Kuantum Noktalı Güneş Pilleri

Kuantum noktalı güneş pili (QDSC), kuantum noktaları olarak adlandırılan fiziksel yapıyı absorbe edici fotovoltaik malzeme olarak kullanan bir güneş pili tasarımıdır. Gelecekte silikon, bakır indiyum, galyum selenid (CIGS) veya CdTe gibi dökme malzemelerin yerini almaları beklenmektedir. Kuantum noktaları, ebatlarını değiştirmek suretiyle geniş bir enerji seviyesi aralığında ayarlanabilen bant aralıklarına sahiptir . Dökme malzemelerde, bant boşluğu maddenin türü tarafından belirlenir. Bu özelliği, kuantum noktalarını, güneş spektrumunda değişik dalga boylarındaki ışınımdan faydalanmak yoluyla verimliliği artırmak için çeşitli malzemelerin beraber kullanıldığı çok eklemli güneş pilleri için çekici hale getirir. Günümüzde verim değerleri % 10 üzerinde seyretmektedir. 

         Atomik kuvvet mikroskobu altında  bir AlSb substratı üzerinde GaSb'den  imal edilmiş  kendiliğinden organize kuantum noktaları.

Arkaplan 

Güneş Pillerine Ait Temel Kavramlar 

Konvansiyonel bir güneş pilinde, ışık bir yarı iletken tarafından absorbe edilir ve bu bir elektron- delik (e-h) çifti oluşturur; bu çift ​​birbirine bağlı bir halde bulunabilir ve “eksiton” olarak adlandırılır. Bu çift, “dahili” bir elektrik alanı (p-n eklemlerinde veya Schottky diyotlarında bulunan) ile birbirinden ayrılırken, ortaya çıkan elektron - delik akışı bir elektrik akımı meydana getirir. Dahili elektrik alanı, yarı iletken arayüzün bir kısmının elektron veren (n-tipi doping) , bir diğerinin elektron alan (p-tipi doping) atomlarla katkılandırılması ile oluşurken, bunun neticesinde ortaya bir p-n eklemi ortaya çıkar. Bir elektron delik çiftinin yaratılması, fotonların malzemenin bant aralığını aşan enerjiye sahip olmasını gerektirir. Bant aralığının altında enerjiye sahip fotonlar etkin bir şekilde absorbe edilemezken , bu enerjiden daha yüksek enerjiye sahip olanlar bant kenarlarında hızlı bir şekilde (yaklaşık 10-13 saniye içinde) ısıya dönüşürler ki bu durum da çıkış gücünü düşürür. İlk bahsettiğimiz sınırlama neticesinde çıkış akımı düşerken, ikinci durumda bahsedilen ısıya dönüşme ( bu olay termalizasyon olarak geçer) sonucunda çıkış gerilimi düşer. Buradan özetle şu sonucu çıkarabiliriz: “Bir güneş pilinde akım bant aralığı ile ters gerilim ise doğru orantılıdır.” Sonuç olarak, yarı iletken hücrelerde gerilim ile akımı aynı anda artırmak mümkün değildir. (Buna karşılık, çok eklemli güneş pili uygulamaları sayesinde bu soruna kısmen çözüm bulunabilir). Ayrıntılı şekilde bir bilanço hesaplaması, bir güneş pili için tek tür bir malzeme kullanılması durumunda bu verimin% 31'i geçemeyeceğini göstermektedir. 

Kuantum Noktalı Güneş Pillerinin  Yapısı

Sayısal analiz, % 31 verimliliğin, kızılötesine yakın bir spektrumdaki ışığa karşılık gelen 1.3-1.4 eV'lik bir bant aralığı ile elde edildiğini göstermektedir. Bu bant boşluğu silikonunkine (1.1 eV) oldukça yakındır, bu da silikonun piyasaya hakim olmasının birçok nedeninden biridir. Bununla birlikte, silikonun etkinliği yaklaşık olarak % 29 ile sınırlıdır. "Tandem" veya "çoklu bağlantı" yaklaşımı olarak bilinen farklı bant boşluklarına sahip hücreleri dikey olarak istifleyerek tek bir hücrenin verimini  iyileştirmek mümkündür. Aynı analiz, iki katmanlı bir hücrenin bir katmanın 1.64 eV'ye ve diğerinin 0.94 eV'ye ayarlanmış olması halinde % 44 teorik mertebesinde bir teorik verimin yakalanabileceğini gösterir. Üç katmanlı bir hücre,% 48'lik bir verimlilik için her katman sırasıyla 1.83, 1.16 ve 0.71 eV'ye ayarlanmalıdır. Bu şekilde imal edilecek "sonsuz katmanlı" bir güneş hücresinin teorik veriminin en fazla % 86 olabileceği düşünülmekte olup geri kalan % 14’lük kaybın farklı termodinamik kayıp mekanizmaları sebebiyle oluşacağı varsayılır. 

Konvansiyonel (kristalin) silikon üretim prosesleri, bant aralığının ayarlanabilir olmamasından dolayı bu yaklaşım için uygun değildir. Kristal momentumunun korunması noktasında daha uygun bir yapıda olmaları nedeniyle, Doğrudan Bant Aralığı ve Karbon Karışımı yapabilme özelliklerinden faydalanılabilen amorf silikon tabanlı ince filmlerin bant aralığını ayarlanabilirse de farklı sebeplerden ötürü konvansiyonel hücrelerin performansına ulaşmaları mümkün görünmemektedir. Tandem hücre yapılarının çoğu, özellikle indiyum galyum arsenide (InGaAs) olmak üzere daha güçlü yarı iletkenlere dayanır. Üç katmanlı InGaAs / GaAs / InGaP hücreleri (bant aralıkları 0.94 / 1.42 / 1.89 eV), deneysel örnekler için% 42.3 verimlilik rekorunu elinde tutmaktadır. Kuantum noktalı güneş pilleri zayıf absorpsiyon özelliği gösterirler ve oda sıcaklığında ışık absorpsiyonunun katkısı küçüktür. Absorpsiyonun artması, örnek olarak,defalarca çok dallandırılmış altın nano-yıldızcıkları kullanılarak başarılabilir. 

Kuantum noktaları 

Kuantum noktaları, Exciton-Bohr yarıçapının oluşturduğu sahadan daha fazla yer kaplamayan yarı iletken parçacıklardır ve kuantum mekaniği yönünden, içlerindeki elektronların enerjileri, bir atomdaki enerji türüne benzer şekilde kuantize yani süreksiz hale gelir. Kuantum noktaları "yapay atomlar" olarak da adlandırılırlar. Bu enerji seviyeleri, nokta boyutları değiştirilerek ayarlanabilir ve bu sayede bant aralıkları belirlenebilir. Noktalar, altta yatan malzemeyi veya yapım tekniklerini değiştirmeden çeşitli bant aralıklarına karşılık düşecek şekilde çeşitli büyüklükler üzerinden büyütülebilir. Tipik yaş kimyasal preparatlarda bu enerji seviyesinin ayarlanması, sentez süresi veya sıcaklığı değiştirilerek gerçekleştirilir. 

Bant aralığını ayarlama yeteneği, kuantum noktalarını güneş pilleri için cazip hale getirir. Kurşun sülfürden (PbS) (CQD) yapılmış koloidal kuantum noktalarının kullanıldığı tek bağlantı uygulamaları, genellikle konvansiyonel güneş pilleri ile elde edilmesi zor olan uzak kızılötesi dalga boylarına ayarlanabilen bant aralıklarına sahiptir. Dünyaya ulaşan güneş enerjisinin yarısı kızılötesi , çoğunlukla da yakın-kızılötesi bölgesindedir. Bir kuantum nokta güneş pili, kızılötesi ışınım enerjisini tüm diğerleri kadar erişilebilir kılar. 

İlaveten, koloidal quantum noktaları ( CQD) kolay sentez ve hazırlık imkanı sunar. Koloidal sıvı formda askıda kaldıklarında, üretim boyunca ihtiyaç duyulan en karmaşık ekipman olarak bir çeker ocak kullanılarak kolayca kullanılabilirler. , koloidal quantum noktaları genellikle ufak paketler halinde sentezlenir, ancak toplu olarak da üretilebilir. Noktalar, elle veya otomatik bir işlemle, döndürmeli kaplama yöntemiyle alt katman( substrat) üzerine dağıtılabilir. Büyük ölçekli üretimde, modüllerin üretim maliyetini önemli ölçüde azaltan sprey veya rulo baskı sistemleri kullanılabilir.

