modern zöld városépítészet hullámába. A felhőkarcolók a város zöld tüdejének részét képeznék, és a napi élelmiszer-mennyiség hosszadalmas szállítása helyett szinte helyben lehetne azokat megtermelni.

■ www.odesign.com.au/Vertical-Farming.html ■ nysunworks.org

1 hidrokultúra 2 nagy léptékű gabonatermesztés 3 fényvisszaverő szint 4 a különböző üzemmódokat támogató, stratégiai helyen található szellőzés 5 gyümölcsöskert 6 fényalagút az épület minél nagyobb részének természetes bevilágításához 7 termőterület – különböző helyeken kialakítható 8 víztározó 9 és 10 kávézó, étterem 10 bejárat 11 raktárak 12 vízturbinák 13 szélturbinák 14 termőterület a tetőn.

meg nagy léptékben a felhőkarcolók merőben új fajtáját: a Vertical Farms, a „függőleges farmok” többszintes üvegházak, amelyek közvetlenül a városban fedezik a lakosok élelmiszer-igényét. Tanya a felhőkarcolóban? Emeletről emeletre egymásra halmozott hidrokultúra búzával, zabbal vagy kukoricával, boldog, szabadon kapirgáló tyúkokkal és tarka zöldséggel? Dickson Despommier, a New York-i Columbia Egyetem parazitológusa az új gondolkodás előfutárai közé tartozik. A többszintes, szavaival élve „függőleges” mezőgazdaság mellett a globális népességbővülést és a klímavédelmet hozza fel fő érvként. 2050-ben előreláthatólag több mint kilenc milliárd ember él a Földön, túlnyomórészt városokban. Ehhez közel egymilliárd hektárnyi mezőgazdasági termőterület kell – ez Brazília területének felel meg. Másrészről a toronyba épülő tanyák kétféleképpen küzdenének a klímaváltozás ellen, magyarázta Despommier: „Az egész évben

Markus Honsig

Type O2 / Oliver Foster, Daniel Callebaut, Siemens

cover hi!biz hi!school

Zöld városok

helyben termelt élelmiszerek hatalmas szállítási és hűtési költséget, valamint széndioxid-kibocsátást takarítanának meg. Ezen kívül a mezőgazdasági termőterületet át lehetne engedni a természetnek, ami hatalmas széndioxid-nyelőként működne”. Természetesen a termőföld és a belváros telekárai nagyon különbözőek. Despommier szerint azonban „egy harmincemeletes épületben, ami New Yorkban egy 0,6 négyzetkilométeres háztömböt foglal el, ugyanannyi növényt lehet termelni, mint egy tíz négyzetkilométeres farmon.“ A megválaszolatlan kérdések közé tartozik az is, hogy miként lehet elegendő fényt biztosítani minden növénynek egy tanya-felhőkarcolóban. Az építészek szintén lelkesedéssel fogadták az ötletet. Közéjük tartozik az ausztrál Oliver Foster, aki egy tizenkét szintes farmot tervezett: a kerek épület mindegyik szintje körülbelül hat méter magas, hogy több napfényt biztosítson, és a megfelelő fényviszonyokat szolgálják a fehér, a fényt jól visszaverő falak és fénykibocsátó diódák is. Az első függőleges farm tényleges felépítéséig talán még eltelik néhány év.

Despommier egy másik, egyszerűbben megvalósítható ötlete, hogy a tetőkre építsenek üvegházakat. Ezzel a megoldással New York városát teljes egészében el lehetne látni élelmiszerrel, véli a jövő tervezője. Az üvegházak alapvető előnye, hogy gyakorlatilag bármilyen növényt lehet bárhol és bármikor termeszteni, amit már az arizonai sivatagban, vagy akár a Déli-sarkon is bizonyítottak. Mindemellett egy ilyen megoldás kevesebb vizet és területet igényel. A New York-i Hudson Riveren már használatba állt egy úszó üvegház, amelyben zöldséget és gyümölcsöt termelnek. A városok széndioxid-mérlegének helyreállítása érdekében kézenfekvő lépéseket kell megtenni: elsősorban az energiafo-

SZINGAPÚR évek óta nagy hangsúlyt fektet a fenntartható megoldások fejlesztésére. A Cleantech ágazatban 2015-ben már mintegy 1,5 milliárd eurós árbevételre és 18.000 munkahelyre számítanak. A Siemens is itt hozta létre a „City of the Future“ központot.

