Przywracania zasilania po powodzi w lutym 2026 w portugalskim Alcácer do Sal.

Artykuł Powodziowe pogotowie energetyczne pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Gniazdo L3+N na zaciski śrubowe pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Na terenach silnie zurbanizowanych, charakteryzujących się dużym zagęszczeniem zabudowy, planowanie prac eksploatacyjnych i modernizacyjnych wymaga szczególnej uwagi. Dla Stoen Operator, który jest odpowiedzialny za dostawy energii elektrycznej na terenie Warszawy i okolicznych gmin, kluczowym priorytetem jest minimalizowanie przerw w zasilaniu.

– Kable elektroenergetyczne są głównym elementem systemu przesyłu energii, zwłaszcza w sieciach o napięciu do 15 kV – mówi Dymitr Bujakowski, kierownik inwestycji w Stoen Operator. – Nasza sieć w znacznym stopniu jest zbudowana z linii kablowych. Dla sieci średniego napięcia tzw. stopień skablowania wynosi 96%, natomiast dla sieci niskiego napięcia osiąga on 82%. Choć technologia wykonania kabli może się różnić, to podstawowe elementy ich budowy są podobne.

Znaczenie wyładowań niezupełnych

Uszkodzenia izolacji czy niepoprawnie wykonane połączenia między kablami należą do najczęstszych przyczyn awarii w sieciach kablowych. Jednym z parametrów oceny stanu technicznego kabli są tzw. wyładowania niezupełne. Pozwalają one na wczesnym etapie wychwycić drobne wady, które zmniejszają trwałość izolacji.

Mikroskopijne pęcherzyki gazu, obecność obcych cząsteczek czy nawet drobne uszkodzenia struktury izolacji obniżają jej wytrzymałość, co zwiększa ryzyko wystąpienia wyładowań elektrycznych. To zjawisko, które polega na gwałtownym przepływie prądu przez materiał, w normalnych warunkach nieprzewodzący elektryczności. W przypadku wyładowań niezupełnych dochodzi jedynie do częściowego przebicia izolacji, jednak ich powtarzalność i natężenie sprawiają, że zwiększa się podatność materiału na działanie czynników zewnętrznych, takich jak temperatura czy naprężenia mechaniczne. W efekcie osłabione obszary stają się bardziej narażone na awarie.

Monitoring i diagnostyka

Stoen Operator, we współpracy z firmą ModemTec, zakończył testy pilotażowe dotyczące monitorowania wyładowań niezupełnych w kablach średniego napięcia. Zastosowane podczas badań urządzenie PD Doctor, wykorzystujące autorską technologię, umożliwia precyzyjne wykrywanie tych zjawisk na wczesnym etapie ich występowania.

– Rozwiązanie, z którego korzystamy w tych testach, pozwala nam uzyskiwać precyzyjne dane pomiarowe bez konieczności odłączania kabla spod napięcia. Sygnały są prezentowane w przejrzysty i intuicyjny sposób, a dodatkowo możliwe jest archiwizowanie danych historycznych. To pozwala śledzić zmiany w czasie i wspiera podejmowanie decyzji eksploatacyjnych. W ten sposób obserwujemy zmiany zachodzące w izolacji kabla elektroenergetycznego oraz mamy możliwość określenia tempa jego starzenia – dodaje ekspert stołecznego operatora sieci dystrybucyjnej.

Ważna jest także możliwość ręcznego ustawienia wartości ostrzegawczych. W sytuacji, gdy zostają one przekroczone, pracownik pogotowia energetycznego otrzymuje powiadomienie. Może zatem odpowiednio wcześnie zareagować i zaplanować modernizację tego elementu. Dzięki temu spółka skraca czas potrzebny na zlokalizowanie i usunięcie awarii. A to wpływa na poprawę kluczowych wskaźników niezawodności sieci, takich jak SAIDI i SAIFI, które określają czas i częstotliwość występowania przerw w dostawie energii.

– Monitoring poziomu wyładowań niezupełnych jest kolejną wdrażaną u nas technologią, która optymalizuje zarządzanie infrastrukturą elektroenergetyczną. Dodatkowo rozwiązanie to przyczynia się do zwiększenia bezpieczeństwa i niezawodności dostaw energii elektrycznej. Wczesna diagnostyka i przewidywanie potencjalnych awarii na podstawie danych historycznych umożliwiają minimalizację strat, redukcję kosztów awaryjnych napraw oraz zwiększenie stabilności systemu elektroenergetycznego. A to finalnie przekłada się na wyższą jakość usług dla odbiorców końcowych – podsumowuje dotychczasowe wyniki Dymitr Bujakowski.

Źródło: Stoen Operator

Artykuł Nowa metoda oceny stanu technicznego kabli w sieci Stoen Operator pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Autentyk z USA – klient zgłaszał “nietypowy zapach” w garażu… Źródło: Reddit

Artykuł Tymczasowe zasilanie pompy ciepła w oczekiwaniu na modernizację rozdzielnicy pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Zasilanie na gniazdo bocianie pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Co oznacza życie off-grid?