LED Modüllerde Ömür Beklentisi ve Lümen Süreklilik Faktörü

Selam. 

Biliyoruz ki ister  LED, ister halojen, metal halojenür ve   floresan olsun tüm ışık kaynaklarından elde edilen ışığın niceliği zamanla azalır. Gelecekte belli bir süre sonunda ışık kaynağından elde edilen ışık miktarı, lamba lümeni süreklilik faktörü veya  ingilizcesiyle Lamp Lifetime Maintenance Factor (LLMF)  olarak adlandırılır. Bir LED modülünün ömrü, ışık çıktısı  yani lümen sürekliliği ,  ilk çıktının % 70'ine ulaşana kadar geçen süre olarak tanımlanır. Buna L70 de denir. Başka bir deyişle lamba birçok geleneksel ışık kaynağı gibi anında sönmez, bilakis yavaşça kararır. Aydınlatma planlayıcıları, aydınlatma tesisatını boyutlandırırken bu etkiyi dikkate alır. Işık seviyesinin "kullanım ömrü" sonunda minimum lüks değerine ulaşmasını istedikleri için, genellikle daha fazla armatür kullanarak armatür kurulumunu aşırı boyutlandırırlar. Bu nedenle aydınlatma tesisatının işletme ömrü başlangıcındaki lux değeri, sonunda olduğundan daha yüksektir. Armatür endüstrisi, LED ömrünü L70 = minimum 50000 saat olarak standartlaştırmıştır; ki bu da  aydınlatma tesisatının ömrü aynı saat miktarı esas alınarak yapıldığı sürece, 0,7 LLMF'ye karşılık gelir. Standartlardan bahsedelim: 

LED kullanım ömrü konusunda yeni standartlar

LED modüllerde kullanım ömrünün nasıl beyan edilmesi gerektiğine dair yeni uluslararası standartlar yayınlanmıştır.  Standartlar, 

 IEC 62717 Genel Aydınlatma için LED modülleri - Performans Gereksinimleri  ve 

IEC 62722-2-1 LED Armatürler için Özel Gereksinimlerdir.

Standartlar ne diyor?

IEC 62722, hem test yöntemini hem de LED ömürlerini test etmek için gereken minimum süreyi belirtir. Minimum test süresi, ışık akısının her 1000 saatte bir kaydedildiği 6000 saattir. Bu değerler, IES TM21'de belirtilen bir yöntemle  ekstrapolasyon üzerinde elde edilmektedir. 

Getirilen Yenilikler Nelerdir? 

LED modülünün ve sürücünün kullanım ömrü ayrı ayrı beyan edilmelidir. Sürücünün  kullanım ömrü modülünkinden daha kısaysa, armatürün kullanım ömrü tamamlanmadan önce bir sürücü değişimi gerekli olabilir. Bu, toplam armatür ömrünü belirten tek bir rakamdan bahsedilmesinin mümkün olamayacağı anlamına gelir.

IEC 62717'de "ortalama faydalı ömür" için yararlı bir ölçüm getirilmiştir. Bu, kullanılan LED armatürlerin yarısının (% 50'sinin ) ışık çıktısının,  beyan edilen ışık çıktısının % 50'sine , örneğin L80'e düştüğü vakte  kadar geçen süredir.

Burada işini kalite odaklı yapan bir firmanın kullanıcıya yönelik olarak piyasaya verdiği led armatürlerin L değerlerini başta 70, 80 ve 90 olmak üzere vermesinde fayda görmekteyiz. L değerlerinden bahsettiğimizde, bu değerle doğrudan ilişkili B ve C değerlerinin de olduğunu ve ne anlama geldiklerinden bahsedeceğiz. Şimdi devam edelim. İyi bir üretici bu anlamda ürettiği armatürlerin :

Led armatürlerde Lümen Süreklilik Eğrisi

IEC 62717 standardına uygun olarak 25 Santigrat derecede B50Lx  yani "ortalama faydalı ömür "değerini beyan etmelidir.  x burada ürünün türüne göre 70, 80, 90 olabilir.  Yine "maksimum" çalışma sıcaklığı koşullarında bu değeri ayrıca beyan etmelidir.  Bu sayede ürününüzün kalitesin hakkında bir fikir elde edebileceksiniz. B değerinden bahsettik. Anlamış olmanız muhtemel ama biz izaha devam edelim:

B Değeri 

Cy  ile  gösterilen   kademeli lümen düşüşüne bağlı arıza oranı , basitçe aynı tip ve ömür beklentisine sahip bir dizi LED modülünün kademeli lümen düşüşüne bağlı bir oran olup, bu armatürlerden ışık çıktısı ürünün ömrüne ait L değerinin altına düşen kısmının toplam armatür içindeki yüzdesidir. B50 değeri, beyan edilen L-değerinin LED modüllerinin minimum% 50'si ile elde edileceğini ve kalan% 50'nin daha düşük bir lümen değerine sahip olabileceğini gösterir. B10 değeri, LED modüllerinin minimum% 90'ının beyan edilen L değerini karşılayacağı ve yalnızca% 10'unun daha düşük lümen seviyesine sahip olacağı anlamına gelir. Bu nedenle B10 değeri, B50'den daha ihtiyatlıdır. Pratik anlamda bu, B50'ye kıyasla bir dizi LED modülünde B10'a yaşam süresinin daha erken bir aşamasında ulaşıldığı anlamına gelir. 

C değeri

Cy  ile  gösterilen  ani  lümen düşüşüne bağlı arıza oranı , basitçe aynı tip ve ömür beklentisine sahip bir dizi LED modülünün ani lümen düşüşüne bağlı bir oran olup, bu armatürlerden ışık çıktısı ürünün lümen değeri sıfırlanan yani tümüyle arıza veren kısmının toplam armatür içindeki yüzdesidir.  Burada ani lümen düşüşüyle kastedilen LED çipin  ışığını tamamıyla ve aniden kaybetmesidir. 

Led Modüllerde Lümen Süreklilik Katsayıları 

Dijitalleşme Çağında Enerji Sarfiyatı

Muazzam bir şekilde büyüyen veri trafiği kaçınılmaz olarak eşit ölçüde yüksek bir güç tüketimine neden olmakta mıdır ? Yoksa bu iki büyüklüğü tümüyle birbirinden ayırmak gelecekte mümkün olacak mı? 

On yıllar önce, kapsamlı dijitalleşme hala geleceğin bir hayaliyken, trend araştırmacıları bu sürecin beraberinde çoğu enerji, trafik ve çevre sorununun çözümünün de bulunması gerekeceğini öngördüler. Bu büyüleyici ve insanlık tarihi referans alınacak olursa pek yeni olan bit ve baytlar dünyasında, çoğu şey, elektronik ve sanal olarak küresel ağ ölçeğinde gerçekleşecekti. Endüstriyel robotlar çalışan insan sayısı yönünden fakir fabrikaları dolduracak, işçiler ise ekrandan fabrikadaki üretimi uzaktan izleyerek denetleyeceklerdi. Çalışanlar artık her gün büyük ofis binalarına gidip gelmek zorunda kalmayacak, iş yaşamlarını ev-ofislerinde geçireceklerdi. Yine politikacı ve yöneticilerin artık uluslararası konferanslara seyahat etmeleri gerekmeyecek, video konferans teknolojisi sayesinde pahalı ve çevreye zarar veren uçak seyahatlerinden kurtulmuş olacaklardı. 

Bilgi Dijitalleştikçe Enerji Sarfiyatları Aynı Ölçüde Artmak Zorunda mıdır? 