■ siemens.com/ cityofthefuture

hi!life

gyasztást kell csökkenteni, „mert az áramfogyasztás csökkentése a legnagyobb energiaforrásunk”, véli az amerikai Amery Lovins. Lovins az alternatív Nobel-díj birtokosa, és már az 1980-as években hozzáfogott az energiából önellátó házak tervezéséhez. Másodsorban: „A jövő a decentralizált villamos hálózaté és a megújuló energiaforrásoké: ezek tisztábbak, olcsóbbak, masszívabbak és kisebb pénzügyi kockázatot jelentenek. 2007-ben az Egyesült Államokban az új szélerőművek összesített teljesítménye nagyobb volt, mint a korábbi öt évben üzembe helyezett szénerőműveké, és ez az irányzat világviszonylatban is igaz. 2008-ban a világ többet fektetett megújuló energiaforrásokba, mint fosszilis tüzelőanyagokba.” A megújuló energiaforrások alkalmazására éppen a városok alkalmasak rendkívüli módon, és ez egyaránt igaz a kisebb településekre és a nagyvárosokra is. A lakások energetikai összekapcsolásával ugyanis olyan rendszereket lehet létrehozni, amelyek jobban képesek a megújuló energiaforrások természetes ingadozásainak, a csúcsáramok és a csúcsteljesítmények kiegyensúlyozására. „Az áramfogyasztás statisztikai ingadozása már körülbelül száz lakástól kezdődően igen csekély, és az energia-szolgáltatás igen jól tervezhetővé válik“ – mondja Günther Brauner, a Bécsi Műegyetem Villamos Berendezések és Energiagazdálkodás Intézeté és az ADRES (autonóm decentrális megújuló energiarendszerek) interdiszciplináris kutatási projekt vezetője. A Bécs melletti Aspern repülőtérnél tervezik felépíteni ilyen elvek szerint 2025-ig az első aktív energiatermelésű települést. ■

További információ ■ ■ ■ ■

ww.usgbc.org siemens.com/buildings www.columbia.edu siemens.com/urbanization

hi!tech 02|10

42 ■ 43

Gyökeres változásokra készülhetünk »Azok a viselkedési minták, amelyek eddig növekedést és fejlődést hoztak számunkra, a jövőben már nem tudják ezt biztosítani. Ehelyett a következő húsz évben nagyobb horderejű változásokat fogunk megélni, mint az egész múlt században.“ Ilyen mondatok váltottak ki heves vitákat a Future

pof

Christina Lehner

Dialogue párbeszédsorozatban, amelyet a Max Planck Társaság és a Siemens az Economist Intelligence Unit-tal karöltve rendezett. Dennis Meadows vezérszónok, „A növekedés határai” című könyv társszerzője hangsúlyozta, hogy „egy más rendszerre kell átállnunk”. A pódiumbeszélgetések keretében világos követeléseket fogalmaztak meg a politikával, a gazdasággal és a tudománnyal szemben. A politikának például minden kezdeményezést az üvegházhatású gázkibocsátás csökkentésének mércéjével kell mérnie, közben pedig meg kell győznie a választókat az alacsonyabb széndioxid-kibocsátás előnyeiről, valamint finanszíroznia kell a szükséges alapkutatást. A gazdaság felelőssége az, hogy szorosabban működjön együtt a kutatással a találmányok és az innováció szerves összefonódásának biztosítására – ennek az igénynek komoly sikerrel felel meg a Siemens, éppen és főleg a zöld technológiákkal. „A víz és az energiahatékonyság vonatkozásában önkéntelenül is a Siemens kínálatára gondolok” – mondta el Paul Pelosi jr., a San Francisco Environment Commission elnöke és a Future Dialogue résztvevője: „A Siemens számos technológiája, mint például a Smart Grid lehetővé teszi a nagyobb mértékű

hi!touch hi!biz

Future Dialogue

hi!school

hi!life

decentralizálást. Ezáltal különböző energiaforrásokat tudunk használni, és segíthetünk az önkormányzatoknak a saját, kifejezetten az egyedi igényeiknek megfelelő megoldások fejlesztésében.” Azonban nem csak a gazdaságban és a politikában merülnek fel új feladatok: a kutatóknak több ösztönzést kell adni a közvéleménnyel folytatott hatékony kommunikációra. Ennek során nem csupán az alapkutatást kell szem előtt tartani, hanem az alkalmazásokhoz kapcsolódó megoldásokat is. Peter Gruss, a Max Planck Társaság elnöke hangsúlyozta: „Az elefántcsonttoronyban zajló tudomány a múlté.” Az innováció társadalmi jelentőségének nyomatékosításához rendkívül fontos, hogy meggyőző jövőképet dolgozzunk ki – ugyanis csak ez tudja biztosítani a széles körű támogatást a közvéleményben. Az Apolló-program egy egész nemzedék képzelőerejének adott szárnyakat. Mi lehet egy Apolló-programhoz mérhető a XXI. században? A Siemens elnök-vezérigazgatója, Peter Löscher a Desertec sivatagi erőműprojektet, a villamos alapú mobilitást (e-mobilitást) és a hozzá szükséges infrastruktúrát, az intelligens villamos hálózatokat, vagy az egyéni egészségügyi ellátást hozta fel példaként. „A leg-

