Volledig opgeladen

Batterijvermogen komt naar de brandweer, maar er zijn nog steeds hiaten op weg naar volledige acceptatie.

Gedurende het grootste deel van een decennium zijn we ons er allemaal terdege van bewust geworden dat CO-emissies in verband zijn gebracht met toenemende kankercijfers onder eerstehulpverleners. De combinatie van dit besef en de opmars van energieopslag naar het gebied van betaalbaarheid heeft brandblusapparatuur en voertuigfabrikanten in staat gesteld lithiumbatterijen te integreren in de gereedschappen en vrachtwagens waarop we vertrouwen om de klus te klaren.

Naarmate er meer soorten apparatuur beschikbaar komen met batterij-elektrische stroom, ligt er een nieuwe uitdaging in het verschiet: deze steeds krachtiger wordende tools snel genoeg opladen om ons weer in gebruik te nemen voor de volgende oproep. Als we denken aan opladen, of het nu gaat om reddingsgereedschappen, ventilatoren, zaklampen of hele vrachtwagens, moeten we vereenvoudigen tot de gemeenschappelijke noemer: elektrisch stroomverbruik gemeten in Wh.

Grootste consumenten

De truck zelf is natuurlijk de grootste stroomverbruiker in uw set. De Pierce Paccar MX-13 is bijvoorbeeld 510 pk of 386 kW. Hiervoor zou een batterijpakket nodig zijn dat vier keer zo groot is als een Tesla, om een ​​uur lang op vol vermogen te kunnen werken. Om de zaken nog ingewikkelder te maken, zal de Noord-Amerikaanse brandweervoorkeur voor aangepaste chassisapparatuur dit een uitdaging maken, aangezien het vrij duur is om een ​​geëlektrificeerd chassis te ontwikkelen. Verwacht partnerschappen met externe batterijfabrikanten of een overstap naar commerciële chassis van bouwers zoals Tesla, Nikola, Daimler, enz. Rosenbauer's RT is beschikbaar ($ 4 miljoen voor een kleine pumper) en claimt indrukwekkende specificaties, waaronder de mogelijkheid om zichzelf op te laden met een ingebouwde dieselmotor en tot 1.2 kW output naar externe stroomverbruikers (dwz krachtige ventilatoren, enz.).

Onnodig te zeggen dat, ondanks de coole technologie van onze Europese broeders en zusters, het nog een paar jaar zal duren om een ​​redelijke oplossing te vinden voor volledige elektrificatie van het brandapparaat. Tot die tijd, hybride systemen die gebruik maken van ingebouwde lithiumbatterijbanken om alle systemen van stroom te voorzien zonder CO uit de rug te blazen, en kleine generatoren met ultralage uitstoot voor continu opladen wanneer de resterende energieniveaus de minima overschrijden. Deze mogelijkheden kunnen nu worden bereikt met een geschikt gespecificeerd apparaat met behulp van een of meer lithiumbatterijen samen met een omvormer en oplader. Als u meer dan 100 Ah lithium gebruikt, wordt een ingebouwde oplaadgenerator aanbevolen om volledig opgeladen te zijn voor uw volgende gesprek. Uw 120V 15A walstroom levert slechts 1.8 kW, wat een Tesla in 56 uur zou opladen of een enkele 200 Ah lithiumbatterij in 1.5 uur leeg, wat geen van beide acceptabel is wanneer uw volgende oproep binnen enkele minuten kan plaatsvinden.