Şimdilerde bilgiyi dijitalleştirme (sayısallaştırma) süreci gerçek manada hız kazanırken, bu süreç beraberinde ciddi bir maliyet de ortaya çıkarmakta. Küresel ağın oluşturulması ,devasa büyüklüklerde veri toplayan, depolayan ve bu bilgileri ilgili uçlara gönderen ve bu nedenle çok fazla enerji gerektiren çok sayıda büyük veri merkezlerinin varlığını gerekli kılmaktadır. Uzmanlar, bu tür sistemlerin küresel elektrik gereksinimlerinin 2005 ve 2010 yılları arasında yılda asgari 150 terawatt saatten (TWh) yaklaşık 250 TWh'ye yükseldiğini tahmin ediyor (bu,sürekli olarak yanan yarım milyar 50 watt'tan fazla ampulün tüketimine karşılık geliyor). Bu güçlü eğilimin kontrolsüz devam etmesinin dijitalleşmenin parlak imajını ciddi şekilde daha belirsiz hale getireceği görülmektedir.

Hiç şüphesiz, gelecekte mobil telefon, otonom araçlar ve yapay zeka teknolojileri tüm yeryüzünde daha yaygın hale gelirken işlenecek bilginin büyüklüğü de hızlı şekilde artacaktır. Peki ama aynı süreçte ihtiyaç duyulan enerji de illa ki aynı şekilde kontrolsüz şekilde artmak durumunda mı? 

Illinois eyaletinin Evanston şehrindeki Northwestern Üniversitesi'nden Eric Masanet ve etrafındaki ABD’li mühendis grubu bu soruya illa da öyle olmak zorunda değil cevabını veriyorlar. 2010'dan bu yana veri işleme teknolojisinde öyle bir gelişme yaşandı ki, 2018 yılına kadar küresel veri merkezlerindeki bilgi işlem adımlarının sayısı beş kattan fazla artmış olmasına rağmen bu sektördeki elektrik tüketimi sadece yüzde altı artarak aynı dönemde enerji verimliliğinde ciddi bir iyileşmeye işaret etmiştir. Görünüşe göre dijital enerji açlığının büyümesini veri hacmindeki artıştan büyük ölçüde ayırmak mümkün olmuştur. 

Bu durum, dijitalleşmenin önümüzdeki on yıllar içinde orantısız miktarda enerji tüketmeyeceği, ancak güçlü bir şekilde büyüyen küresel elektrik talebinin yalnızca yüzde bir ila ikisini tüketeceği şeklinde bir umudu beslemeye devam etmemizi sağlıyor. Tabii ki, bu çalışmayı gerçekleştirenlere göre, küresel veri işleme endüstrisi bu tip kazanımın üzerine yatarak uzun müddet bu şekilde yola devam etme şansına sahip bir konumda bulunmuyor: Buna göre bilişim alanındaki veri bulutlarının hacminin önümüzdeki üç veya dört yıl içinde iki katına çıkması bekleniyor. 

Kısa vadede sektörü huzursuzluğa itmeyen bu öngörü uzun vadede çok mu iyimser ? Veri işleme ve aktarma teknolojisindeki gelişmeler muhtemelen daha fazla enerji tasarrufu sağlayacak, ancak beraberlerinde kesinlikle ilave maliyet gerektiren yeni yöntemler de getireceklerdir. Kuantum bilgisayarların beklendiği üzere, en son trend olduğunu ve yavaş yavaş veri merkezlerinde boy gösterdiğini kabul etmek gerekiyor: Böylelikle, aşırı düşük sıcaklıkların söz konusu olduğu bir soğutmaya ve çevreden neredeyse tamamıyla izole olmayı gerektiren son derece hassas bir teknoloji veri işleme endüstrisinde kendini kabul ettirme yolunda ilerlemektedir. 

Yahut, şu anda sadece ara sıra kullanılan blok zinciri yöntemlerinin kendilerini ispatlayarak, doğaları gereği özellikle yüksek olan veri güvenliklerini sağlamak için gereken dağıtık ve yüksek maliyetli veri işleme bedellerini kaçınılmaz hale getirmeleri neticesinde ne olacak? Gelecekte dijitalleşmenin bedeli belki de korkulduğu gibi çok aşırı yüksek olmayabilir ama her halükarda artacaktır. 

Elektrik Motorlarında Dağıtık Reaktif Güç Kompanzasyonu

Elektrik motorlarında dağıtık  reaktif güç kompanzasyonu yani güç faktörü düzeltmesi, reaktif güç ihtiyacı duyan elektrik yükünün bağlantı terminallerine uygun  şekilde boyutlandırılmış bir kondansatörü grubunun  doğrudan bağlanmasıyla gerçekleştirilir.

Kurulum basit ve ucuzdur. Kondansatör ve yük, aşırı akımlara karşı aynı koruyucu cihazları kullanabilir, böylece eş zamanlı olarak devreye  bağlanır ve devreden  çıkarılır.

Elektrik Motorlarında Kondansatör Gruplarının Bağlantı Tipleri 

Yukarıda verilen şekil,  motorların reaktif  güç kompanzasyonu için sıkılıkla tercih edilen bağlantı tiplerini göstermektedir. Bu bağlantı tiplerinin her birini bağlantı şemaları üzerinden açıklayalım.

Doğrudan Bağlantı (1 & 2 Numaralı  Bağlantı Tipleri )

Doğrudan bağlantı durumunda (şema 1 ve 2) şöyle bir risk altında çalışma söz konusu olmaktadır : besleme hattından ayrıldıktan sonra, motor artık yani rotorda hareketten kaynaklanan kinetik enerjinin varlığı nedeniyle dönmeye devam eder  ve kondansatör grubundan çekilen reaktif enerji ile kendini  manyetik olarak uyarır ve asenkron özellikte bir jeneratöre dönüşebilir. Bu durumda, anahtarlama ve kontrol cihazının yük tarafındaki  elektriksel  gerilim , tehlikeli bir aşırı gerilim riski    (nominal gerilim  değerinin iki katına kadar bir büyüklüğe ulaşabilir! ) teşkil edebilir.

Dolaylı Bağlantı (3 Numaralı Bağlantı Tipi )

Bu bağlantı tipi kullanıldığında, kondensatör grubu devreye  motorun çalıştırılmasından sonra ve motor beslemesinin kesilmesinde önce bağlanmaktadır . Bu tip güç faktörü düzeltmesi ile yükün besleme tarafındaki  elektrik şebekesi yüksek bir güç faktörü ile çalışır; Öte yandan, bu çözüm ekonomik açıdan daha maliyetlidir.

Sıfır Karbon Emisyonuyla Uçmak Mümkün mü?

Havada da işler tıpkı yerdeki gibi: CO2 emisyonları düşmek zorunda. Ulaşım, AB'deki toplam CO2 emisyonlarının neredeyse üçte birini oluşturmaktadır. Avrupa Çevre Ajansı tarafından tarafından verilen bilgiye göre , Sivil havacılık 2016 yılı için hesaplanan emisyonun yüzde 13,5 kadarını tek başına karşılamakta. Uçak denilen taşıt bu yönüyle özellikle çok eleştiriliyor çünkü tüm taşıt türleri içinde kişi-kilometre başına en fazla sera gazı salınmasına neden oluyor : Federal Çevre Ajansı'na göre otomobilden yüzde 25 daha fazla. Giderek daha sık uçtuğumuzdan, zararlı emisyon miktarları sürekli artmaktadır. Ancak alternatif motor yapıları ve sentetik yakıtlar emisyonsuz uçuşu mümkün kılabilir.

Gelecekte Sıfır Karbon Salınımlı Uçaklara Binmek Mümkün Olabilecek.

Stuttgart Üniversitesi Uçak İnşaa Enstitüsü, e-Genius projesiyle küçük yolcu uçakları ve kısa mesafeler için alternatif motor tahrik sistemleri araştırıyor. İki kişilik bir uçak, 2015 yılında tümüyle akü enerjisiyle beslenerek Stuttgart'tan Milano'ya Alpler boyunca uçtu. "İtalya'da öğle yemeği yedik, bu arada aküleri elektrikle şarj ettik ve aynı gün geri uçtuk," diyor uçağın elektrikli tahrik sisteminden sorumlu olan Ingmar Geiß. Havayolu mesafesi sadece 325 kilometre, uçağın maksimum menzili de 400 kilometredir. Geiß, "Günümüz teknolojisiyle, elektrikli tahrik sistemleri iki koltuklu uçaklarda oldukça iyi çalışıyor" diyor. E-Genius şu anda bir seri hibrid tahrik sistemine dönüştürülüyor: küçük bir pil sadece kalkış ​​için kullanılıyor, uçak bir dizel jeneratör tarafından besleniyor. 