fontosabb az, hogy hosszú távon megbízható feltételrendszert teremtsünk, amiben dolgozni lehet” – hangsúlyozta. A résztvevők egyetértettek abban, hogy a nagyobb energia-hatékonyság piaci eszközökkel való ösztönzése aligha lesz elegendő a kihívások leküzdéséhez. „A kormányzatok befolyásolják a piacot, és megszabják a peremfeltételeket” – fejtette ki Joschka Fischer, Németország korábbi külügyminisztere. „Aki megváltoztatja a peremfeltételeket például azáltal, hogy világpiaci árat tesz lehetővé a széndioxid-kibocsátásra, az gyökeresen meg tudja változtatni a piaci szereplők magatartását is bizonyos NICHOLAS HERBERT STERN: A „Stern jelentés“ szerzője nem hisz abban, hogy csökkenteni kéne az életszínvonalat, hanem az energia hatékonyabb felhasználását és a beruházási döntések átgondolását javasolja.

áruk és szolgáltatások fogyasztása és az energiafelhasználás tekintetében.“ Dennis Meadows ezt azzal egészítette ki, hogy a mindennapi élet számos apró döntését kell befolyásolni ahhoz, hogy lehetővé tegyük a széles körű változásokat: „A fenntarthatóság kevésbé a használt termékek, hanem sokkal inkább hozzáállásunk kérdése.” Sem a gyártók, sem a tudomány vagy a politika nem képes egyedüli megoldást kínálni a problémák megoldására. Csakis mindezen területek együttműködése kecsegtet sikerrel, ha meg akarunk felelni az emberiség előtt álló kihívásoknak. Lord Nicholas Herbert Stern, aki „Stern-jelentésével” világhírre tett szert, nem gondolja úgy, hogy a széndioxid-kibocsátás jelentős csökkentéséhez le kellene faragni életszínvonalunkból. „Más alapokon kell döntenünk a beruházásainkról, és hatékonyabban kell felhasználnunk az energiát” – vélte. „Főként arról van szó, hogy úgy alakítsuk át gazdasági rendünket, hogy az zöldebb, dinamikusabb és az innovációra fogékonyabb legyen, és nagyobb teret engedjen az életformák sokféleségnek.“ ■

További információ ■ siemens.com/sustainability ■ www.mpg.de

hi!tech 02|10

44■ 45

WOLFGANG PELL, ROMAN BARTHA: „A villamos autók révén összeegyeztethővé válik az egyéni mobilitás a klímavédelemmel.“

Előzősávban a villamos autók Milyen infrastruktúra lesz szükséges a villamos autók közlekedéséhez, és ezt hogyan építsük ki? Erről számol be az Austrian Mobile Power (vezető osztrák vállalatok közös e-mobilitási platformja) két ügyvezetője, Wolfgang Pell mérnök a Verbund áramszolgáltató és Roman Bartha mérnök a Siemens részéről Az utóbbi időben nagyon felkapták a villamos autókat. Mi ennek az oka? Bartha: A villamos alapú mobilitás (e-mobilitás) összeegyeztethetővé teszi az egyéni mobilitást a klímavédelemmel. Ausztriában kiemelten vonzó ez a kérdés, hiszen eddig jócskán elmaradtunk CO2-kibocsátási vállalásunk teljesítésétől. Ahhoz viszont, hogy elérhessük az elvárt klímavédelmi hatásokat, megújuló forrásból kell termelni az energiát a villamos autókhoz. Pell: Az Ausztriában termelt áram, amelyet a Verbund szolgáltat, 91 százalékban megújuló forrásból származik.