De grootste stroomverbruikers op de truck, met uitzondering van de truck zelf, zijn PPV-ventilatoren. De modellen met grotere output werken doorgaans op benzine, maar met het oog op het elimineren van kankerverwekkende CO-emissies van de brandweer, moeten deze elektrisch worden ondersteund door het apparaat als de capaciteit van de hoge luchtstroom als een tactisch hulpmiddel moet worden gehandhaafd. De mogelijkheid om krachtige apparatuur te ondersteunen, zoals 18-24-inch PPV-ventilatoren met een luchtstroom die vergelijkbaar is met de huidige gasaangedreven modellen, terwijl ze toch de doelstellingen voor CO-eliminatie bereiken, vereist een volledige overweging van het apparaatontwerp om een ​​platform te worden in plaats van een eenvoudig, bestuurbaar gereedschapskist. Dit betekent veel lithium aan boord van het apparaat met omvormers met een hoog uitgangsvermogen - in staat tot ten minste 115V/240V-uitgang, of een hogere 3-fasenspanning, om de stroom naar een redelijk niveau te brengen, zodat er geen kabels met een grote diameter nodig zijn. Een compacte generator, zo klein als een 2-cilinder 3 kW, kan voldoende zijn om te werken als een speciale oplaadoplossing om de lithiumbanken bij te tanken bij langdurig gebruik of op weg terug naar het station voor wanneer de piekuitvoertijd van de dynamo onvoldoende tot vol is laad de batterijen op.

Andere systemen aan boord met een groot verbruik die bijna fulltime moeten worden gebruikt, zijn onder meer airconditioners, schone cabinefiltratie en een verscheidenheid aan gereedschapsladers. Het is duidelijk dat als u CO-vrij wilt gaan, de airconditioning niet riemaangedreven kan worden. De kleinste elektrische airconditioners op de markt verbruiken ongeveer 2 kW bij maximaal vermogen. Voeg dat toe aan de verschillende acculaders die u aan boord heeft voor reddingsgereedschappen, PPV-ventilatoren en elektrisch gereedschap, en u zult in ongeveer 200 minuten door een enkele 30 Ah lithiumbatterij lopen. Het energieverbruik loopt snel op als u gaat letten op de elektrische efficiëntie van elk item aan boord van uw apparaat.

Geen uitvaltijd

Als eerstehulpverleners hebben we niet altijd de luxe om te wachten tot batterijgereedschap is opgeladen voordat we ze weer gebruiken. Het concept van "Geen uitvaltijd” is misschien nieuw voor degenen op afdelingen die nog geen batterijgevoede apparatuur moeten inzetten, maar u zult snel leren dat de oplaadtijd van de batterij van cruciaal belang is en dat niet alle batterijen of opladers hetzelfde zijn. Met gasaangedreven hydraulische redgereedschappen of PPV-ventilatoren duurt het tanken maar liefst 30 seconden. Na volledig gebruik van een krachtig accugereedschap kan de oplaadtijd 2-6+ uur in beslag nemen, afhankelijk van het accuformaat, de laadstroom en of er al dan niet wordt opgeladen op het gereedschap. De beste oplossing om te onderhouden Geen uitvaltijd in uw machinepark is het selecteren van apparatuur met verwisselbare batterijpakketten. Hiervoor zijn wel extra batterijen nodig, maar de apparatuur kan binnen enkele seconden in plaats van uren weer in gebruik worden genomen.

Veel afdelingen gebruiken batterijgevoede apparatuur zonder volledig rekening te houden met de infrastructuur die nodig is om dit te bereiken Geen uitvaltijd.

Wanneer zijn de laders actief?

Op walstroom.

Dit kan meer dan 6 uur duren om op te laden, eenmaal aangesloten.

Op wisselstroom.

De rijtijden onderweg zijn vaak onvoldoende om een ​​accu volledig op te laden.

Altijd actief AC.

De AC-uitgang van de omvormer, ontworpen om actief te blijven in het station, onderweg en ter plaatse, is een ideale oplossing om de batterijcapaciteit voor nieuwe generatie gereedschappen continu op te laden.

Hoeveel tijd is nodig om op te laden?

MATH-WAARSCHUWING: Batterij-ampère-uren gedeeld door oplaadampère is gelijk aan de tijd om op te laden vanaf een lege batterij.

Vrachtwagenaccu: 200 Ah / 60 A = 3 uur

PPV-ventilator: 8 Ah / 3 A = 2.7 uur

Reddingsgereedschap: 7 Ah / 3.3 A = 2.2 uur

De kunst van generatorontwerp

Veel verbrandingsgeneratoren op de Noord-Amerikaanse markt voor brandapparatuur zijn alleen ontworpen voor externe output. Dit betekent dat ze niet zijn ingesteld voor het opladen of voeden van interne systemen, maar voor stopcontacten, verlengsnoeren en misschien scèneverlichting.