Dizel jeneratöre temiz bir alternatif ise yakıt hücresidir: karbondioksit yok, azot oksit yok, partikül yok  ve kısaca bu teknoloji zararlı emisyonlardan arınmıştır. Hidrojenin yeşil elektrik kullanılarak üretilmesi şartıyla tabii ki.  Yakıt pili kullanan tahrik sistemleri yeni uçak konfigürasyonları gerektirir. Kanatlarda gazyağı yerine gövdede hidrojen depolanır ve iki ya da dört küçük motor yerine kanatların altına birkaç küçük elektrik motoru asılır. Bu tahrik teknolojisi iklime en fazla yardımcı olma potansiyelini içinde taşır çünkü hava taşımacılığındaki tüm mesafeler için uygundur: önce kısa ve orta mesafe ve hatta sonradan, teknolojik ilerlemelerin akabinde, uzun mesafeli uçuşlar için. Münih'teki Alman motor üreticisi MTU Aero Engines İnovasyon Yönetimi Başkanı Jörg Sieber, "Kısa ve orta mesafeli uçuşlar en yaygın olan uçuşlar. Bu uçakların tahrikindeki değişikliklerin çevre üzerinde hızlı ve açıkça olumlu bir etkisi var." Münih merkezli şirket, kısa ve orta mesafeli havayolları için bir yakıt hücresi üzerinde çalışıyor ve “ Bu tip tahrik sistemine sahip ilk uçaklar muhtemelen 2050'de kullanıma girebilir ” diyor Sieber. 

Zararlı Emisyon İçermeyen Kerosen

O zamana kadar, biyoyakıtlar zararlı emisyonları azaltmaya yardımcı olabilir. Bitkisel yağ esaslı olup fosil yakıt ile karıştırılabilirler. Bununla birlikte, CO2 emisyonları yüzde 60 ila 80 daha düşük ve kurum emisyonlarının normal yakıta göre yarı yarıya düşük olmasına rağmen, sadece birkaç havayolu bunları yakıtlarına ekliyor. Sebeplerden birini zikredelim o zaman : "Biyoyakıt, konvansiyonel kerosenden çok daha pahalı olduğu için, yalnızca birkaç havayolu yeşil kerosen tercih ediyor " diyor Sieber. 

Biyo-yakıta bir alternatif, güçten-sıvıya (Power-to-Liquid) adı da verilen sentetik kerosendir. Zararlı emisyonlara neden olmadan yanabilmektedir. Düşük tüketimin olduğu dönemlerde mevcut olan fazlalık enerji kullanılarak üretilir. Temiz enerjiye geçişin önemli bir sorunu rüzgar ve güneşten elektriğin genellikle ihtiyaç az olduğunda üretilmesidir. Ancak, elektrik büyük miktarlarda depolanamaz. Bu elektrikle sentetik ham petrol ve kerosen gibi yakıtlar üretmek daha mantıklıdır. Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü Mikro Yöntem Tekniği Enstitüsü başkanı Profesör Roland Dittmeyer, "Bu sayede hem enerji hem de taşımada dönüşüm sürecine yardımcı olunuyor " diyor. İş arkadaşları ile birlikte bu enstitüde, CO2 kullanılarak CO2'den sentetik kerosen üreten bir sistem geliştirdi. İlk varil kerosen ile sadece birkaç gün önce dolduruldu.

"Yapay kerosen , uçak motorlarında herhangi bir değişiklik yapmadan yüzde 50'ye kadar fosil gazyağı ile karıştırılabilir," diyor Dittmeyer. Motorlar ayrıca tamamen güçten-sıvıya (sentetik-kerosen ) ile çalıştırılabilirler, ancak yeni yakıta dayanacak farklı malzemelerden contalara sahip olmalıdır. Bu yaklaşım teknik olarak uygulanabilir ve en temiz çözüm çünkü bu şekilde uçmak iklim açısından büyük ölçüde zararsızdır" diyor.

Uçak Yakıtı Kerosen Bilinen İsmiyle Gazyağı Geçmişte Aydınlatmamızı Sağlayan Bir Yakıttır. 

 Dittmeyer'e göre, Karlsruhe yöntemi yaklaşık beş yıl içinde piyasaya hazır olabilir ve mevcut tank altyapısı değişmeden kullanılmaya devam edebilir. Bununla birlikte, sentetik yakıt üretimi enerji yoğundur, bu nedenle beklenen maliyetler esas olarak elektrik fiyatına bağlı olduğundan halen fosil gazyağı için mevcut piyasa fiyatlarından litre başına yaklaşık 1 ila 1,50 Euro ile epeyce daha yüksektir. 

En büyük Avrupalı ​​uçak üreticisi Airbus, geçtiğimiz yıldan bu yana bölgesel hatlarda çalışan dört motorlu bir jeti elektro-uçuş araştırmalarında hizmet etmek üzere uçan bir laboratuvara dönüştürdü. Elektrik projesinin adı olan E-Fan X için proje yöneticisi Olivier Maillard, "Dört motordan biri elektrikli bir motor ile değiştirildi. Elektrik motoru piller ve kerosen yakıt jeneratörü ile çalışıyor." dedi. Burada motor üreticisi Rolls Royce ile işbirliği yapılıyor. 

E-Genius'un aksine, Airbus uçağının farklı tahrik motorlarını aynı anda çalıştırabilen bir paralel hibrit olması planlanıyor .Bu projedeki elektrikli tahrik motoru kerosen sistemindekine benzer şekilde iki megawatt üretiyor. Günümüz pil teknolojisi ile, Airbus uçakları için uzun mesafeli uçuşlar mümkün olmayacaksa da kısa ve orta mesafeli uçuşlar mümkün olacabilecektir . Maillard, "Bu mesafeler özelinde tamamen aküden beslenen elektrikli ve hibrit tahrik sistemleri üzerinde çalışıyoruz ve tabii alternatifleri göz ardı etmiyoruz." Bu teknolojiler önümüzdeki 10 ila 15 yıl içinde piyasaya hazır olabilir.

Süperkondansatör Özellikleri ve IEC / EN 62391–1

Doğru şekilde kullanıldığında, süper kondansatörler yüksek güç seviyelerini, yüksek darbe karakteristiğindeki  yükleri ve uzun süreli yedek güç ihtiyaçlarını  sorunsuz şekilde destekleyebilirler. Süper kondansatör özelliklerindeki bir takım nüansları anlayabilmek, bu performans yeteneklerini en üst düzeye çıkarmanın bir anahtarıdır.

 Süperkondansatör boyutları için bir miktar standartlaşmadan bahsedebiliriz,  örneğin, 10x30 mm'lik bir süperkondansatör genellikle endüstri genelinde 10 Farad kapasitesindedir. Bazı tedarikçiler, muhtemelen farklı kapasitans toleranslarına sahip 11F veya 12F cihazı olarak da  sunabilirler ve aynı eğilim diğer kondansatör boyutlarında da geçerlidir, ancak bu durum çok zaman  bir pazarlama stratejisi olarak görülür. Gerçekten farklılığı meydana getiren asıl unsurlar  DCL ( sızıntı akımı) veya ESR (eşdeğer seri direnç) gibi uygulamaya ait  performansı doğrudan etkileyen diğer elektriksel parametrelerdir. Bunlar, sektörde boyut veya kapasitans temelinde standart değildir.

IOXUS marka 3000F Süperkondansatör (Elektriksel Çift Katmanlı )

 

 Süper kondansatörler için spesifikasyon belgeleri genellikle cihazların kapasitansını ve voltajını (ve sonuç olarak ortaya çıkan enerji yoğunluğunu) belirtirken, ESR'yi anlamak uzun vadeli sistem tasarımı başarısı ile ilgili kritik faktörlerden biridir. Örneğin, süperkondansatör kapasitansı ve ESR'nin her ikisi de sıcaklığa bağımlı olsa da, ESR'nin sıcaklık bağımlılığı kapasitanstan çok daha büyüktür.

