Fixed 400 Hz + PCA or mobile GPUs — how should an airport phase stand electrification?

When an aircraft is on stand, it needs electrical power and conditioned air. It can get them three ways: run its own Auxiliary Power Unit (APU) — the dirtiest and most expensive option — take power from a mobile diesel…

عندما تكون الطائرة في موقفها، تحتاج إلى طاقة كهربائية وهواء مكيف. يمكنها الحصول عليهما بثلاث طرق: تشغيل وحدة الطاقة المساعدة الخاصة بها (APU) - الخيار الأكثر تلوثًا وتكلفة - أو أخذ الطاقة من وحدة طاقة أرضية متنقلة تعمل بالديزل ووحدة هواء متنقلة، أو الاتصال بـ الطاقة الأرضية الثابتة 400 هرتز والهواء المكيف مسبقًا (PCA) المدمجة في الموقف. القرار الاستراتيجي للمطار ليس "أيهما أفضل نظريًا" - فالخيار الثابت هو الأفضل - ولكن كيفية التدرج في الانتقال إلى البنية التحتية الثابتة عبر ساحة طيران حقيقية ذات أنواع مواقف مختلطة وميزانية رأسمالية. هذا الملخص يتعلق بقرار تسلسل التحديث، وليس أساسيات كيفية عمل الطاقة بتردد 400 هرتز.

مصادر الطاقة الثلاثة، مصنفة

المصدر	الانبعاثات في الموقف	التكلفة لكل دورة	البنية التحتية	أفضل دور
APU (خاص بالطائرة)	الأعلى (احتراق وقود الطائرات)	الأعلى	لا شيء	الملاذ الأخير؛ القضاء عليه حيثما أمكن
GPU متنقلة بالديزل + وحدة هواء	عالية (ديزل) ولكن أقل من APU	متوسطة؛ وقود + عمالة	الحد الأدنى	المواقف النائية/الانتقالية؛ خطوة وسيطة
ثابت 400 هرتز + PCA	صفر في الموقف (طاقة الشبكة)	الأقل لكل دورة	رأسمالية عالية	المواقف الدائمة ذات الجسور/الاتصال

الهدف الأساسي من كهربة المواقف هو دفع الطائرات لأسفل هذا الجدول - الخروج من APU أولاً، ثم الخروج من الديزل - بحيث تصبح ساحة الطيران أكثر هدوءًا ونظافة وتكلفة تشغيل أقل.

لماذا الخيار الثابت هو الفائز على المدى الطويل - ولماذا لا يمكنك تنفيذه في كل مكان مرة واحدة

الطاقة الثابتة 400 هرتز و PCA، المستمدة من الشبكة، لها أدنى تكلفة تشغيل لكل دورة انطلاق وصفر انبعاثات محلية في الموقف. لكنها تتطلب رأس مال حقيقي وأعمال مدنية: كابلات، حفر أو وحدات منبثقة، محطة PCA والعمود الفقري الكهربائي لتغذيتها. نقطتان تقنيتان تشكلان عملية التحديث:

PCA هو حمل كهربائي كبير. يمكن لضواغط وحدة PCA أن تسحب طاقة تقارب تقريبًا طاقة الطائرة نفسها لفترة وجيزة، لذلك يجب أن يأخذ التصميم الكهربائي للموقف في الاعتبار ما إذا كانت GPU و PCA تشتركان في دائرة واحدة أو تعملان على تغذيات منفصلة. التقليل من شأن هذا هو خطأ شائع في التحديث.
يجب أن يعكس الت dimensioning أسوأ حالة حرارة. في ظروف الخليج، يتم دفع حمل PCA بواسطة تبريد مقصورة ساخنة، لذلك يجب أن تكون السعة مصممة لأسوأ حالة في الصيف، وليس المتوسط - فـ PCA صغير الحجم ببساطة لا يمكنه خفض درجة حرارة مقصورة A380 في ظهيرة درجة حرارتها 45 درجة مئوية.

لذلك لا يمكنك كهربة ساحة الطيران بأكملها في خطوة واحدة. المسار الواقعي هو إعطاء الأولوية للمواقف التي تعود بأسرع مردود وجسر الباقي بوحدات GPU متنقلة.

قرار التدرج - تسلسل عملي

1. استهدف أولاً مواقف الاتصال عالية الاستخدام. يشهد الموقف المجهز بجسر والمشغول العديد من الدورات يوميًا؛ القضاء على APU والديزل هناك يوفر أكبر توفير في الانبعاثات والوقود لكل وحدة رأسمالية. هذه هي المرشحة الأولى للطاقة الثابتة 400 هرتز + PCA.