De meest efficiënte generatorinstallatie zou een volledig geïntegreerd systeem zijn, waarbij de generator zelf overal kan worden gemonteerd, een afstandsbedieningspaneel dat wordt gebruikt voor operaties en is aangesloten op stroomladers, omvormers en stopcontacten in het hele voertuig. Zowel gelijkstroom als wisselstroom kan worden gevoed door dezelfde generator als deze correct is ingesteld, en wanneer een omschakelaar is geïnstalleerd, kan de wisselstroom naadloos automatisch overschakelen van aan boord naar walstroom wanneer deze weer op het station wordt aangesloten.

In plaats van generatoren te dimensioneren voor direct aangesloten fulltime gebruik terwijl ter plaatse - waarvan de meeste motoren met een vast toerental zijn, luidruchtig kunnen zijn en tonnen brandstof kunnen verspillen - overweeg een bank lithium-ijzerfosfaat (LiFEPO4) -batterijen om stille, nul- elektrische stroom uitstoten via een omvormer in combinatie met een compacte, speciale laadgenerator om die batterijen op te laden wanneer ze naar een laagspanningspunt vallen. Omvormers kunnen worden gedimensioneerd tot 12 kW, genoeg om een ​​langdurig bedrijf met meerdere gereedschappen van stroom te voorzien. De looptijd is afhankelijk van het aantal batterijen dat u aan boord heeft. Zes lithiumbatterijen leveren een vermogen van 12 kW voor een heel uur ononderbroken belasting - wat vrij onwaarschijnlijk is omdat de meeste gereedschappen met tussenpozen worden gebruikt.

Spec voor morgen

Brandweerkorpsen die van plan zijn over te stappen op batterijgevoede gereedschappen, moeten de oplaadtijd als een belangrijke factor beschouwen voordat ze in actie komen. Oplaadtijden zijn niet alleen een eenvoudige merkvergelijking en gaan vaak over in het ontwerp van het hele apparaat. Als 2-6 uur te lang is om tussen gesprekken op te laden, kan een betere laadinfrastructuur aan boord van het apparaat een betere oplossing zijn.

Tegenwoordig gebruiken de meeste brandblusgereedschappen op batterijen batterijen die kleiner zijn dan 200 Wh. De snelste opladers die beschikbaar zijn, laden 200 Wh op in 2 uur of minder. De gereedschappen van morgen zullen krachtiger zijn en grotere batterijen nodig hebben voor dezelfde operationele looptijd.

• Oplaadtijden, per batterijgrootte:
  • 100 Wh: 1.0 uur (batterij voor klein elektrisch gereedschap)
  • 200 Wh: 1.6 uur (accu voor reddingsgereedschap)
  • 300 Wh: 2.4 uur (PPV-ventilatorbatterij, <1 pk)
  • 400 Wh: 3.2 uur (PPV-ventilator met hoog vermogen, > 1 pk)
  • 500 Wh: 4.0 uur (PPV-ventilatoren met groot vermogen, >2 pk)
  • 2000 Wh: 1.2 uur (enkele lithium-vrachtwagenbatterij, vervanging van loodzuur)

Brandweertoestellen zullen naar verwachting 20 jaar in dienst blijven. Ze moeten zo veel mogelijk worden ontworpen om de elektrische gereedschappen te ondersteunen die naar verwachting in de komende tien jaar zullen afnemen, of het risico lopen op vroegtijdige veroudering en ondermaatse prestaties van gereedschappen en tactieken naarmate de technologie evolueert.

Afdelingen zijn altijd het voortouw geweest in hun gemeenschappen om de evoluerende risico's die ze kunnen tegenkomen - in de industrie, structuurtypes, enz. Voor te blijven. Er moet worden voorbereid op een nieuwe bedreiging voor deze afdelingen, een die velen tot nu toe over het hoofd hebben gezien, in hoe om hun tools te ondersteunen om missiegereedheid te behouden terwijl ze nog steeds de vakjes voor de gezondheid van brandweerlieden en de groene agenda's van de lokale gemeenschap controleren.