 Süperkondansatör ESR değeri  model, seri ve üretici yönüyle  değişiklik arzeder. Genel olarak, kapasitans arttıkça ESR azalır demek mümkündür. Örneğin, X firması, kendi standart serileri veya endüstride kullanılan diğer ürünlerle karşılaştırıldığında düşük ESR özelliklerine sahip özel düşük ESR tasarımlı süper kondansatörler üretmektedir. Bu ürünlerin tercih edilmesi,  uygulamada ESR katkısı önemli olduğu için seri olarak birden fazla hücre gerektiren  çözümler söz konusu olduğunda kritik olabilir. Bununla birlikte, düşük ESR performansına ulaşmak için feragat edilen  şey tipik olarak ESR ile ters orantılı oldukları için yüksek  sızıntı akımı (DCL:direct current leakage ) dır.

 Kapasitans genellikle 25 ° C ila nominal sıcaklık aralığında oldukça kararlıdır, ancak -40 ° C gibi düşük sıcaklıklarda% 25 veya daha fazla düşebilir. Yüksek performanslı süperkondansatör tasarımları -40 ° C ve üstü tüm çalışma sıcaklığı aralığında küçük kapasitans değişiklikleri gösterirler.

Süperkondansatör  ESR değeri için tipik olarak 1kHz'de yapılan bir AC ölçümüdür.

 Süperkondansatör ESR’si  ise  daha karmaşıktır. Genellikle yüksek sıcaklıkta düşer ve düşük sıcaklıkta yükselir. Bazı tipik cihazlar için 85 ° C'de ESR, 25 ° C'de ESR'nin yarısıdır ve -40 ° C'de ESR, 25 ° C'de ESR'nin yaklaşık 9 katı olabilir. Çalışma sıcaklığı aralığında kapasitansta çok az değişiklik  gösteren veya hiç değişiklik göstermeyen  yüksek performanslı ürünler bile aynı sıcaklık aralığında ESR'de% 250 veya daha fazlası bir değişiklik gösterebilir.

 Sıcaklık, Gerilim ve Süper Kondansatör Ömrü

 Süper kondansatör performansını etkileyen sadece sıcaklık değildir; çalışma sıcaklığı ve uygulanan gerilimin  kombinasyonu, bir süper kondansatörün çalışma ömrünü belirlemede önemli bir husustur. Kombine edilmiş  sıcaklık ve uygulanan gerilim etkilerinin dikkate alınması durumunda, ESR önemli bir faktördür.

 Süper kondansatörlerin nispeten düşük sıcaklıklarda (örn. 25 ° C) çalışması, dahili yıpranma mekanizmalarını ve bunun sonucunda meydana gelen  ESR'deki artışı azaltır. Daha yüksek sıcaklıklarda, uygulanan gerilimin düşürülmesi, yüksek sıcaklığın zararlı etkisini dengelemeye yardımcı olabilir. Uygulanan gerilimin daha düşük sıcaklıklarda yükseltilmesi, artan ESR'nin dengelenmesine yardımcı olabilir.

 Aşağıdaki grafik, belirli bir sıcaklıkta sürekli çalışma için kapasitansın 1.8V ve 2.5V gerilimlerinde % 30 ve 2.5V gerilimde % 50 oranında düşmesi için geçen süreyi göstermektedir. Bu grafik, izin verilen minimum kapasitans değerinin bilindiği  belirli uygulamalar için çalışma ömrünü tahmin etmek için kullanılabilir.

Kondansatör ömrü ile Sıcaklık ve Gerilim arasındaki ilişkiye ait Grafik

Şarj ve Deşarj Karakteristikleri

Süper kondansatör şarjı ve deşarjı sırasında ölçülen kayıplar, cihazın dahili DC direnci ile ilgilidir. Bu dahili DC direnci (Ri),  ESR veya dahili AC direnci ile karıştırılmamalıdır. ESR, DC direncinden çok daha küçüktür. ESR, süperkondansatör ömrünü değerlendirirken faydalı olsa da, ani ilk devre akımları (in-rush ) veya diğer tepe akımlarını hesaplamak için uygun değildir.

 Gerilim Dengeleme

Daha yüksek voltaj sağlamak için modüller gibi seri olarak birden çok süper kondansatör kullanıldığında voltaj dengeleme önemli bir husustur. Tek bir süper kondansatör geriliminin önerilen maksimum çalışma gerilimini aşmadığından emin olmak önemlidir. Bu seviyenin aşılması ESR değerinde bozulmaya ve cihazın kullanım ömrünün düşmesine neden olur. Gerilim dengesizlikleri kapasitans farklılıklarından kaynaklanır. Seri bağlı cihazlar bir gerilim bölücü görevi görür, bu nedenle daha yüksek kapasitanslı kondansatörler üzerinde daha yüksek bir gerilim oluşur . Kapasitans değerleri +/-% 20 arasında değişebileceğinden, bu uygulamalarda gerilim dengeleme önemli hale gelir.

 Pasif gerilim dengelemede  gerilim bölme dirençleri her bir süper kondansatör ile paralel bağlanır. Aktif gerilim dengeleme devreleri, seri bağlı kondansatörlere ait devre düğümlerindeki gerilimleri kontrol eder ve sabit bir referans gerilime eşit olmaya zorlar. Aktif gerilim daha karmaşık olmakla birlikte, daha verimli ve daha doğru olma eğilimindedir.

 Standartlaşmaya Yönelik Kategorileştirme - IEC / EN 62391–1

 Farklı üreticilerce üretilen süper kondansatörler genellikle birbirinin yerine kullanılamaz. Ek olarak, süperondansatör  uygulamaları yüksek pik akım / güç kullanımlarından daha düşük akım / daha uzun süreli uygulamalara kadar büyük ölçüde farklılık gösterir. Bu ihtiyaçlar, IEC / EN 62391-1, “Elektronik Ekipmanlarda kullanılan Sabit ve Çift Katmanlı Elektrik kondansatörleri “   tanımlanan test özellikleri ve parametre gereksinimleri ile ele alınmaktadır. Standart, deşarj  (boşalma ) akımı seviyelerine göre dört uygulama sınıfı tanımlar:

 -Özellikle kısa süreli çalışma gerektiren motorları sürmek için kullanılan enerji depolama, ,

- Uzun süreli çalışma için yüksek güç talebi

-Kısa çalışma sürelerinde bile birkaç yüz ampere kadar nispeten yüksek akım darbeleri veya tepe akımları gerektiren uygulamalar için anlık güç

-Bellek yedekleme.

 Başvurulan Kaynaklar:

Murata Supercapacitor Technical Note

Eaton Supercapacitor Application Guidelines

IEC 62391-1:2015, Fixed electric double layer capacitors for use in electronic equipment

Skeleton Technologies, Ultracapacitor Voltage, Temperature and Lifetime

Wikipedia Supercapacitor

 (Tercümedir)

Lityum Sülfür Pillerin Ticarileşmesi Neden Çok Zaman Alıyor?

Lityum iyon piller in bu kadar yaygın şekilde kullanılması elbette bir çok üstünlüğüne atfedilebilir. Şu an için yakın gelecekte bu pillerin alternatifinin olduğu düşünülmemekle beraber bir çok alternatifleri geliştirilmeye devam ediyor. Mesela lityum-sülfür piller teoride lityum-iyon pillerden çok daha enerji yoğun özellikteki pillerdir. Ne var ki bu pillerde görülen polisülfit iyonlarının mekik hareketi nedeniyle ömür beklentisi ve verimlilik çok ciddi ölçüde azalmaktadır. 

Li-ion pillerden farklı olarak, elektrotlar arasında hareket eden iyonlar, elektrotların içindeki moleküler deliklere girerek orada kalmak yerine elektrotların yüzeylerinde reaksiyona maruz kalırlar Yüzeydeki bu reaksiyonlar, katotun yüzeyinde, pil boşaldıkça boyut olarak küçülen polisülfit iyonları üretir. Başlangıç reaksiyonları katodun yüzeyinde zamanla Li2S'ye dönüşecek olan Li2S8 üretir.