Życie off-grid to funkcjonowanie bez podłączenia do publicznej sieci energetycznej, wodociągowej czy kanalizacyjnej. Oznacza to pełną niezależność i konieczność samodzielnego pozyskiwania energii, wody oraz ciepła. Wbrew pozorom nie jest to wyłącznie wybór osób mieszkających na odludziu – coraz więcej gospodarstw domowych decyduje się na częściową autonomię, np. poprzez instalację paneli fotowoltaicznych czy przydomowych elektrowni wiatrowych.

Jak zasilać dom bez dostępu do sieci energetycznej?

Życie poza siecią energetyczną wymaga przemyślanego podejścia do zasilania. Kluczowe są odnawialne źródła energii, które pozwalają uniezależnić się od zewnętrznych dostawców prądu. Do najpopularniejszych rozwiązań należą:

• Panele fotowoltaiczne – najlepsza opcja dla osób mieszkających w miejscach z dużą ilością światła słonecznego. Energia słoneczna jest darmowa, a nowoczesne panele osiągają wysoką sprawność nawet w pochmurne dni.
• Turbiny wiatrowe – doskonałe uzupełnienie paneli fotowoltaicznych, zwłaszcza tam, gdzie wieją silne wiatry. Można je stosować jako główne źródło energii lub wsparcie dla innych systemów.
• Instalacje wodne – jeśli w pobliżu znajduje się rzeka czy strumień, można wykorzystać mikrohydroelektrownie, które działają przez całą dobę niezależnie od warunków atmosferycznych.

Samo wytworzenie energii to dopiero początek – trzeba ją jeszcze magazynować. Jak to zrobić?

Najlepsze sposoby na magazynowanie energii

Odnawialne źródła energii nie zawsze zapewniają stały dopływ prądu, dlatego konieczne jest jego magazynowanie. Tutaj z pomocą przychodzą przenośne stacje zasilania, takie jak EcoFlow DELTA 3 Plus, która oferuje pojemność na poziomie 1kWh z możliwością rozbudowy do 5 kWh. Moc wyjściowa sięgająca 1800 W (lub 2400 W w trybie X-Boost) pozwala zasilać zarówno małe urządzenia, jak i większe sprzęty AGD.

Jakie są zalety przenośnej stacji zasilania?

• Elastyczność ładowania – możliwość ładowania z różnych źródeł, takich jak panele fotowoltaiczne, sieć elektryczna czy generator.​
• Szybkie ładowanie – wiele modeli można naładować do 80% w mniej niż godzinę.
• Cicha praca – w przeciwieństwie do klasycznych agregatów nie hałasują i nie emitują spalin.
• Mobilność – można je zabrać na działkę, w teren lub używać w domu jako zabezpieczenie na wypadek awarii sieci.

Jak ogrzać dom bez prądu?

Energia elektryczna to jedno, ale co z ogrzewaniem? Zimą brak dostępu do sieci oznacza konieczność alternatywnych rozwiązań. Wśród najczęściej wybieranych opcji znajdują się:

• Piec na drewno lub pellet.
• Pompy ciepła – choć wymagają prądu, mogą być zasilane energią zmagazynowaną w stacji zasilania lub paneli słonecznych.
• Ogrzewanie gazowe – przy dostępie do butli z gazem to niezawodne źródło ciepła.

Najlepszym rozwiązaniem jest połączenie kilku metod, aby zapewnić stabilność i komfort cieplny niezależnie od pogody czy pory roku.

Czy życie off-grid jest dla każdego?

Mieszkanie poza siecią energetyczną nie jest dla każdego, ale z roku na rok zyskuje na popularności. Własne źródła energii, nowoczesne systemy zasilania i ekologiczne sposoby ogrzewania sprawiają, że można żyć wygodnie i bez obaw o rosnące rachunki.

Nie musisz od razu przeprowadzać się w na odludzie, aby czerpać korzyści z niezależnego zasilania. Już teraz warto pomyśleć o panelach fotowoltaicznych czy stacji zasilania EcoFlow jako zabezpieczeniu na wypadek przerw w dostawie prądu. Nie czekaj, aż wzrost cen energii zmusi Cię do działania. Sprawdź, które rozwiązanie najlepiej pasuje do Twoich potrzeb i zacznij oszczędzać już teraz!

Artykuł Czy można żyć bez dostępu do sieci energetycznej? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Dobór paneli fotowoltaicznych do stacji zasilania – na co zwrócić uwagę?

Nie każdy panel słoneczny będzie pasował do każdej stacji zasilana. Aby cały system działał sprawnie i wydajnie, trzeba zwrócić uwagę na kilka ważnych parametrów:

• Moc paneli – im większa, tym szybsze ładowanie. Musi być jednak dopasowana do wymagań stacji. Zbyt słabe panele będą ładować ją bardzo długo, a zbyt mocne mogą być niekompatybilne.
• Napięcie i natężenie prądu – powinny mieścić się w zakresie obsługiwanym przez stację.
• Typ złączy – sprawdź, czy panele mają odpowiednie złącza, czy konieczny będzie zakup dodatkowych adapterów.
• Możliwość łączenia paneli – niektóre stacje umożliwiają podłączenie kilku paneli jednocześnie, co zwiększa efektywność ładowania.
• Mobilność – składane, lekkie panele są wygodne w transporcie, ale mniej wydajne niż większe modele stacjonarne.

