Czujniki ultradźwiękowe w „Niebieskiej Baterii”

Celem zmierzenia poziomu cieczy w różnych zbiornikach, przeprowadzono testy w warsztacie przy użyciu czujników ultradźwiękowych firmy Elobau. Solidne elementy pomiarowe o odpowiedniej klasie IP, wymaganej dokładności, zakresie pomiarowy i możliwości odczytu przez odpowiedni sterownik.
 
Kilka lat temu firma AquaBattery została założona przez pięciu mężczyzn, którzy mieli konkretne pomysły na tani, ale skuteczny sposób magazynowania energii elektrycznej. Był to ważny temat w czasach, gdy istnieje ryzyko nadwyżki energii w wyniku nadprodukcji paneli PV.

Badanie pilotażowe w „Zielonej Wiosce”

Możliwości magazynowania energii jest wiele, z których najbardziej znana jest zwykła „bateria” – pracująca z ogniwami ołowiowymi lub litowymi. Główną wadą tego typu akumulatorów jest to, że użyte materiały są częściowo toksyczne, drogie i łatwopalne, stanowiąc ryzyko wybuchu. Jak można to zmienić?
 

 
Ze względu na doświadczenie założycieli AquaBattery z wodą, rozwiązaniem Blue Battery było magazynowanie energii poprzez wykorzystanie różnicy potencjałów między wodą morską i słodką. Technologia wytwarzania energii elektrycznej poprzez przepuszczanie słonej i słodkiej wody przez membrany jest znana od lat 60-tych XX wieku. Jednak odwracając tą zasadę, możliwe jest również oszczędzanie energii dzięki tej samej technologii membranowej i tak właśnie odbywa się to w Blue Battery. System składający się z dwóch lub trzech zbiorników połączonych rurociągami, pompami i zestawami membranowymi. Na podstawie przewodnictwa mediów, poziomu w zbiornikach i ciśnienia, kierunku, w jakim muszą przepływać media, aby naładować akumulator lub go rozładować zgodnie z potrzebami.
 
Przeprowadzono wiele testów w warsztacie Elobau z pakietami membran i mocami do około 1 kW. W rezultacie powstał zestaw, który został przetestowany podczas badania pilotażowego w „Zielonej Wiosce”. Był to ważny krok, ponieważ musi wykazać, że udane działanie w skali laboratoryjnej sprawdzi się równie dobrze i niezawodnie w większych systemach. Badanie pilotażowe wykorzystywało 10 m3 świeżej wody rozlanej w różnych zbiornikach.

Pomiar poziomu

W celu pomiaru poziomu w zbiornikach eksperymentalnych, początkowo wykorzystano czujniki pojemnościowe. Jednak nie były one wystarczająco dokładne, i co ważniejsze, powodowały zbyt wiele fluktuacji. Na targach Aquavak w 2018 roku firma Elobau zapoznała się z projektem AquaBaterry i zaproponowała zastosowanie czujników ultradźwiękowych.

Czujniki ultradźwiękowe

Ten rodzaj czujnika obejmuje zarówno nadajnik wytwarzający dźwięk ultradźwiękowy, jak i odbiornik, który odzyskuje odbity dźwięk. Na podstawie czasu potrzebnego na pokonanie drogi powrotnej dźwięku, czujnik określa odległość od wykrywanego obiektu lub powierzchni. Oprócz tego, że jest to zawsze pomiar bezkontaktowy, czujniki ultradźwiękowe wykrywają obiekt niezależnie od kształtu i koloru. Oznacza to, że wykrywają również lustrzane i przezroczyste obiekty lub powierzchnie, a także gładkie lub bardzo surowe materiały. To sprawia, że czujniki ultradźwiękowe nadają się do szerokiego zakresu zastosowań, a na pewno do Blue Battery.
 

 
Firma AquaBattery testowała różne czujniki ultradźwiękowe, których próbki dostarczyła firma Elobau. Po przeprowadzeniu testów, które wykazały, że pomiar ultradźwiękowy rzeczywiście nadaje się do tego zastosowania, producent Blue Battery przyjrzał się najbardziej dopasowanemu wariantowi wybranego czujnika. Chodziło o materiał wykonania, wybór wersji krótkiej lub długiej, a także klasę ochrony IP, odporność na słoną wodę i zakres pomiarowy.

Bezpieczny system

Dzięki ostatecznemu projektowi Blue Battery użytkownicy końcowy mają zapewnione nie tylko wydajne i gwarantowane magazynowanie energii elektrycznej, ale także korzystają z produktu bezpiecznego dla ludzi i środowiska. Wyciek płynów nie stanowi żadnego zagrożenia, więc ta bateria może być transportowana bez problemów i dodatkowych pozwoleń. Ponadto, „przeładowanie” akumulatorów nie jest możliwe, a ładowanie i rozładowywanie nie ma wpływu na żywotność akumulatora.

Czujnik ultradźwiękowy UC18PIC-220S

Czujniki ultradźwiękowe, która firma AquaBattery do Blue Battery znajdują się w katalogu pod oznaczeniem UC18PIC-220S. Jest to czujnik z tworzywa sztucznego (PBT) z gwintem zewnętrznym M18 i zakresem pomiarowym 200 – 2200 mm. Oprócz wyjścia analogowego, czujnik jest wyposażony w wyjście przeciwsobne. Plastikowa obudowa sprawia, że czujnik jest idealny do stosowania w zbiornikach ze słoną wodą, w przeciwieństwie do pierwotnie typowanych wersji ze stali nierdzewnej.