Lityum Sülfür Piller ve Mekik Hareketi

Bu, Li-S pillerin çalışmasını sağlayan temel mekanizma olsa da, sülfür iyonları lityum iyonlarını emdiği ve polisülfit moleküllerinin katottan sızmasına neden olduğu için farklı iyonların çevrede bulunan elektrolite salınması önemli bir sorundur. , işlem sırasında bozunur.

İki polisülfür iyon formasyonu arasındaki temel fark, elektrolit içine sızanların, pil döngülerini bitirdiğinde (ilgili elektrotlarına geri dönebilen) tamamen parçalara ayrılmaması ve bunun da uzun dönemli pil verimliliği ve kararlılığını azaltmasıdır. 

Polisülfür iyonları elektrolitte çözünür ve bu da iki elektrot arasında 'mekik' hareketinin meydana gelmesini sağlar. Bu mekik hareketinde moleküler iyonlar, tekrar daha uzun zincir haline geldikleri katoda geçmeden önce anotta daha kısa polisülfit zincirlerine indirgenir. Elektrotlar arasında sürekli olarak hareket ettikleri için, hiçbir zaman nötr bir duruma geri dönmezler (yüzey polisülfür iyonları dönerken ) ve şarj ve deşarj mekanizmaları bakımından iş görmez hale gelirlerken aynı zamanda pilin şarj ve deşarj döngülerinin gerçekleşmesini kolaylaştırmak için mevcut olan iyon sayısını azaltırlar. 

Takımın yaptığı şey, vücudumuzda daha çok bir nöro-aktarıcı olarak görev alan glutamat molekülünü, en yaygın kullanıma sahip olan elektrolitlerden biri olan Li-S elektrolitine yani bis (triflorometansülfonil) imid (LiTFSI)'e az miktarda (% 4 oranında ) katmak oldu. 

Böyle küçük bir değişiklik, Li-S pillerde polisülfid birikmesi olmadan daha uzun çevrim sürelerinde çalışabilme anlamına gelmektedir. Bunun nedeni, polisülfit iyonları üzerinde itici bir etkiye sahip olan glutamatın, polisülfit iyonlarının katottan elektrolite sızma olasılığını azaltmasıdır.

Ticarileştirme Çabaları

Akademik düzeyde çok sayıda çalışma yapılırken, Li-S'nin endüstri tarafından büyük ölçekte üretilmeye başlanması ancak geçen yıl (2019) gerçekleşebilmiştir. [2,3]. İngiltere merkezli şirket Oxis Energy, dünyada Li-S'yi böyle bir ölçekte deneyen ve üreten ilk firmadır ve ilk etapta iyonların elektrolit tarafından bastırılmasından ziyade sızmasını önlemeye odaklanmıştır. Firma saf bir kükürt katotundan ziyade, karbon, kükürt ve diğer Li-S elektrotlarına göre daha yüksek bir verime sahip bir polimer bağlayıcıdan oluşan hibrit bir malzeme kullanmaktadır. Bu malzeme de katodun kimyasal olarak parçalanmasını ve polisülfit iyonlarının çevreleyen elektrolite sızmasını önleyen seramik bir kaplama (pasivasyon katmanı) ile korunmaktadır. 

Sonuç

Sonuçta, Li-S pillerinde polisülfür mekik hareketinin önlenmesi, enerji yoğunluklarının ticari Li-ion pillerden beş kata kadar daha fazla olabileceği göz önüne alındığında, bu piller için çok sayıda ticari fırsata imkan verebilecektir. Bütün cephelerde ciddi ilerlemeler kaydediliyor ve eğer araştırma uzun süreler boyunca istikrarlı ve verimli Li-S pilleri üretmeye devam ederse, ticari olarak kullanımlarını görmemiz pek uzun sürmeyecek ― ama yine de kitlesel olarak benimsenmesi uzun bir süre mümkün olmayabilir. 

Osram Bahçe Bitkileri Aydınlatmasında Kullanılacak Yeni bir LED Sunuyor

Doğru Dalgaboyunda ve Kompozisyonda Ledler İle Çok Verimli bir Bahçecilik(Seracılık) Mümkün!

Münih merkezli yüksek teknoloji şirketi Osram GmbH, kısa bir süre önce bahçecilik için yeni nesil LED aydınlatmasını tanıttı. Osram'ın “şu anda bahçecilik aydınlatması için en verimli LED” olarak tanımladığı 'Oslon Square Hyper Red' isimli ürün 660 nm dalga boyuna ve farklı bitkilerin ihtiyaç duydukları hassas ışık kompozisyonu ile aydınlatma yeteneğine sahip. Şirket yetkililerine göre:  “Bitkilerin büyümesi için esas olarak kırmızı (640 ila 700 nm) ve mavi ışığa (400 ila 490 nm) ihtiyaç duyuluyor ama doğru dalga boyunda ışığı yeterince alamazlarsa  fotosentezi süreci düzgün şekilde ilerlemiyor.”  Örneğin kırmızı ışık, biyokütle üretimini teşvik etmek için gerekli. Yüksek verimlilik gereksinimleri olan uygulamalar için Oslon LED, 350 mA sürücü akımı ile % 78  ve  250 mA'da % 80 verimlilik sağlar. Osram Opto Semiconductors Ürün Müdürü Yong Sheng Chew, "Önemli ölçüde iyileştirilmiş verimlilik değerleri müşterilerimizin enerji tasarrufu yapmalarına ve böylece sistemlerinin toplam maliyetini azaltmalarına yardımcı oluyor."diyor. İlave bir üstünlükleri ise daha önce boyutları 3,0 mm x 3,0 mm olan Oslon Square ürününün eski bir versiyonunu kullanan  sera işletmenlerinin  yeni LED'leri mevcut sistemlerine entegre edebilmeleridir.

.

Ticari Led Tüplere Geçiş Yapmak İçin En İyi 10 Nedeniniz!

Led Tüpler Floresan Tüpler Ve Armatürlere Alternatif Anlamda Mükemmel Bır Çözümdür. Floresan Armatürler Onlarca Yıldır Ofıs Ve Ticari Alanlarda Demirbaş Olarak Bulunmuştur Ancak Floresan Armatürlerın Yerine Retfofit Led Tüp Kullanan Şırketler Ciddi Anlamda Tasarruf Etmıştırler . İşte Sıze Retrofıt Led Tüplere Geçışı Düşünmek Içın Bırkaç Neden:

1. Düşük Enerji Tüketimi. T8 32 Watt Floresan Tüpü Yerıne 15 Watt Led T8 Tüp Armatür Kullanmak Aydınlatma Faturalarınızda Yaklaşık% 50 + Tasarruf Sağlar. Floresan Tüpler Çalışması Içın Bır Balasta Ihtıyaç Duyduğunu Ve Balastların Da Nomınal Güçten Yaklaşık% 15 Daha Fazla Tükettığını Unutmayın.

2. Azalan Bakım Malıyetleri. Tüm Led Tüp Aydınlatma Armatürler 50.000 Saat Içın Derecelendırılmıştır Ve Çok Zaman 5 Yıl Garantılıdır. Ofıs Lambalarının Günde 12 Saat Açık Ve Ayda Ortalama 20 Iş Günü Kabul Edılırse , Led Tüplerınız Onları Değıştırmenız Gerekmeden Neredeyse 15 Yıl Fazladan Çalışacaktır. Balastların Değıştırılmesı Dahıl Değıl, Bırkaç Yılda Bır Değıştırılmesı Gereken Floresan Tüplerle Karşılaştırın.

3. Azalan Soğutma Malıyetleri: Floresan Armatürler Yerıne Kullanılan Led Tüpler , Floresan Tüplerden Daha Az Isı Yayarlar. Bu, Aydınlatma Sıstemınız Tarafından Üretılen Isıyı Dengelemek Içın Daha Az Hvac Soğutmaya Ihtıyacınız Olacağı Anlamına Gelır. Bu, Sıcak Iklımlerde Ek Tasarruf Sağlar.