Elisabeth Dokaupil

Albert Klebel

Ennek köszönhetően tudja teljes mértékben kibontakoztatni a hatását országunkban a villamos mobilitás. Ezen kívül a villamos üzemű autók hatékonyabban használják fel az energiát: egy dízelautó az üzemanyag energiájának csupán mintegy 25 százalékát tudja hasznosítani, míg az e-autó az áram energiájának mintegy 80 százalékát fel tudja használni. Ki finanszírozza a szükséges infrastruktúra-beruházásokat? Pell: Fontos szerepe van ebben az Austrian Mobile Power (AMP)-nek, az e-mo-

bilitás egyesületének. Az egyesület ma már 20 tagot fog össze az infrastrukturális technológiát fejlesztő, energiaszolgáltató és kutató vállalatok köréből, közöttük olyanokat, mint a Siemens, a Magna, az áramszolgáltató Verbund, sőt a Rewe kereskedelmi lánc. Bartha: Az AMP partnerei 2020-ig több mint 50 millió eurót fektetnek be az e-mobilitás bevezetésébe Ausztriában. Ezeket a forrásokat a sorozatgyártásra érett e-autók bevezetésének ösztönzésére, a feltöltő kutak biztosítására és a használók igényeinek megfelelő mobilitási szolgáltatások fejlesztésére fordítják.

cover hi!biz hi!school

E-autók

Az e-mobilitás mely kihívásaival foglalkozik jelenleg az AMP? Pell: Az AMP az úgynevezett Charge Everywhere rendszerre, a bárhol feltölthető járművekre alapoz. Nem számolunk a hagyományos értelemben vett áramfeltöltő helyekkel: helyette a csatlakozó aljzatból minden háztartásban hozzáférhető erősárammal töltjük fel a járműveket, ami ráadásul kommunikációs kapcsolatot is biztosít. Minden egyes jármű egy egyedi és azonosítható fogyasztó. Ezzel a megoldással otthon, a garázsban, az irodában vagy bevásárlás közben az áruházban lehet „tankolni”. Bartha: A Siemens részvételének fő pontjai: a villamos hálózatok intelligenciájának növelése, hajtástechnika, forgalomirányítás. Az elszámolás szintén

fontos a villamos üzemű autóknál az akkumulátorok optimális kihasználása érdekében Pell: Ehhez járul még a tájékoztatás a közösségi közlekedési állomások melletti szabad parkolóhelyekről és a villamosok, buszok indulási időpontjáról. A mobilitás jövőjéhez ugyanis az a fontos, hogy minden utazáshoz az adott szakasz megtételéhez leginkább alkalmas közlekedési eszközt használjuk. A jövőben a mobilitás-szolgáltatók fognak minket környezetkímélő módon, gyorsan és biztonságosan elkalauzolni A-ból B-be. Miért ruháznak be az energiaszolgáltatók az e-mobilitásba? Pell: Természetesen arról van szó, hogy értékesítsék a villamos áramot, ez azon-

“2018 és 2020 között érjük el a villamos üzemű autók piaci áttörését. Addig fokozatosan tartósabb és olcsóbb lesz az akkumulátor.” DI ROMAN BARTHA mérnök, az AMP ügyvezetője meg kell szervezni, és ezen dolgozik az AMP egyik új tagja, a Telekom Austria. Mi a feladata a kommunikációra szakosodott vállalatnak? Bartha: A kommunikációs szolgáltatók kiegészítő szolgáltatásokat kínálhatnak a villamos autókkal közlekedőknek, például kiszámíthatja a hatótávolság vége előtt elérhető töltőállomások helyét, a torlódásokat és a forgalomirányítással karöltve a zöldhullámhoz optimális sebességet – mindez pedig kiemelten

ban még messze nem minden. A feltöltések megfelelő kezelésével ugyanis optimálisan lehet kihasználni a megújuló energiaforrásokat, mint például a szélerőt és a napenergiát. Elképzelhető az is, hogy az autók akkumulátorait puffertárolóként használjuk a villamosenergia-hálózatban. Ezen kívül a töltés során adatokat is lehet cserélni, ami egyrészről az autónak fontos: az akkumulátor töltési foka és hőmérséklete mellett a kisebb ellenőrzéseket és frissítéseket is el lehet végezni. Ezzel segítheti a tulajdo-

