• Vontatási inverter tervezése SiC félvezetőkkel

Kertesi Csongor Balázs
Zsigmond Levente

BMSZC Petrik Lajos Két Tanítási Nyelvű Technikuma, Budapest

Konzulensek:
Gőgh Zsolt
Szalisznyó Ferenc

LEVEGŐDISZPERZIÓS MODELLEZÉS VALIDÁLÁSA TELEPÍTETT MÉRŐÁLLOMÁSOKKAL

Idén múlt négy éve, hogy a pályázók technikumának Környezetkutató csoportja az útfelületeken képződő aggregátumok (Tire and Road Wear Particles) átfogó kutatásába kezdett. A tavalyi esztendőben a levegőbe jutó kisebb, de annál veszélyesebb részarány kutatását is elkezdték, amely jelen pillanatban is több projekt mentén zajlik. Az új utak tervezésénél, de a már megépültek környezeti hatásainak vizsgálatában ma már elterjedt módszerek a térinformatikai szimulációs vizsgálatok a mérnöki eszközök között. A várható, vagy meglévő zajterhelés, a légkörbe jutó gáz- és porterhelés tekintetében szinte nem is kerülhet ki tervezés vagy szakvélemény ezek nélkül. De kérdés az, hogy ezek a tervezési értékek, bár körültekintően, sok tényező figyelembevételével, matematikai háttérrel készülnek, mégis mennyire megbízhatóak. Konkrét típusterületen való modellezéssel, egy, a pályázók által megépített, könnyen telepíthető mérőállomás hálózat segítségével ennek a kérdésnek jártak utána.
A szenzoros mérések tekintetében, a mérőállomások kialakításának kérdésében elsődleges szempont, hogy a mérési eredmények mennyire közelítik meg a valós, várható adatokat. Csongor és Levente esetében légköri elemek méréséről van szó, és mellettük a szél, az eső, a tűző nap elleni védelem is rendkívül fontosak, ám ezek a szempontok nem érvényesülhetnek a mért eredmények kárára. Sensirion SEN-55 típusú szenzorok felhasználásával, gyártói beépítési ajánlással alakították ki a szállópor-koncentrációt (PM) mérő állomásaikat, ezekhez tervezték meg a fenti szempontok szerint működő mérőházakat. Ezek alapja a szabvánnyal (VDI 2119:2013), rendelkező Sigma-2 passzív pormintavevő, amelynek minimális átalakításával már az átáramló levegő mintázható. Az állomások Raspberry Pi PC-vel vannak kiegészítve, ezek pedig jelen állapotban lokálisan, egy SD kártyára tárolják a szenzor által mért adatokat. Úgy lettek kialakítva, hogy a folyamatosan gyűjtött adatokat a meghatározott időközönként WIFI hálózaton vagy 4G modemen keresztül online el tudják küldeni a kialakított adatfeldolgozó szervernek. Tehát két szabványelem (mérőház és szenzor) társításában gondolkoztak.
A projektben lehetőségük nyílt egy alkalmas kereskedelmi szoftver megismerésére és munkájukban történő felhasználására. Az AERMOD Cloud levegődiszperziós modellező program előrejelzi, hogy a szennyező anyagok hogyan oszlanak el a légkörben a különböző szennyező forrásokból, figyelembe véve az épületek hatását, a domborzatot, a szél-, és más időjárási adatokat, a távolsági és egyéb tényezőket. A szimuláció matematikai egyenletek és algoritmusok segítségével jellemzi azokat a légköri folyamatokat, amelyek a forrás által kibocsátott légszennyező anyagot széles területen, a talajszinten elosztják. Ezért kiemelt feladatuk volt a kijelölt hatásterületre jellemző konkrét időjárási, domborzati, Lidar (lézer szkenneres épület adatállomány), forgalmi, és háttérérték adatok beépítése, amely sikeresen megtörtént.
Kijelölt konkrét vizsgálati területük az M3-as autópálya városi bevezető szakasza, illetve annak XIV. kerületi, sűrűn lakott, 4-500m széles hatásövezete. Itt négy mérőállomást alakítottak ki, amelyek az útfelület közvetlen szomszédságától a jellemző városi háttérértékek eléréséig terjednek az előzetes terepbejárás tükrében.
A pályázók a munkájukkal a szimulációs légszennyezési programok által generált adatok, relatíve kis területű környezetre érvényes használhatóságát vizsgáltuk „terepi” mérésekkel kontrolálva. Magyarországon ezen programok használata a szakértői munkák esetében jelenleg még nem kötelező. A pályázók, az általuk megépített mérőállomással kiegészítve projektjük eredményeit a Magyar Mérnöki Kamara figyelmébe is ajánlják.