Retrofit Led Tüpler Florasan Tüplerin Yerine Kullanıldığında Beraberlerinde Çok Fazla Üstünlük Getirirler

4. Kırılmazlık : Bu Led Tüpler, Kırılmaz Özellıkte Istenıldığınde Oldukça Pahalı Olan Florasan Tüpler Içın Kusursuz Bır Alternatıftır. Artık Mevcut Altyapınızı Led Tüplere Dönüştürdüğünüzde Kırılmaz Floresan Tüplerı Ilgılendıren Hıçbır Malıyet Içın Endışelenmenıze Gerek Yok!

5. Tıtreşimsiz Aydınlatma: Floresan Tüpler İngılızcede Flicker Adı Verılen Ve Işığın Algılanması Esnasında Oluşan Bır Titreşim Gerçekleştirırler. Bu Tıtreşım Cıddı Sağlık Sorunlarına Neden Olur. Bunlar Arasında:

-Başağrıları

-Göz Yorgunluğu

-Nöbetler (Epılepsı) Vs Sayılabılır.

6. Cıva/ Pcb İçermemesi: Çoğu Floresan Tüp Cıva Içerır Ve Floresan Balastlar Pcb Yanı Polychlorınated Bıphenyls içerır. Sadece Bınalarında Cıva Bulunmasını Istemedığınden Floresandan Led'e Geçış Yapan Insanlar Var. Aynı Şekılde Pcb Konusunda Da Ihtıyatlı Davranıldığı Durumlar Vakı. Sağlığınızın Ne Kadar Önemlı Olduğunu Düşününce Bu Dönüşümlerın Gereklı Olduğu Aşıkardır.

7. Uğultunun Olmaması : Floresan Armatürlerde Balastlar Yaşlandıkça, Uğultu Çıkarma Olasılığı Artar. Genel Olarak Led Teknolojısi (Tüpler Dahil) Asla Uğuldamaz.

8. Daha iyi Bır Çalışma Ortamı:  Ofıs Ortamlarında Led Aydınlatma Florasanlara Göre Çok Daha Konforludur.

9. Lamba Eksiltme : Florasan Lambalar Sadece Bırebır Değıştırmede Sökme Takma Yönünden Değıl Daha Az Led Lamba Kullanıldığı Içın De Avantajlıdır. Hepsı Enerjı Tasarrufu Demek!

10. Titreşim, Florasan Tüplerın Alternatıf Akımla Çalışması Ve Bu Çalışmada Akım Dalgasının Kuzey Amerıka'da (Avrupa'da 50 Hz) 60 Hz'de Tekrarlaması Nedenıyle Oluşur. Yanı Sanıyede 60 Kez Açılıp Kapanıyor Gıbı Düşünebılırsınız. Led Doğru Akım Ile Beslenır. Doğru Akım Ise Tıtreşmez. Lambalarınızın Tıtreşmesıne Engel Olmak Içın Tüm Bınanızdakı Floresan Tüplerı Led Ile Değıştırın

11- Teşvık Konusudur: Led Aydınlatma Sıstemlerı Genellıkle Devlet Tarafından Teşvık Edılır. Enerjı Verımlılığı Konusu Hassas Bır Konudur. Kamunun Bu Konuda Teşvık Edılmesı Olağan Bır Süreçtır.

Zaman Duyarlı Ağ Nedir ve İşleyişi Nasıldır?

İsmi ister Profibus, ister Profinet ya da Ethercat olsun : Ağa bağlı gerçek zamanlı çözümler söz konusu olduğunda, endüstriyel alanda rekabet halinde bulunan çok sayıda farklı standart vardır. TSN tabanlı OPC / UA şimdi ilk kez tek tip bir çözüm sunabilir. Peki bu çözümün arkasında ne var?

Standart Ethernet'in dünya çapında elde ettiği muazzam başarı, yaygınlığı ve kullanılabilirliği ile karşılaştırıldığında, gerçek zamanlı Ethernet’te durum tamamen farklıdır: Burada, öncelikle patentli ve kendi arasında uyumsuz bir takım yöntemler söz konusudur. TSN'nin standardize edilmesiyle, yine uzun süredir mevcut olan OPC UA protokolünde çok ihtiyaç duyulan standardize bir uzantı ve bu uzantının bir açık kod lisansıyla temin edilebilirliğiyle bu olumsuzluklar giderilebilecektir. 

Bu makale TSN ve OPC UA'nın yayınla-ve-abone ol uzantılarının teknik temelini açıklanmakta ve eski bir rüyanın nasıl gerçeğe dönüşebileceğinin bir yöntemini göstermektedir: Herkes için sınırsız ve gerçek zamanlı Ethernet!

Gerçek-Zamanlı nedir, Bu tür Sistemler Nasıl Tanımlanmalıdır?

"Gerçek zamanlı" terimi bugün gerçek anlamı günlük hayattaki kullanımıyla birebir uygunluk göstermemesine rağmen uzun zaman önce ortaya atılmıştır. Çünkü sözcük gerçek anlamına dayanacak olursa "gerçek zamanlı", "doğru zaman", yani belirli bir yerde belirli bir zamanda geçerli olan zaman anlamına gelmelidir. Bu "doğru zaman" ın gerektiği gibi monoton bir şekilde ilerlememesinden ileri gelen bir zayıflığı vardır ve hatta kimi zaman otomatik veya manuel olarak ayarlanması da gerekmektedir. Böyle bir güncelleme ihtiyacı, örn. gök cisimlerinin mekanik düzensizlikleri nedeniyle düzeltme saniyeleri ekleyerek, normal saatten yaz saatine geçiş gibi keyfi zaman atlamaları ile veya mobil sistemlerin başka bir zaman dilimine taşınmasıyla oluşmaktadır. 

Ancak günümüzde kendini adamakıllı kabul ettirmiş olan “gerçek zamanlı” terimi, bu anlama gelmemektedir, bilakis tipik maksimum süre içerisinde öngörülemeyen dış olaylara tepki verebilen ve bu nedenle zaman atlamaları olmadan çalışmaya devam eden bir saate gereksinim duyan sistemlere karşılık gelmektedir . Bu tür sistemlere daha makul bir deyişle "deterministik yani belirlenimci sistemler" denmelidir; Ayrıca bir sistemin tepki vermesi geçmesi gereken azami sürenin de verilmiş olması arzu edilen bir durumdur. 

DIN 4102-5 standardında "T" harfi ve kapıların yangına kaç dakika dayanacağı bilgisine (T30- T60-T90 vs..) karşılık düşen bir sayı ile tanımlanan yangına dayanıklı kapıların sınıflandırılmasına dayanarak yaygın ancak yanlış bir şekilde gerçek zamanlı sistemler olarak adlandırılan sistemler, “D” harfi ve ardından bir sayı ile tanımlanabilmektedir. Bu sayı bu durumda mikrosaniye cinsinden maksimum tepki süresini gösterir. Örneğin, endüstriyel kontrollerde kullanılan standart 1 GHz işlemci tipik olarak maksimum 100 μs tepki süresine sahiptir ve buna göre bir D100 sistemi olarak adlandırılabilir. Grereksinimler de bu şekilde sınıflandırılabilirler: En geç 500 μs içerisinde yanıt vermesi gereken bir endüstriyel kontrol sistemine ihtiyaç duyulduğunda “D500 gereksinimi”nden bahsetmek gerekecektir.

TSN Zaman Duyarlı Ağlar  Layer 2 Teknolojisidir. 

Bu arada, “gerçek zamanlı” teriminin az önce bahsettiğimiz bu bir nevi bulanıklaşması, özellikle Linux gerçek zamanlı programlama ile ilintili olarak olarak ciddi bir karmaşaya neden olmuştur. Çünkü Linux çekirdeğindeki çeşitli saatler için önişlemci tanımları, "gerçek zamanlı" terimini gerçek anlamıyla kullanır ve aktüel saati esas alan , ancak atlamalar yapabilen saati CLOCK_REALTIME ve gerçek zamanlı uygulamalarda kullanılması zorunlu olan, monoton ve sürekli olarak ilerleyen saati ise CLOCK_MONOTONIC olarak tanımlar. Bununla birlikte, determinizm/belirlenimcilik gereksinimini “gerçek zamanlı” gereksinim olarak adlandırmak günümüzde olağan ve değişmeyen bir uygulama olduğundan, bu makalede bu durum bu şekilde ele alınmaya devam edecektir.

