Η τεχνητή κατασκευή χιονιού πραγματοποιείται με ψεκασμό μικροσταγονιδίων τα οποία, καθώς πέφτουν στον παγωμένο αέρα, μετατρέπονται σε χιόνι. Η λειτουργία του εξοπλισμού ελέγχεται από ένα σύστημα υπολογιστή που αναπτύχθηκε από την Supersnow.
Μελέτη περίπτωσης
Χιονισμένος ενθουσιασμός που τροφοδοτείται από την τεχνολογία Supersnow
Η τεχνολογία που παρέχεται από το Supersnow, υποστηριζόμενη από τον αυτοματισμό της Siemens, βοηθά στην παραγωγή χιονιού σε πλαγιές σε όλο τον κόσμο.
Το κλίμα θερμαίνεται, αλλά οι διάδοχοι του Marcel Hirscher και της Lindsey Vonn, καθώς και οι λάτρεις των καθημερινών χειμερινών σπορ, μπορούν να κοιτάξουν το μέλλον με αισιοδοξία - δεν θα υπάρχει έλλειψη χιονιού. Η τεχνολογία Supersnow, που υποστηρίζεται από τον αυτοματισμό της Siemens, βοηθά στην κατασκευή χιονιού σε πλαγιές σε όλο τον κόσμο.
Η δημιουργία χιονιού έχει γίνει φυσικό μέρος των δραστηριοτήτων του χιονοδρομικού κέντρου και οι κατάλληλες στρατηγικές κατασκευής χιονιού καθιστούν δυνατή την αξιοποίηση ακόμη και μερικών κρύων ημερών για την κατασκευή ενός ανθεκτικού καλύμματος χιονιού. Δεδομένου ότι το χιόνι αντανακλά το φως του ήλιου χωρίς να απορροφά θερμότητα, μπορεί να προσφέρει απόλαυση στους σκιέρ και τους σνόουμπορντ για πολλές εβδομάδες, διατηρώντας τη δομή του ακόμη και σε θερμοκρασίες πάνω από το μηδέν.
Η φυσική της κατασκευής χιονιού
Η τεχνητή κατασκευή χιονιού πραγματοποιείται με ψεκασμό μικροσταγονιδίων τα οποία, καθώς πέφτουν στον παγωμένο αέρα, μετατρέπονται σε χιόνι. Ένα πιστόλι χιονιού εκτοξεύει ψεκασμένο νερό υπό πίεση 40 μπαρ, ενώ πρόσθετα ακροφύσια επιταχύνουν τη διαδικασία κρυστάλλωσης, μετατρέποντας το νερό σε λεπτό χιόνι.
«Χρησιμοποιούμε δύο τύπους ακροφυσίων για το σκοπό αυτό - ακροφύσια νερού και ακροφύσια πυρήνωσης. Τα τελευταία παράγουν λεπτότερα σταγονίδια και επιπλέον, το νερό εκτοξεύεται με πεπιεσμένο αέρα, ο οποίος ξεκινά την κατάψυξη. Φυσικά, ο παγετός είναι απαραίτητος για να συμβεί αυτή η διαδικασία». εξηγεί Ρόμπερτ Μοτσάρνι, Μέλος του Διοικητικού Συμβουλίου της Supersnow.
Και αυτή είναι μόνο η αρχή, καθώς η αυτοματοποίηση κυριαρχεί στις σύγχρονες πίστες σκι. Ο εξοπλισμός κατασκευής χιονιού είναι εξοπλισμένος με μετεωρολογικούς σταθμούς και συστήματα ελέγχου, επιτρέποντάς του να λειτουργεί εν μέρει ή πλήρως αυτόνομα όταν είναι ενσωματωμένος στο Σύστημα Snowmatic παρέχεται από το Supersnow.
«Για να ξεκινήσουμε τη δημιουργία χιονιού, χρειαζόμαστε πολλά πράγματα. Πρώτον, νερό. Το νερό πρέπει να είναι κρύο, πράγμα που σημαίνει ότι οι πύργοι ψύξης είναι απαραίτητοι. Πρέπει επίσης να παραδώσουμε το νερό στον εξοπλισμό κατασκευής χιονιού σε υψηλή πίεση και τα αντλιοστάσια με σετ αντλιών, καθώς και ένα σύστημα αγωγών στην πλαγιά, είναι ιδανικά για το σκοπό αυτό». εξηγεί Ρόμπερτ Μοτσάρνι από το Σούπερσνοου. «Χρειαζόμαστε επίσης συστήματα ελέγχου και προηγμένο αυτοματισμό για τη διαχείριση μιας τέτοιας εγκατάστασης. Εδώ μπαίνουν στο παιχνίδι τα εξαρτήματα της Siemens, αποτελώντας τη βάση πολλών από τις λύσεις μας». προσθέτει.