2. استخدم وحدات GPU المتنقلة كجسر على المواقف النائية والانتقالية. حيث لم يتم تركيب البنية التحتية الثابتة بعد، أو حيث يتم استخدام المواقف بشكل متقطع، لا تزال وحدة GPU المتنقلة تخرج الطائرة من وضع APU - مكسب حقيقي للانبعاثات والضوضاء على المدى القريب - بدون رأس مال الأعمال الثابتة. تدعم الوحدات المتنقلة النشر التدريجي وتعزز استمرارية التشغيل أثناء تنفيذ البرنامج المدني.

3. اختر وحدات هجينة متنقلة لتقليل انبعاثات الجسر نفسه. وحدة GPU التي تعمل بالديزل فقط هي ملوثة بذاتها. وحدات GPU الهجينة التي تنتقل بذكاء بين المحرك والبطارية (فئة ElectroAir's APA-65 / EACR-45 هي مثال واحد) تقلل الوقود والضوضاء والانبعاثات مقارنة بالديزل مباشرة، ووحدات eGPU البطارية (مثل ITW GSE 7400، حيث يُذكر أن استبدال وحدة GPU ديزل واحدة يتجنب حوالي 50,000 كجم من ثاني أكسيد الكربون سنويًا) تذهب أبعد من ذلك حيث تتوفر الشحن. خطوة الجسر لا يجب أن تكون قذرة.

4. بناء القدرة الكهربائية قبل النشر الثابت. لأن أحمال PCA ثقيلة، غالبًا ما تحتاج سعة الشبكة ومحطة المحولات إلى التحديث قبل إضافة نقاط ثابتة على نطاق واسع. رتب تسلسل العمود الفقري الكهربائي حتى لا يصبح عنق الزجاجة الذي يعطل الحفر المثبتة.

5. طابق المعدات مع مزيج الطائرات. ضع أبعاد الطاقة الثابتة والمتنقلة ليناسب أكبر نوع عادي (مواقف A380/Code-F تحتاج أكثر من مواقف الطائرات ضيقة الجسم). عادة ما يتم تحديد سعة GPU في نطاق 90–180 kVA للطائرات الأكبر؛ اختر التصنيف من أسوأ حالة طلب في الموقف، وليس المتوسط.

أهمية دول مجلس التعاون الخليجي

حالة الكهربة في الخليج قوية بشكل غير عادي لسببين. أولاً، الوقود والانبعاثات: وحدات APU ووحدات GPU التي تعمل بالديزل تحرق الوقود في ساحة طيران ساخنة بالفعل، وإخراج الطائرات إلى طاقة الشبكة الثابتة يزيل كلاً من التلوث المحلي وتكلفة وقود ذات مغزى. ثانيًا، الطلب على PCA مدفوعًا بالحرارة: تبريد مقصورة مشبعة بالحرارة في صيف دبي أو الدوحة أو الرياض هو حمل كبير ومستمر، مما يرفع من قيمة PCA الثابتة الفعالة ويجبر على الت dimensioning الكهربائي الدقيق. المحاور التي تشغل أساطيل كبيرة من A380/الطائرات عريضة الجسم لديها مواقف اتصال عالية الاستخدام حيث تعود الطاقة الثابتة 400 هرتز + PCA بأسرع مردود - ونمو المواقف النائية حيث تقوم وحدات GPU الهجينة المتنقلة بسد الفجوة.

قيود صريحة

البنية التحتية الثابتة كثيفة رأس المال ومدمرة للتركيب على ساحة طيران عاملة، وعائدها يعتمد على استخدام الموقف - النقطة الثابتة على موقف نادر الاستخدام قد لا تبرر تكلفتها أبدًا، وهذا بالضبط هو السبب في أن وحدات GPU المتنقلة تظل الإجابة الصحيحة هناك. الوحدات المتنقلة، حتى الهجينة، لا تطابق انبعاثات الصفر في الموقف للطاقة الثابتة المغذاة بالشبكة؛它们是 جسر، وليس وجهة. ووضع أبعاد PCA في الحرارة الشديدة صعب حقًا - تحقق من السعة مقابل أسوأ حالة في الصيف، وليس التصنيفات الاسمية للبائع.

خلاصة القول

كهربة حسب الأولوية: القضاء على APU في كل مكان أولاً، ثم تحويل مواقف الاتصال عالية الاستخدام إلى طاقة ثابتة 400 هرتز + PCA حيث يبرر حجم الدورات رأس المال، وجسر المواقف النائية والانتقالية بوحدات GPU متنقلة هجينة أو بطارية في غضون ذلك. ضع أبعاد كل شيء - خاصة PCA - لأسوأ حالة في صيف الخليج، وابنِ العمود الفقري الكهربائي قبل النقاط الثابتة حتى لا يصبح قيدًا.

كيف ينبغي لمدرج مطار أن يتحول إلى الكهربة مع وحدات معالجة رسومات ثابتة 400 هرتز + PCA أو متنقلة؟