Gerçek-Zamanlı Ethernet Nedir?

Gerçek zamanlı bir sistemden deterministik tepki vermesi beklendiği gibi, gerçek zamanlı Ethernet'in de deterministik bir iletim(transport) tepkisi olmalıdır. Bu şu demek: Bir ağ paketi gönderilmesi istendiğinde, bu paketin hedef bilgisayara belirli bir zamanda güvenilir bir şekilde ulaşmasını garanti edecek şekilde yapılandırılabileceği anlamına gelir. Ve yine kaçınılmaz olarak bu, ağ paketinin bir kullanıcı programı tarafından öngörülebilir bir zamanda alındığı ve işlendiği anlamına gelir. Bu bağlamda, pratik nedenlerden dolayı, gönderen ve alıcının işletim sisteminin gerçek zamanlı olma kabiliyetine sahip olması, gerçek zamanlı Ethernet için temel bir ön koşuldur. Teorik olarak gerçek zamanlı olmayan bir bilgisayara gerçek zamanlı bir iletim katmanı kurabilirsiniz, ancak bunun pratik bir kullanımı neredeyse hiçbir şekilde olmayacaktır. 

Gerçek Zamanlı Ethernet'e İki Farklı Yaklaşım

İki Bilgisayarın UDP ile Bağlantısı

Gerçek zamanlı Etherneti mümkün kılabilmek için 1. paketin bir kullanıcı programı aracılığıyla gönderilmesi, 2. bu paketin vericinin ağ adaptörü aracılığıyla 3. alıcının ağ adaptörüyle fiziksel bağlantı üzerinden ve 4. ağ iletisi bekleyen kullanıcı programının çalışmaya devam etmesine kadar olan kısmın tümü bu sıralamanın öncelikli olarak gerçekleşmesini temin edecek şekilde kurgulanabilir. Gönderen ve alıcı bilgisayarlarda gerçek zaman özellikli bir işletim sistemi yüklüyse, her iki bilgisayar özel ve çift yönlü olarak birbirine bağlanırsa, başlangıçta bu ağ bağlantısı üzerinden aynı anda başka bir ağ trafiği gerçekleştirilmezse ve özellikle basit bir protokol olan UDP kullanılırsa, o zaman prensipte gerçek zamanlı - Ethernet bağlantısı kurulabilir. Bu koşullardaki bir ağ bağlantısının birleştirilmiş iletim ve alım süresi ölçülmüştür. Günde iki kez yaklaşık üç saat boyunca birer ölçüm gerçekleştirildi. Bu ölçümlerde ağ paketleri 500 μs'lik bir döngü aralığı ile gönderildi, hemen gönderene geri gönderildi ve süreleri kaydedildi. Birbirini 5 dakika aralıklarla takip eden gönderme ve alma işlemlerinin 343 mikrosaniyeyi asla geçmediği görülmüş olup bu bağlantının gerçek zamanlı bir Ethernet bağlantısına uygun olduğu kabul edilmiştir. 

Açıklanan yöntem, gerçek zamanlı olmayan başka ağ trafiğine de izin verilebilecek şekilde optimize edilebilir. Bu, sanal yerel ağ (VLAN) kullanılarak fiziksel ağın mantıksal alt ağlara bölünmesi ve işleme önceliklerinin atanması yardımıyla yapılır. Bu durumda gerçek zamanlı olması istenen UDP ağ paketleri yüksek öncelikli VLAN eth1.2 (Şekil 2) üzerinden gönderilirken, aynı zamanda diğer ağ trafiği 20 Mb / s'ye kadar çıkabilen yüksek bant genişliği ancak eth1.3 üzerinden düşük VLAN önceliği ile gerçekleştirilmiştir. 

VLAN'a sahip ağ anahtarları temin edilebilir olduğundan, özellikle açık kaynaklı lisanslı yazılım ile gerçekleştirilebilen söz konusu bu yöntem, uygun özellikte genişletilmiş bir topolojide de kullanılabilir. Ancak başka bilgisayarların ilavesi mümkün değildir ve yöntemin önemli bir zayıf yanı olarak , bu gerçek zamanlı ağ bağlantısı üzerindeki tüm zaman verilerinin her zaman için vericinin zamanını referans alması gerektiği hususuna dikkat edilmelidir. Bu bağlamda alıcı, yalnızca gönderenin zamanını referans alarak yanıt paketleri veya bağımsız yeni paketler gönderebilir. Bununla birlikte, birçok durumda, ilgili tüm bilgisayarların aynı sistem saatini referans alarak ağ paketi gönderip alabilmesi ve Nesnelerin İnterneti gibi aktüel gereksinimlerin sisteme bağlı çok sayıda bilgisayarla gerçekleştirilmesi istenen bir şey olduğundan , bu yöntem evrensel olarak kullanılabilir gerçek zamanlı etherneti gerçekleştirme yolunda geleceği parlak bir yöntem değildir. 

2. Zaman Duyarlı Ağ (TSN)

Gerçek zamanlı Ethernet için temelde farklı ikinci bir yaklaşım, ağa bağlı tüm bilgisayarların zaman bakımından yüksek hassasiyetle senkronize olduğu varsayımından yola çıkar. Gerekli saat sapması, boyut olarak internet üzerinde Ağ Zaman Protokolü (NTP) ile elde edilebilecek olandan daha düşüktür. NTP yönteminde milisaniye aralığında maksimum sapmalar elde edilebilirken, üniversal olarak gerçek zamanlı Ethernet için mikro saniyelerin altında bir zaman aralığında bilgisayar senkronizasyonu gereklidir. Ağdaki bilgisayarlar tanımlı azami saat sapması eşliğinde bu kadar yüksek hassasiyetle senkronize edilirse ve ağ paketlerinin belirli bir noktada ve bilinen bir iletim hızıyla gönderilmesine olanak veren bir gönderim yöntemi gerçekleştirilebilirse bir ağ paketinin mümkün olan en geç alınma süresi tam olarak ve bu şekilde tahmin edilebilir. Gerçek zamanlı Ethernet de bu sayede başarılmış olur. 

Zamana duyarlı ağ (TSN) terimi altında özetlenen farklı yöntemlerin ardındaki yaklaşımlar arasında bu ve daha pek çok yaklaşım bulunmaktadır. Bir istisna dışında, bu yöntemler IEEE 802.1Qxx grubunda standartlaştırılmıştır. Bu istisnada , IEEE 1588 olarak uzun zaman önce standartlaştırılan ve yakın gelecekte IEEE 802.1AS-rev standardı altında yayınlanması beklenen Hassas Zaman Protokolü'nün (PTP) özel bir profilini kullanan yüksek hassasiyetli bilgisayar senkronizasyonu söz konusudur. Toplamda ondan fazla farklı standart TSN'nin farklı bileşenlerini tanımlayacaktır; ancak, bunların sadece küçük bir kısmı benimsenmiş olup Linux veya Linux altında çalışabilen ağ donanımını kullanan yöntemler bulunmaktadır. 

Yukarıda adı geçen IEEE 802.1Q içerisinde derlenmiş olan tüm standartlar ve tabii ki VLAN, Açık Sistemler Bağlantısı (OSI) referans modelinde tanımlanan katmanlardan Bağlantı-Katmanı ile ilintiliyken, TSN yardımıyla gerçek zamanlı Ethernet’in gerçekleştirilebilmesi için ,neredeyse tüm katmanlarda ilave bileşenler gerekir. (Tablo 2).

Bu, TSN tabanlı gerçek zamanlı Ethernet'in başarılı bir şekilde sunulabilmesini sağlamak için farklı alanlardan uzmanların birlikte çalışması gerektiği anlamına gelir. Burada;

TSN destekli ile Ağ Donanımı : Ağ adaptörü, Anahtar, Yönlendirici 

Ağ adaptörü için Linux sürücüsü

Uygulama programları için Kütüphaneler

TSN bileşenlerinin konfigürasyonu için Uygulama Programlar 

 gerekli bileşenlerdir.