hi!life

nost a felhasználási adatok összegzése az optimális akkumulátorok és szerződéses partnerek kiválasztásában. Az országhatárokon kívül is működik a bárhol feltölthető villamos autók rendszere? Bartha: A villamos mobilitás ausztriai modellrégióival együttműködve már tervezünk egy együttműködési ikerprojektet Bécs és Pozsony között. A határmenti térségek, mint például Tirol és Bajorország vagy Karintia és Marburg térsége szintén alkalmas a határokon átívelő e-mobilitás létrehozására. Ez alapvetően nemzetközi kérdés; az AMP tagjai is nemzetközi vállalatok, így világszerte előmozdítják az e-mobilitás ügyét. Mikor lesz természetes, hogy e-autókkal közlekedünk útjainkon? Bartha: Az év elejétől már lényegesen több e-autót kínálnak, azonban ezeket először vállalati járműflottákban használják. A Siemens már be is szerezte az első e-autókat. Az infrastruktúra 2011 közepétől jelentős fejlődésen megy keresztül, de az autók ára a magánemberek számára még mindig meglehetősen magas lesz. Ennek fejében a folyó használati költség csak negyede lesz egy benzinüzemű autóénak, vagy akár még ennél is kevesebb. Nem kell fizetni a fogyasztásalapú osztrák regisztrációs díjat és biztosítási adót, és a klima:aktiv nevű osztrák állami klímavédelmi programból 5000 eurós támogatás is jár, ha megújuló forrásból származó áramot használnak. 2018 és 2020 között érjük el az e-autók igazi áttörését; addigra lesznek könnyebbek, tartósabbak és olcsóbbak az akkumulátorok. A 2020-ra előre jelzett mintegy 210.000 e-autót vélhetően könnyedén elérjük. ■

További információ ■ www.austrian-mobile-power.at ■ verbund.at ■ siemens.com/energy

hi!tech 02|10

46 ■ 47

cover hi!biz hi!school

hi!life

Történelem

50 éves a Sinumerik 1960-ban jelent meg a piacon a Sinumerik, az első ipari használatra alkalmas NC (numerikus vezérlésű) rendszer. Az automatizált gyártási folyamatok a hard- és szoftverek folyamatos fejlesztése révén egyre magasabb termelékenységet kínálnak, miközben rugalmasságuk is nő. Az első ilyen vezérléseket Ausztriában a hetvenes évek elején telepítették a Siemens megrendelőinél. A rendszerek első nemzedékei diszkrét elektronikai alkatrészekből épültek fel. Később a vezérlések szakosodott változatait, mint például a Sinumerik System 200 vagy System 300 rendszereket fejlesztették ki az esztergálási, marási, köszörülési és nibbelési technológiákhoz, és lehetővé vált az elektrohidraulikus hajtások vezérlése is. 1973-ban jelenik meg a Sinumerik 500 C, az első CNC (Computerized Numerical Control) vezérlés. Csúcstechnológiai megoldásként használata kezdetben esztergálásra és marásra korlátozódik , azonban az olcsó mikroprocesszorok megjelenésével ez az évek során megváltozik, ami forradalmasítja a CNC technológiát. Az 1976-ban bemutatott Sinumerik System 7 az első, amely mikroprocesszorral rendelkezik, és lehetővé teszi a DNC hálózatok kialakítását. Alig néhány évvel később, már 1979-ben megvalósul a Sinumerik System 8, az első, többcsatornás működésre képes CNC integrált, programozható logikai vezérléssel (SPS-sel), amely ugyanúgy alkalmazható esztergáló és maró megmunkálásokra, mint fúró- és nibbelő gépekben. Az első IBM PC 1981-es megjelenésekor mutatja be a Siemens a Sinumerik System 3-

Ursula Grablechner

Siemens

MEGJELENIK A CNC. Az első CNC (Computerized Numerical Control) vezérléseket a Siemens Ausztria a hetvenes évek elején telepítette. A képen a stockeraui Heid esztergaműhely egyik berendezése látható 1975-ből, amely mind a mai napig üzemel Romániában.

Sinumerik S-sel felszerelt fúró- és marógép

mal azt a CNC-t, amely a System 8 és a Primo között helyezkedik el. Kiemelkedő sajátossága a grafikus funkciókkal rendelkező, az adott alkalmazáshoz illeszthető felhasználói programozói felület. A Siemens 1984-ben új termékcsaládot vezet be System 800 néven és ezzel együtt a nyitott rendszerű kialakí-

tást, amely meghatározó marad a CNCvezérlések későbbi nemzedékeiben is. 1996-ben vezetik be az integrált biztonságtechnikai funkciókat a Sinumerik Safety Integrated formájában. A gépgyártók és -felhasználók termelékenységének további növelése érdekében a Siemens az új évezred küszöbén új korszakot nyitott az Internetalapú állapot-felügyelettel (condition monitoring) és a gépszimuláció, valamint a virtuális prototipizálás mechatronikai támogatásával. 2008-ra a Siemens lefedte a teljes CAD/ CAM/CNC folyamatláncot. Napjainkban az elektronikai hálózatok összekapcsolják a modern gyártóüzemek valamennyi részlegét, és a lehető legnagyobb mértékben biztosítják az adatcserét – a fejlesztéstől és tervezéstől a CNC- vezérelt gépekig vezető út minden lépésében. ■ ■ siemens.com/sinumerik

hi!tech 02|10

48