Informacje dotyczące zalecanej mocy, napięcia, natężenia, obsługiwanych złącz czy możliwości łączenia paneli zazwyczaj znajdziesz w specyfikacji lub instrukcji obsługi stacji.

Aby uniknąć problemów z kompatybilnością, warto postawić na gotowe zestawy. Ciekawą opcją są dostępne w ofercie EcoFlow systemy fotowoltaiki balkonowej, które często obejmują stację zasilania, mikroinwerter i panele fotowoltaiczne. Decydując się na takie rozwiązanie, zyskujesz pewność, że urządzenia są dobrze dopasowane, co zapewnia maksymalną wydajność i bezproblemową konfigurację.

Jak podłączyć panele fotowoltaiczne do stacji zasilania?

Gdy masz już odpowiednie panele, czas je podłączyć. W większości przypadków proces jest bardzo prosty, ale warto znać kilka istotnych zasad, aby wszystko działało efektywnie i bezpiecznie.

• Bezpośrednie połączenie – dla przykładu panele EcoFlow wykorzystują standardowe złącza MC4, a stacje zasilania są wyposażone w porty XT60 lub XT60i. Do ich połączenia wystarczą przewody MC4 do XT60 (albo XT60i), które wchodzą w skład niektórych zestawów lub są dostępne w oddzielnej sprzedaży.
• Łączenie kilku paneli – jeśli Twoja stacja może być ładowana przez większą liczbę paneli, zazwyczaj masz do wyboru dwa sposoby podłączenia: układ szeregowy (zwiększa napięcie, ale natężenie pozostaje na poziomie pojedynczego panelu) lub równoległy (zwiększa natężenie, ale napięcie pozostaje bez zmian). Zanim zdecydujesz się na konkretną konfigurację, sprawdź w specyfikacji lub instrukcji obsługi swojej stacji, jakie opcje są obsługiwane.

Jak uzyskać maksymalną wydajność paneli?

Samo podłączenie paneli do stacji zasilania to nie wszystko. Aby uzyskać jak największą wydajność, trzeba mieć na uwadze kilka ważnych kwestii:

• Odpowiedni kąt – najlepsze efekty osiągniesz, ustawiając panele pod kątem około 30-40° do powierzchni ziemi. Zimą warto zwiększyć nachylenie do nawet 45-60°, aby lepiej wykorzystać niskie położenie słońca.
• Kierunek ustawienia – w naszej szerokości geograficznej panele powinny być skierowane na południe.
• Unikaj zacienienia – nawet niewielki cień, na przykład od drzew czy budynków, może znacznie obniżyć wydajność paneli.
• Czystość – kurz, pył czy liście mogą blokować światło i zmniejszać efektywność ładowania. Dlatego należy pamiętać o utrzymywaniu paneli w czystości.

Panele fotowoltaiczne to doskonały sposób na ekologiczne i wydajne ładowanie przenośnych stacji zasilania – nawet w miejscach bez dostępu do sieci energetycznej. Wiedząc, jak je dobrać, podłączyć i ustawić, możesz z łatwością uzyskać maksymalną efektywność i nie obawiać się problemów z dostępem do prądu. Czerp energię ze słońca i zadbaj o niezawodne działanie potrzebnych urządzeń niezależnie od okoliczności!

Więcej informacji na www.sklep.ecoflow.com.pl/

Artykuł Jak ładować przenośną stację zasilania za pomocą paneli solarnych? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Dziś przedstawię Wam, jak zbudować taką stację domową. Powiem również, na co zwrócić uwagę i jakie funkcje powinna posiadać, aby pracowała niezawodnie, jak najdłużej i przede wszystkim, żeby była bezpieczna w eksploatacji.

Miejsce montażu

Jedną z pierwszych rzeczy, nad którymi powinniśmy się zastanowić, jest lokalizacja montażu stacji ładowania. Powinna ona być wybrana w taki sposób, aby wszystkie czynności związane z ładowaniem były zawsze bezpieczne. Podłączenie pojazdu powinno być możliwe bez użycia przedłużaczy lub bębnów kablowych. Stacja ładowania powinna być zatem zainstalowana w bezpośrednim sąsiedztwie miejsc parkingowych, które mają być zasilane.

Stację ładowania należy dobrać do warunków otoczenia. W miejscu jej pracy należy zapewnić odpowiednie oświetlenie. W zależności od miejsca instalacji i sposobu użytkowania, stacja ładowania powinna spełniać wymagania dotyczące czynników środowiskowych: wytrzymałości mechanicznej (ochrona przed uderzeniami, wandalizmem), odporności na warunki atmosferyczne (odpowiedni stopień ochrony, zakres temperatur pracy), promieniowanie UV, korozję, wibracje.

Zasilanie z domowej instalacji elektrycznej pozwala na zredukowanie niektórych komponentów, takich jak licznik energii czy ograniczniki przepięć (montaż stacji ładowania w LPZ 2,3).