Τα βασικά στοιχεία της κατασκευής χιονιού είναι οι συσκευές που πραγματικά «παράγουν χιόνι», όπως τα πυροβόλα χιονιού, οι λόγχες και ολόκληρο το σύστημα ελέγχου της παραγωγής χιονιού. Ωστόσο, όπως τονίζουν οι ειδικοί της Supersnow, ο πιο σημαντικός παράγοντας είναι οι άνθρωποι - επαγγελματίες υψηλής ειδίκευσης υπεύθυνοι για το σχεδιασμό, την κατασκευή και τη λειτουργία του εξοπλισμού και ολόκληρων συστημάτων «παραγωγής χιονιού».
Τα βασικά στοιχεία στη δημιουργία χιονιού είναι οι συσκευές που «παράγουν χιόνι», δηλαδή τα όπλα χιονιού και οι λόγχες, καθώς και ολόκληρο το σύστημα ελέγχου της παραγωγής χιονιού.
Ένα πιστόλι χιονιού εκτοξεύει ψεκασμένο νερό σε πίεση 40 bar
«Στο τέλος, ωστόσο, όλα εξαρτώνται ακόμα από τον καιρό. Αυτό είναι εν μέρει αστείο, εν μέρει αλήθεια - γιατί στην πραγματικότητα, η πρόβλεψη μας λέει εάν μπορεί να ξεκινήσει η δημιουργία χιονιού. Εάν οι συνθήκες αναμένεται να είναι ευνοϊκές, ξεκινάμε το σύστημα, καθορίζοντας πού και πώς θα πραγματοποιηθεί η δημιουργία χιονιού. Σε λύσεις όπου τα αντλιοστάσια και οι βαλβίδες ελέγχονται αυτόματα, το εποπτικό προσωπικό καθορίζει μόνο τις παραμέτρους και το εύρος λειτουργίας του εξοπλισμού κατασκευής χιονιού. Σε μη αυτοματοποιημένα συστήματα, αυτή η εργασία πρέπει να εκτελείται από ανθρώπους και να συντονίζεται συνεχώς. λέει Ματέους Λουκάστσικ, Διευθυντής περιοχής στο Supersnow.
Η απόδοση της παραγωγής χιονιού εξαρτάται από την ποσότητα του παρεχόμενου νερού, καθώς και από τον αριθμό και τη διαμόρφωση των ακροφυσίων. Στην περίπτωση των πυροβόλων χιονιού, η ισχύς και η απόδοση του ανεμιστήρα - που εξασφαλίζει τη σωστή ψεκασμό των σωματιδίων χιονιού - είναι επίσης ζωτικής σημασίας. Το τελικό αποτέλεσμα επιτυγχάνεται βελτιστοποιώντας όλες τις παραμέτρους: ροή νερού, πίεση, έξοδο αέρα και λειτουργία ανεμιστήρα.
Το αν η διαδικασία δημιουργίας χιονιού εκτελείται σωστά μπορεί να επαληθευτεί αναλύοντας την ποιότητα του χιονιού, συμπεριλαμβανομένης της πυκνότητας, της θερμοκρασίας και του όγκου του. Αυτές οι παράμετροι ελέγχονται τόσο κατά τη διάρκεια της παραγωγής όσο και απευθείας στην πλαγιά. Στις περισσότερες συσκευές κατασκευής χιονιού, η διαδικασία ρύθμισης πραγματοποιείται αυτόματα, αν και αυτές οι παράμετροι μπορούν επίσης να ελεγχθούν χειροκίνητα.
«Συνήθως, επιλέγουμε την ποιότητα χιονιού σε κλίμακα από 1 έως 7 και ο αυτοματισμός φροντίζει για τα υπόλοιπα. Σε χειροκίνητα συστήματα, αυτές οι ρυθμίσεις πρέπει να ρυθμίζονται με το χέρι,» εξηγεί Ματέους Λουκάστσικ από το Σούπερσνοου.
Τα μοντέλα που βελτιστοποιούν την παραγωγή χιονιού στις πλαγιές είναι χρήσιμα για τον προσδιορισμό των βέλτιστων παραμέτρων δημιουργίας χιονιού. Αυτά τα μοντέλα αναλύουν τη θερμοκρασία, την υγρασία του αέρα, την ταχύτητα του ανέμου, τη θερμοκρασία του νερού και άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Ωστόσο, οι τοπικές συνθήκες είναι ο πιο κρίσιμος παράγοντας για την επιλογή των σωστών ρυθμίσεων. Για το λόγο αυτό, αν και οι προβλέψεις καιρού λαμβάνονται υπόψη στη στρατηγική δημιουργίας χιονιού, δεν είναι η πιο αποφασιστική συμβολή για το μοντέλο.
Αυτοματισμός και οικονομία
Η κατασκευή χιονιού πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας λόγχες και πιστόλια χιονιού τοποθετημένα σε σταθερές βάσεις και συνδεδεμένα με κρουνούς τροφοδοσίας. Αυτή η λύση βασίζεται στην αυτοματοποίηση που παρέχεται από Σνόουματικ, ένα σύστημα υπολογιστή που αναπτύχθηκε από την Supersnow για τον έλεγχο και την παρακολούθηση όλου του εξοπλισμού και την επίβλεψη της διαδικασίας δημιουργίας χιονιού. Ο αυτοματισμός που χρησιμοποιείται από το Supersnow βασίζεται εν μέρει σε λύσεις της Siemens.
«Το σύστημα ελέγχει παραμέτρους δημιουργίας χιονιού όπως θερμοκρασία, ροή νερού και πίεση. Παρακολουθεί επίσης τη θερμοκρασία του αέρα, καθώς και τις παραμέτρους λειτουργίας του εξοπλισμού και της τροφοδοσίας. Εξασφαλίζει τη σωστή ρύθμιση τόσο των αντλιοστασίων όσο και των συσκευών δημιουργίας χιονιού,» εξηγεί Ρόμπερτ Μοτσάρνι από το Σούπερσνοου.
Συσκευές από το οικοσύστημα Siemens χρησιμοποιούνται σε βασικά συστατικά των συστημάτων Supersnow, δηλαδή σε αντλιοστάσια και πιστόλια χιονιού.
«Στο τελευταίο, οι ελεγκτές από το S7‑1200 Οι σειρές είναι η καρδιά της συσκευής. Αυτοί οι ελεγκτές εκτελούν αλγόριθμους που υπολογίζουν, για παράδειγμα, τον παράγοντα ποιότητας χιονιού σε σχέση με άλλες παραμέτρους. Οι ελεγκτές της Siemens είναι επίσης υπεύθυνοι για άλλους σημαντικούς τομείς, όπως η ρύθμιση πίεσης, η παρακολούθηση παραμέτρων, οι υπολογισμοί ροής και ο έλεγχος PID. Στα αντλιοστάσια, οι συσκευές Siemens είναι υπεύθυνες, μεταξύ άλλων, για τη ρύθμιση ισχύος και τον χειρισμό των διαδικασιών άντλησης σύμφωνα με προκαθορισμένα σενάρια και αλγόριθμους». εξηγεί Μάρτσιν Κότερ, Διευθυντής πωλήσεων στη Siemens.
Το χαρτοφυλάκιο των προϊόντων Siemens που χρησιμοποιείται από την Supersnow περιλαμβάνει επίσης μαλακοί εκκινητές — SIRIUS 3RW, που εξασφαλίζουν ομαλή εκκίνηση κινητήρα και αθόρυβη διακοπή, καθώς και Πίνακες HMI. Αυτά παρέχουν απλή και αποτελεσματική αλληλεπίδραση με λύσεις Supersnow, επιτρέποντας την εύκολη λειτουργία του εξοπλισμού καθώς και την παρακολούθηση και τον έλεγχο των διαδικασιών.
Συσκευές από το οικοσύστημα Siemens χρησιμοποιούνται σε βασικά συστατικά των συστημάτων Supersnow. Τα χειριστήρια της σειράς S7-1200 αποτελούν την «καρδιά» των πυροβόλων όπλων χιονιού
Η παραγωγή χιονιού είναι ενεργοβόρα. Απαιτεί τη χρήση ηλεκτρικού εξοπλισμού υψηλής ισχύος και καταναλώνει σημαντικές ποσότητες νερού. Επομένως, σε συστήματα που σχεδιάστηκαν από την Supersnow, η βελτιστοποίηση ενέργειας παίζει βασικό ρόλο.
«Ανάλογα με το πόσο εκτεταμένη είναι η περιοχή σκι, η κατανάλωση νερού και ενέργειας μπορεί να ποικίλει σημαντικά. Για παράδειγμα, σε ένα από τα μεγαλύτερα θέρετρα της Πολωνίας, όπου λειτουργούν περίπου 250 συσκευές δημιουργίας χιονιού, η ημερήσια κατανάλωση νερού φτάνει τα 70.000 m³. Το σύστημα χρησιμοποιεί έως και τέσσερα αντλιοστάσια συνολικής χωρητικότητας 3.000 m³ ανά ώρα και συνδυασμένη ισχύ συστήματος 6,48 MW. Συνολικά, 18 αντλίες υψηλής πίεσης χρησιμοποιούνται για την παραγωγή χιονιού». εξηγεί Ματέους Λουκάστσικ από το Σούπερσνοου.