Budowa wallboxa

Przykładowa instalacja punktu ładowania samochodów elektrycznych w bloku wspólnoty mieszkaniowej:

Sterownik ładowania

Sercem układu, czy też mózgiem stacji ładowania jest sterownik tutaj – sterownik CHARX SEC-1000. Odpowiada on za komunikację z pojazdem oraz nadzoruje proces ładowania. Opracowany zgodnie z normą IEC 61851-1 (Tryb 3, B i C) gwarantuje wysoką kompatybilność i bezpieczną pracę ze wszystkimi obecnie produkowanymi samochodami elektrycznymi.

Gniazdo i kable ładowania

Gniazda ładowania oraz kable ładowania AC oferowane przez Phoenix Contact dostępne są w wersjach jedno- i trójfazowych, dla prądów do 32A. Najszybsze ładowanie pojazdu uzyskamy poprzez sieć trójfazową, oczywiście przy prądzie 32A. Przeszkodą mogą być parametry naszej instalacji (np. za mała moc przyłączeniowa, przekrój przewodów, brak instalacji trójfazowej itp.).

Podczas ładowania pojazdu elektrycznego należy wziąć pod uwagę specjalne wymagania dotyczące procesu ładowania. Podczas ładowania pojazdu – trwającego nawet kilkanaście godzin – cały czas wykorzystywana jest bardzo duża moc elektryczna. Natomiast w przypadku, chociażby pralki, która ma również wysokie zużycie energii, trwa to tylko przez stosunkowo krótki czas (do podgrzania wody). W związku z tym instalacja pod stację ładowania, czyli odpowiednie przekroje przewodów i wyłączniki nadprądowe, powinna być dobrze przygotowana. Wyeliminuje to ryzyko przeciążenia instalacji, a w konsekwencji przegrzewania kabli i ryzyka wystąpienia pożaru

Stacja wyposażona w gniazdo (przypadek ładowania B)

Do podłączenia pojazdu EV ze stacją stosuje się przenośny kabel ładowania AC, posiadający wtyki z obu stron. Podczas ładowania wtyki blokowane są w gnieździe pojazdu i stacji.

Warto pamiętać, żeby stacja ładowania mogła awaryjnie odblokować wtyk podłączony do gniazda stacji w przypadku awarii zasilania. W przeciwnym razie spotka nas to, co spotkało prezesa Phoenix Contact Macieja Merka:

Funkcjonalność awaryjnego odblokowania wtyku może być już zaimplementowana w sterowniku ładowania (dodam, że wszystkie sterowniki CHARX już taką funkcjonalność mają) lub uzyskana dzięki specjalnym modułom odryglowania wtyku EM-EV-CLR-12V – 2903246.

Przyda się również sygnalizacja stanu stacji ładowania (gotowość, ładowanie, błąd itp.). Taką funkcjonalność zapewni nam gniazdo: EV-T2M3SO12-4P-R-BL-SET

Kabel podłączony na stałe do stacji ładowania (przypadek ładowania C)

W wersji C kabel ładowania jest na stałe podłączony do stacji ładowania. Jest to wygodniejszy sposób ładowania, ponieważ nie musimy korzystać z własnego, przenośnego kabla.

Monitorowanie prądu upływu

Ze względów bezpieczeństwa, każda instalacja elektryczna powinna być wyposażona w wyłącznik różnicowoprądowy.

Dzięki wykrywaniu minimalnych prądów upływu, powstałych na przykład wskutek drobnych uszkodzeń izolacji kabla urządzenie to odłącza niebezpieczne napięcie, chroniąc użytkownika przed poważnymi konsekwencjami zdrowotnymi, a nawet śmiercią.

Szczególne znaczenie ma to w przypadku ładowania pojazdów elektrycznych, gdzie wskutek uszkodzenia izolacji kabla może pojawić się prąd upływu AC, a z powodu uszkodzenia prostownika w pojeździe elektrycznym – składowa stała prądu.

Dlatego zgodnie z normą IEC 61851-1 w instalacji stacji ładowania pojazdów elektrycznych, należy zastosować jedno z poniższych rozwiązań:

• Wyłącznik różnicowoprądowy typu B

lub

• Wyłącznik różnicowoprądowy typu A wraz z odpowiednim sprzętem zapewniającym wyłączenie zasilania w przypadku pojawienia się prądu różnicowego DC większego od 6 mA. Takim rozwiązaniem może być zastosowanie kombinacji monitora prądu upływu, sterownika i stycznika. Monitor prądu upływu (EV-RCM-6DC-WAT – 1309697) po wykryciu minimalnego stałego prądu (6mA) wysyła sygnał alarmowy do sterownika, a ten wyłącza stycznik, przerywając proces ładowania. Dzięki takiemu rozwiązaniu nie jest konieczne używanie drogiego wyłącznika różnicowoprądowego typu B.

Wszystkie sterowniki ładowania firmy Phoenix Contact zostały zaprojektowane tak, aby wspierać realizację obu tych opcji.

Pamiętajmy, że nie wszystkie wallboxy są wyposażone w wyłącznik różnicowoprądowy. A jeśli są to zwróćmy uwagę jakiego typu zabezpieczenie zastosowano. Jeśli wallbox posiada wyłącznik różnicowoprądowy typu A, to bez monitora prądu upływowego DC nie będziemy prawidłowo chronieni!

Pozostałe komponenty do budowy stacji ładowania

• Zasilacz 12 V, np. STEP3-PS/1AC/12DC/2.5/PT – służy do zasilania sterownika ładowania.
• Ochrona przed przepięciami – jeśli wallbox zasilany jest z domowej instalacji elektrycznej, w której znajduje się ogranicznik przepięć min. typ 2, a odległość „po kablu” jest mniejsza niż 10m – to naszej stacji nie ma potrzeby doposażać w dodatkowy ogranicznik przepięć. W przeciwnym przypadku należy zainstalować ogranicznik typu 2.
• Wyłącznik nadprądowy – typ w zależności od układu sieci i prądu obciążenia.
• Stycznik – typ w zależności od układu sieci i prądu obciążenia. Powinien być zgodny z normą IEC 60947-4-1, kategoria AC-1. Podczas normalnej pracy nigdy nie jest otwierany pod obciążeniem. W sytuacjach awaryjnych, np. utrata sygnału CP, norma IEC 61851-1 pozwala na jego otwarcie. Aby zwiększyć bezpieczeństwo można monitorować zestyki NO pod kątem ich zespawania.
• Dochodzą jeszcze złączki szynowe, dzięki którym realizujemy główne przyłącze zasilania oraz wszelkie połączenia wewnętrzne (jak np. rozprowadzenie zasilania urządzeń niskonapięciowych).

Dokładne schematy połączeń i konfiguracji można znaleźć w instrukcji obsługi sterownika do ładowania.

Więcej o kompletnym wyposażeniu stacji ładowania pojazdów elektrycznych dowiesz się na stronie www: Podzespoły do stacji ładowania dla elektromobilności | Phoenix Contact

Autor: Rafał Sypniewski
Menadżer Segmentu Rynku E-mobility, Phoenix Contact
email: rsypniewski@phoenixcontact.pl
www.phoenixcontact.pl

Artykuł Domowa stacja ładowania – budowa, komponenty i bezpieczne użytkowanie w praktyce pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Gniazdo z mechaniczną blokadą złącza wtykowego pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Ciężko spotkać kogoś, kto nie słyszał o silniku odrzutowym (czasem zwanym też turbiną gazową), ale mało kto wie jaka jest jego budowa i jak absurdalnie prosta jest zasada działania silnika odrzutowego. Wiele osób nawet zbudowało silnik odrzutowy w warsztacie w domowym garażu – oczywiście nie tak wielkie jak w dużych pasażerskich samolotach, a mające rozmiar zwykle nie większy niż pół metra długości.

Silnik odrzutowy jest niczym innym jak najprawdziwszym silnikiem spalinowym, z tą różnicą, że zamiast tłoków mamy turbiny, które wyglądają podobnie jak turbina pompująca powietrze dla silnika w wielu samochodach czy ciężarówkach. Takowa turbina, to w zasadzie nic innego jak wentylator, który pompuje powietrze. Od zwykłego wentylatora różni się tym, że kształt łopatek zwykle nastawiony jest bardziej na ciśnienie i ewentualnie siłę ciągu (odmiana silnika odrzutowego jakim jest silnik turbowentylatorowy oraz silnik turboprop) niżeli na prędkość powietrza.

Budowa silnika odrzutowego

Tak samo jak w silniku tłokowym mamy do czynienia z komorą spalania, do której tłoczona jest mieszanka paliwowa, czyli zmieszane paliwo z utleniaczem w postaci powietrza, kompresja, zapłon oraz wydech. Różnica polega na tym, że wszystkie powyższe zachodzą w dokładnie tym samym czasie.

Wtrysk, kompresja, zapłon i wydech zrealizowane w tym samym czasie, brzmi z pozoru skomplikowanie. W samym środku każdego silnika odrzutowego znajduje się oś, która obraca się w dość dużej prędkości obrotowej. Napędza ją turbina lub turbiny (5, 7) znajdujące się za komorą/komorami (4) spalania, poprzez gazy wylotowe. Z kolei ta oś napędza turbinę lub turbiny (2, 3), które pompują i sprężają powietrze idące do komory/komór (4, 8) spalania. W przypadku zastosowania do napędu samolotu lub innego pojazdu, gazy wylotowe powodują odrzut na zasadzie wyjaśnionej przez trzecią zasadę dynamiki Newtona – czyli pchając dowolną rzecz, np. gazy spalinowe, powodujemy że pchamy samych siebie w przeciwnym kierunku.

Jak widać, jest to proste jak drut. Ale już pewnie są głosy, że to nie przypomina tego co znamy z dużych samolotach pasażerskich. Tam zwykle stosuje się odmianę silnika odrzutowego, który zwie się turbowentylatorowym (ang. turbofan). Różni się on tym, że ma dodatkową oś, znajdującą się wewnątrz tej “co normalnie” i z jednej strony napędza ją osobna turbina na samym końcu. Z drugiej strony (z przodu) znajduje się wielki wentylator, który działa na dokładnie tej samej zasadzie co śmigło w samolotach z silnikiem tłokowym, czy też turboprop. To powoduje znaczne zwiększenie efektywności, czyli zmniejszenie ilości spalanego paliwa, które obecnie jest dość drogie.