Η βελτιστοποίηση ενεργειακής απόδοσης που πραγματοποιείται από το Supersnow ισχύει για διάφορα στοιχεία του συστήματος. Μια σημαντική πτυχή της εξοικονόμησης είναι η ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας στα ίδια τα όπλα χιονιού. Άλλα μέρη της εγκατάστασης έχουν επίσης σχεδιαστεί για να μειώνουν τη χρήση νερού και ενέργειας κατά τη διαδικασία κατασκευής χιονιού.
«Η γεωμετρία των πτερωτών έχει σχεδιαστεί για να επιτυγχάνει την υψηλότερη δυνατή ροή αέρα με τη χαμηλότερη δυνατή κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Η βελτιστοποίηση των παραμέτρων δημιουργίας χιονιού είναι μια συνεχής διαδικασία, επειδή σε τέτοια πολύπλοκα συστήματα υπάρχουν εκατοντάδες σημεία βελτιστοποίησης». εξηγεί Ντάριους Κάτσορ, Επικεφαλής ανάπτυξης προϊόντων κατασκευής χιονιού στο Supersnow.
Διαχείριση συστήματος κατασκευής χιονιού
Ο εξοπλισμός κατασκευής χιονιού λειτουργεί συνήθως τη νύχτα, όταν οι θερμοκρασίες είναι χαμηλότερες, αν και σε ορισμένες πλαγιές παράγεται χιόνι και κατά τη διάρκεια της ημέρας. Από τον Απρίλιο έως τον Οκτώβριο πραγματοποιούνται εργασίες συντήρησης, συμπεριλαμβανομένων αναβαθμίσεων και βελτιώσεων συστήματος, επεκτάσεων εγκατάστασης ή αντικατάστασης φθαρμένων εξαρτημάτων.Κατά τη συντήρηση, πραγματοποιούνται έλεγχοι για την κατάσταση και τη στεγανότητα των τμημάτων νερού, παρακολούθηση των παραμέτρων λειτουργίας του αντλιοστασίου, καθαρισμός συστημάτων φιλτραρίσματος, φίλτρων και ακροφυσίων πιστολιών χιονιού, καθώς και δοκιμές απόδοσης.
Ο εξοπλισμός κατασκευής χιονιού λειτουργεί συνήθως τη νύχτα, όταν οι θερμοκρασίες είναι χαμηλότερες
Οι δραστηριότητες συντήρησης πραγματοποιούνται από τον Απρίλιο έως τον Οκτώβριο
«Όσον αφορά τη στρατηγική δημιουργίας χιονιού, η πιο εντατική δημιουργία χιονιού πραγματοποιείται λίγο πριν από τη σεζόν, προκειμένου να προετοιμαστούν οι πίστες όσο το δυνατόν αποτελεσματικότερα. Αργότερα, η δημιουργία χιονιού πραγματοποιείται όπως απαιτείται κατά τη διάρκεια των επόμενων καιρικών παραθύρων. Στην Πολωνία, η σεζόν σκι διαρκεί περίπου τέσσερις μήνες. Ωστόσο, για να είναι επιτυχής, εργαζόμαστε εντατικά σε αυτό καθ' όλη τη διάρκεια του έτους». αποκαλύπτει Ματέους Λουκάστσικ από το Σούπερσνοου.
Οι λύσεις αυτοματισμού που βασίζονται σε συσκευές και λογισμικό της Siemens εξασφαλίζουν αξιόπιστη λειτουργία του συστήματος κατασκευής χιονιού καθ 'όλη τη διάρκεια της σεζόν.
«Τα συστήματα που αναπτύχθηκαν από την Supersnow αποδεικνύουν την αξιοπιστία τους εδώ και 25 χρόνια. Αναμφίβολα, η μεγαλύτερη πρόκληση στη δημιουργία χιονιού είναι η μεγιστοποίηση της παραγωγής χιονιού. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι τόσο σημαντικό ο εξοπλισμός να λειτουργεί με βάση αξιόπιστους αυτοματισμούς - και αυτό ακριβώς παρέχουμε». λέει Μάρτσιν Κότερ από τη Siemens.
«Η κλιματική αλλαγή σημαίνει ότι το χρονικό παράθυρο που επιτρέπει την παραγωγή τεχνητού χιονιού είναι συχνά πολύ σύντομο. Οι μηχανικοί μας βελτιστοποιούν τον εξοπλισμό ώστε να λειτουργεί υπό όλες τις συνθήκες, εστιάζοντας ιδιαίτερα σε εξαιρετικά απαιτητικές θερμοκρασίες γύρω στους 0 βαθμούς Κελσίου, οι οποίες αντιπροσωπεύουν το όριο για την παραγωγή τεχνητού χιονιού χρησιμοποιώντας πιστόλια χιονιού ανεμιστήρων». καταλήγει στο συμπέρασμα Ντάριους Κάτσορ από το Σούπερσνοου.