Wracając na chwilę do kwestii napędowych: samoloty bojowe (fighter jet itp.), nie korzystają z rozwiązania z “wentylatorem” z bardzo prostego powodu. Wentylatory i śmigła działają dość słabo przy niskiej gęstości powietrza, czyli na dużych wysokościach i w okresie letnim, kiedy temperatury są wyższe. Samoloty bojowe niestety muszą być szybkie i mieć dużą manewrowość niezależnie od wysokości i pogody, a ekologia przestaje mieć znaczenie kiedy kraj musi się bronić przed napastnikiem, który powoduje znacznie bardziej istotne straty.

Odrzutowe silniki na prąd

Zanim przejdziemy do generowania prądu i na co nam on z takowych silników, to zastanówmy się przez moment nad ich rozruchem. Silniki tłokowe aby zaczęły swoją pracę potrzebują być wcześniej w ruchu – co nie jest możliwe z pomocą paliwa, bo tłok aby dokonał kompresji, to korbowód (oś) musi się poruszać. Kiedyś w samochodach dokonywane to było z pomocą ręcznej korby, którą wkładało się z przodu i kręciło aż silnik zaczął pracować samodzielnie.

Nie inaczej jest w silnikach odrzutowych. Niezależnie jakie paliwo jest stosowane, to konieczne jest aby turbiny miały jakąś minimalną prędkość obrotową, zanim zaczniemy wstrzykiwać paliwo. oczywiście paliwo samo z siebie nie ulegnie zapłonowi bez minimalnej temperatury i ewentualnie ciśnienia powietrza generowanego przez turbiny zlokalizowane przed komorą spalania. Więc oprócz wprawienia turbin w ruch, potrzebne jest źródło ciepła.

W starszych silnikach, ta temperatura i początkowa praca była zrealizowana z pomocą obecnie dość archaicznej, lecz bardzo ciekawej automatyki elektromechanicznej, która sterowała m.in. zaworami i świecą/świecami. Mianowicie po niewielkim rozpędzeniu turbin, wpuszczane było paliwo w postaci gazu, np. propan-butan. Świeca iskrowa dokonywała zapłonu gazu, a po uzyskaniu nieco większych obrotów następowało przełączenie na paliwo płynne.

Obecnie takie silniki są rzadkością, choć nadal są projektowanie i produkowane. Stosowane są głównie w bardzo małych samolotach oraz samolotach bezzałogowych, zwanych potocznie dronami. Inna ciekawostka jest taka, że kiedyś do rozruchu silników w większych samolotach, stosowano naboje jak do strzelby – energia z wybuchu prochu strzelniczego dostarczała energii potrzebnej do startu. Doskonale to widać na filmie Lot Feniksa który bardzo polecam – zwłaszcza oryginał z 1965 r. zamiast remake z 2004 roku.

W każdym razie rozruch obecnie jest wykonywany na dwa możliwe sposoby. Pierwszy, jak się można spodziewać, jest elektryczny. Drugi zaś, mniej oczywisty, polega na wpuszczeniu sprężonego powietrza z zewnątrz, zmuszając turbiny do “rozkręcenia się”. W małych modelarskich silnikach odrzutowych, często garażowej produkcji, niektórzy stosują pistolet z zwykłym kompresorem zasilanym z gniazda w ścianie. Postęp w elektronice i elektryce dokonanej przez ostatnie lata powoduje odejście od metody z powietrzem i przejście na rozruch elektryczny, którego zaletą jest mniejszy rozmiar i masa, co przekłada się na mniejsze spalanie paliwa w trakcie lotu oraz mniejszą awaryjność w większości wypadków – dzięki zmniejszeniu ilości elementów ruchomych.

Nie sposób nie wspomnieć o istnieniu silników zwanych jako APU (Auxiliary Power Unit). Jak spytać przeciętnego zjadacza chleba, ile silników posiada dwusilnikowy samolot, to powie, że dwa… bo tyle widać na pierwszy rzut oka i tyle jest w papierach. Jeśli ja powiem, że co najmniej trzy, to przez wielu zostanę wyśmiany, ale całkowicie niesłusznie.

Większe samoloty posiadają w ogonie zamontowany niewielki silnik odrzutowy, którego moc jest zbyt mała aby mówić o napędzie, ale wystarcza on do rozruchu tamtych dwóch, do zasilania klimatyzacji, posiada prądnicę do generowania prądu, pompę hydrauliczną do systemów hydraulicznych, czy też w wielu wypadkach sprężone powietrze zdolne do rozruchu ww. dwóch silników – oczywiście nie równocześnie. Istotną zaletą APU jest to, że zużywa znacznie mniej paliwa niż silniki napędowe podczas jałowych obrotów, a generowana moc spełnia większość potrzeb za wyjątkiem napędu.

Zdemontowane APU dość często są stosowane prywatnie jako agregaty prądotwórcze, gdyż często nie wymagają dużego nakładu pracy aby je wykorzystać tak jak były używane w pierwotnej postaci. Co ciekawe, swego czasu największy samolot świata AN225 (zniszczony w 2022 r.) posiadał aż dwa APU i zlokalizowane tak niefortunnie nisko, że ich praca w niektórych przypadkach powodowała problemy związane z hałasem oraz powietrzem, które jest wciągane i wydmuchiwane wraz z gorącymi spalinami z dość dużą prędkością.

Poniżej widać zdjęcie ogona samolotu A380 (maks. 853 pasażerów) z widoczną rurą wydechową silnika APU.

Najistotniejszą zaletą APU w samolotach, jest awaryjna produkcja energii elektrycznej i energii hydraulicznej, podczas gdy nie jest to możliwe z pomocą “normalnych” silników. Jednym z chyba najlepszych i najbardziej znanych dowodów na to, jest incydent zwany “cudem nad rzeką Hudson”, przy którym, zaraz po stwierdzeniu awarii obu silników, kapitan Sully Sullenberger niezwłocznie wcisnął przycisk włączający APU, pomimo procedur – co pozytywnie wpłynęło na bezpieczeństwo lądowania awaryjnego. Ten fakt został pokazany na filmie “Sully”, którego kluczowy fragment można obejrzeć poniżej. Dla niecierpliwych, APU zostało włączone po 40 sekundzie:

Na marginesie, istnieją też GPU (Ground Power Unit – nie mylić z kartami graficznymi w komputerach), które są albo transformatorem dającym energię elektryczną do samolotu albo agregatem albo nawet mniejszym lub większym akumulatorem na kółkach i ewentualnie przetwornicą. W przypadku rękawów łączących terminal z samolotem, są one wyposażone w GPU, który zwykle nie rzuca się w oczy. Niejednokrotnie równocześnie stosuje się również sprężone powietrze, tak samo dostarczane z zewnątrz, zwykle gdy rozruch silników nie jest możliwy w inny sposób albo zabraniają to regulacje wewnętrzne danego lotniska.

GPU jest preferowanym źródłem energii elektrycznej dla samolotu, gdyż nie wymaga pompowania bardziej kosztownego paliwa oraz nie generuje tyle hałasu co APU i jego pompa paliwa.

Wracając do samolotów odrzutowych, one tak samo potrzebują rozruch silnika/silników oraz energię elektryczną. W nowszych modelach, potrzebna jest dość spora moc elektryczna, gdyż obecnie ich zdolność bojowa w bardzo dużej mierze podyktowana jest ilością elektroniki, która pozwala zlokalizować cele i zagrożenia z bardzo dużej odległości. Zarazem specyficzny “kształt” aerodynamiczny i konieczność zachowania jak najmniejszych rozmiarów, powoduje konieczność miniaturyzowania wszystkiego co tylko możliwe. Wiele czytających zdaje sobie sprawę, że wiele silników elektrycznych może służyć jako prądnica i odwrotnie. Takie urządzenia często zwie się jako starter-generator. Jest jeszcze jedna nazwa w użyciu, której teraz nie pamiętam – jak ktoś kojarzy, to proszę o informację w komentarzu.

W małych samolotach, przewożących przeważnie od 0 do 5 osób, instalacja elektryczna zwykle jest absurdalnie prosta, jak w bardzo starych samochodach, czyli jeden akumulator, alternator DC, światła, rozrusznik i światła wewnątrz. Oczywiście jeszcze zasilanie radia i kilku innych rzeczy, które wszystkie pracują z tego samego napięcia, więc nie ma potrzeby aby z tak małych potrzeb robić technologię rodem z rakiet NASA. W większych samolotach sytuacja się komplikuje, ale dzięki temu jest ona bardzo ciekawa. Poniżej poglądowy schemat blokowy instalacji z popularnego 737:

Jak widać, tu się dzieje dość sporo. Generatory w obu silnikach produkują dużo większe napięcie i do tego AC trójfazowe, a nie DC z napięciem 14 V lub 28 V, jak w tym co potocznie nazywane jest “awionetkami”. Jeśli ktoś pracował z zasilaniem w poważnych obiektach jak np. szpital, to zauważy, że wygląda to jak mostek H i jak najbardziej tak właśnie jest. Oprócz silników, widać tu APU oraz akumulatory wraz z liniami DC.

Nawet patrząc na 737 z zewnątrz, nie sposób nie zauważyć, że napędzany jest on dwoma silnikami. Każdy z nich napędza osobną pompę hydrauliczną, generator prądu oraz bleed air, o którym nie będę się tu rozwijał, bo nie jest to przedmiotem artykułu. Każdy z tych silników jeśli ulegnie awarii, to drugi jest zdolny nie tyle samodzielnie napędzać samolot (ale i tak niektórzy wpadają przez to w panikę z niewyjaśnionych przyczyn), co może w pojedynkę zasilać wszystkie układy elektryczne i hydrauliczne. Te prądnice nie są ze sobą zsynchronizowane, więc jeśli oba silniki pracują, to każdy zasila około połowę odbiorników elektrycznych w maszynie poprzez swoje własne linie (lewa i prawa część schematu).

Podczas awarii generatora lub całego silnika, pilot czyta checklistę napisaną dla danego modelu maszyny, która nakazuje przełączenie zasilania dla tej połowy, z pozostałego silnika lub z APU. W razie gdy oba silniki nie pracują, to jest możliwość zasilania całej elektryki z APU oraz GPU jeśli takowy został podłączony na lotnisku. Obie instalacje AC mają swoje osobne przełączniki (które sterują specjalnymi i okrutnie drogimi przekaźnikami) do przełączenia na prąd z generatora w APU. Dzięki temu, APU pozwala też odciążyć jedyny pozostały silnik w razie takiej potrzeby. Najważniejsze przyrządy są zasilane z linii DC, które nawet w razie awarii obu silników równocześnie, będą miały zasilanie z akumulatorów, które również są zdublowane.

Z obydwu silników i z awaryjnej przetwornicy zasilanej z baterii “wychodzą” trzy fazy o napięciu 115 V oraz częstotliwości 400 Hz, czyli standard od wielu dekad w tak dużych maszynach. Oczywiście jak samolot jest na postoju (i np. nie było możliwości podłączenia GPU) to dosłownie pierwszą czynnością przy uruchamianiu, jest włączenie zasilania z akumulatorów, których znamionowe napięcie wynosi 24 V jak w TIRze. W dokumentacji podane napięcie wynosi 28 V, gdyż takie właśnie jest gdy są naładowane w pełni, np. poprzez widoczny na schemacie “TR” (Transformer-Rectifier), który oznacza transformator oraz prostownik, czyli coś jak zasilacz do laptopa, ale o nieco większej mocy. Co ciekawe, na etykietach znamionowych zainstalowanych urządzeń, można przeczytać nie 24 V, a 28 V. Oczywiście w dokumentacji podane są dopuszczalne widełki od-do.

Ilość zasilanych urządzeń jest dość spora i piloci oraz inżynierowie pracujący na ziemi (piloci komunikują się z nimi podczas niektórych awarii) muszą wiedzieć i znać na pamięć co jest zasilane z której linii. Poniżej widać pokaźną ilość bezpieczników na jednym z dwóch paneli. Drugi znajduje się z drugiej strony, również za plecami jednego z pilotów.

Mając już włączone zasilanie z akumulatorów, można z ich pomocą uruchomić APU, który oprócz możliwości zasilania obu linii AC, daje możliwość rozruchu dowolnego z dwóch silników pod skrzydłami, poprzez sprężone powietrze które on wytwarza. Po uzyskaniu jałowych obrotów, można już korzystać z generatora w danym silniku oraz odpalić ten drugi, nawet po wyłączeniu APU, gdyż odpalony silnik również wytwarza sprężone powietrze z swoich turbin.

Powracając już do “przyziemnej” elektryki, poniżej można zobaczyć nagrania z dwoma fabrycznymi agregatami prądotwórczymi podczas ich testowej pracy. Jak można zauważyć, brzmi to jak silnik odrzutowy, bo takowy w środku się znajduje, choć całość oczywiście nie wygląda ani jak samolot ani jak silnik odrzutowy.

Poniższy drugi agregat, co ciekawe ma rozruch z pomocą silnika diesla, który oczywiście jest połączony mechanicznie z silnikiem odrzutowym.

OK, a gdzie wady?

Czemu agregaty z silnikami tłokowymi są znacznie popularniejsze? Wszystko zależy od sposobu eksploatacji. Silnik diesla może sobie leżeć latami i odpalić bez problemu. Silnik odrzutowy jest bardziej efektywny, ale jego zakup i utrzymanie są bardziej kosztowne i czasochłonne, więc nie ma to większego sensu ekonomicznego do awaryjnej pracy raz na kilka lat. Ich często przeoczaną zaletą, jest możliwość pracy z wieloma różnymi paliwami, jak nafta (najczęściej stosowana i opisana na lotniskach jako JET-A, JET-A1 lub JET-B), diesel, benzyna oraz mieszanina powyższych. Możecie się ze mną kłócić, ale każdy może za około 8-10 tys. złotych kupić mały (około 1-3 kg i 10-30 cm długości) silnik odrzutowy i samemu sprawdzić. Choć te najmniejsze zwykle mają smarowanie łożysk poprzez paliwo, a benzyna w tym wypadku jest nie najlepszym pomysłem.

Ciekawym jest fakt, że kiedyś dla chwilowego zwiększenia mocy, celowo dodawano wody do komory spalania – gdyż większa masa wyrzucana do tyłu, powoduje większą siłę ciągu (a raczej pchania jeśli być dosłownym). Oczywiście w agregatach to nie jest spotykane, bo zwykle potrzebna jest prostota, niski koszt i możliwie stała prędkość obrotowa. Poniżej jest zdjęcie z panelu inżyniera lotu (obecnie zostało to wyparte przez komputery, więc zwykle wymagane jest tylko jeden lub dwóch pilotów) z samolotu 747-100, na którym jeden z przełączników powinien sterować elektrozaworem i pompą od tej właśnie wody. Skoro jesteśmy przy tym zdjęciu, to część osób być może zauważy fabryczną popielniczkę – w tamtych czasach dozwolone było palenie papierosów w całym samolocie. Stare dobre czasy

Powstanie artykułu zostało zainspirowane newsem, w którym był opisany przypadek wykorzystania silnika zdemontowanego z bardzo starego Boeinga 707 celem produkcji prądu, potrzebnego chwilowo do zasilania systemów bezpieczeństwa reaktora atomowego, który uległ awarii:

Artykuł Odrzutowe generatory prądu pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.