Śnieżne szaleństwo dzięki technologii Supersnow

Klimat się ociepla, ale następcy Marcela Hirschera czy Lindsey Vonn oraz zwykli pasjonaci białego szaleństwa mogą z optymizmem patrzeć w przyszłość, bo śniegu nie zabraknie. Dostarczana przez Supersnow technologia, wspomagana automatyką Siemensa, pomaga w naśnieżaniu stoków na całym świecie.

Naśnieżanie stoków stało się naturalną częścią działalności ośrodków narciarskich, a odpowiednie strategie śnieżenia pozwalają wykorzystać nawet nieliczne mroźne dni, by zbudować trwałą powłokę śnieżną. Ponieważ śnieg odbija światło słoneczne nie absorbując ciepła, może cieszyć narciarzy i snowboardzistów przez długie tygodnie, nie zmieniając struktury pomimo dodatniej temperatury.

Sztuczne naśnieżanie realizowane jest poprzez rozpylanie mikrokropli, które opadając w mroźnym powietrzu zamieniają się w śnieg. Armatka śnieżna wyrzuca rozpyloną wodę pod ciśnieniem 40 bar, a dodatkowe dysze przyśpieszają krystalizację wody zamieniając ją w biały puch.

“Wykorzystujemy do tego dwa rodzaje dysz – wodne i nukleacyjne. Te drugie dają drobniejsze krople, a dodatkowo woda z nich wydmuchiwana jest ze sprężonym powietrzem, co inicjuje ich zamarzanie. Oczywiście, aby ten proces mógł przebiegać niezbędny jest mróz”
– wyjaśnia Robert Moczarny, członek zarządu firmy Supersnow.

A to dopiero początek, bo na współczesnych stokach króluje automatyzacja. Urządzenia naśnieżające wyposażone są w stacje pogodowe i sterowanie, które pozwala im działać częściowo lub całkowicie autonomicznie po wpięciu w dostarczany przez Supersnow system Snowmatic.

„Aby rozpocząć naśnieżanie potrzebujemy kilku rzeczy. Po pierwsze wody. Woda powinna być chłodna, co oznacza, że konieczne są wieże chłodnicze. Wodę musimy dostarczyć do urządzeń naśnieżających pod dużym ciśnieniem, a w tej roli doskonale sprawdzają się pompownie z zespołami pomp, a także system rurociągów na stoku”– tłumaczy Robert Moczarny z Supersnow. „Potrzebujemy również układów sterowania i zaawansowanej automatyki do zarządzania taką instalacją. Tu wchodzą do gry podzespoły Siemensa, o które opiera się szereg naszych rozwiązań – dodaje.

Kluczowe w naśnieżaniu są urządzenia „robiące śnieg”, którymi są armatki, lance i cały system do sterowania produkcją śniegu. Jednak, jak podkreślają eksperci Supersnow, najważniejsi są ludzie, czyli wysoko wykwalifikowani pracownicy zajmujący się projektowaniem, budową i obsługą urządzeń oraz całych systemów „produkcji śniegu”.

„A na koniec o wszystkim i tak decyduje pogoda. To oczywiście pół żartem, pól serio, bo faktycznie to prognoza mówi nam, czy można śnieżyć. Jeżeli warunki mają być korzystne uruchamiamy system określając gdzie i jak realizowane będzie naśnieżanie. W rozwiązaniach w których pompownie i zawory reguluje system automatyczny, pracownicy dozoru dobierają jedynie parametry i zakres działania urządzeń naśnieżających. W systemach nieautomatycznych ta praca musi być wykonana przez ludzi i cały czas koordynowana” – mówi Mateusz Łukaszczyk, menadżer obszaru z Supersnow.

Wydajność naśnieżania zależy od ilości podawanej wody oraz liczby i konfiguracji dysz, a w przypadku armatek kluczowe znaczenie mają również moc i sprawność wentylatora, który odpowiada za odpowiednie rozpylenie cząsteczek śniegu. Ostateczny efekt uzyskuje się dzięki optymalizacji wszystkich parametrów – przepływu wody, ciśnienia, wydatku powietrza oraz pracy wentylatora. O tym, czy proces naśnieżania przebiega prawidłowo można przekonać się badając jakość śniegu, czyli jego gęstość, temperaturę oraz ilość. Parametry te sprawdzane są zarówno podczas produkcji, jak i bezpośrednio na stoku. W większości urządzeń naśnieżających proces regulacji przebiega automatycznie, choć można też manualnie sterować tymi parametrami.

„Zwykle wybieramy jakość śniegu w skali 1-7, a resztę robi już za nas automatyka. W urządzeniach manualnych te nastawy muszą być regulowane ręcznie” – wyjaśnia Mateusz Łukaszczyk z Supersnow.

Pomocne w określeniu optymalnych parametrów naśnieżania są modele optymalizujące wytwarzanie śniegu na stokach, odpowiedzialne za analizę temperatury, wilgotności powietrza, prędkości wiatru, temperatury wody oraz innych czynników środowiskowych. Kluczowe w doborze nastaw są jednak przede wszystkim warunki lokalne. Z tego powodu prognoza pogody, chociaż jest uwzględniona w strategii śnieżenia, nie stanowi dla modelu informacji o największym znaczeniu.

Naśnieżanie realizują lance i armatki, zamocowane na stabilnych podstawach i podłączone do studni zasilających. Rozwiązanie to opiera się na automatyce, za którą stoi opracowany przez Supersnow Snowmatic – komputerowy system do sterowania i kontroli wszystkich urządzeń oraz nadzoru nad procesem naśnieżania. Użyta przez Supersnow automatyka w części bazuje na rozwiązaniach Siemensa.

„System kontroluje takie parametry naśnieżania jak temperatura, przepływ i ciśnienie wody. Sprawdza także temperaturę powietrza oraz parametry pracy zespołów i zasilania. Dba o regulację pracy zarówno pompowni jak i urządzeń naśnieżających” – wyjaśnia Robert Moczarny z Supersnow.

Urządzenia z ekosystemu Siemensa znajdują zastosowanie w kluczowych elementach systemów Supersnow, czyli w pompowniach i w armatkach naśnieżających.

„W tych ostatnich sterowniki z serii S7-1200 są sercem urządzenia. To właśnie na nich pracują algorytmy obliczające np. współczynnik jakości śniegu względem innych parametrów. Sterowniki Siemensa kontrolują i odpowiadają także za inne istotne obszary, jak regulacja ciśnienia, monitorowanie parametrów, kalkulacje przepływów czy sterowanie regulatorami PID. Z kolei w pompowniach urządzenia Siemensa odpowiedzialne są między innymi za regulację zasilania i obsługę procesów pompowania według zaprogramowanych scenariuszy i algorytmów” – tłumaczy Marcin Koter, kierownik ds. sprzedaży w Siemensie.

Portfolio wykorzystywanych przez Supersnow produktów Siemensa obejmuje też układy łagodnego rozruchu – sofstarty SIRIUS 3RW zapewniające płynny rozruchu oraz ciche zatrzymania silnika, a także panele HMI. Zapewniają one prostą i efektywną interakcję użytkownika z rozwiązaniami Supersnow, umożliwiając łatwą obsługę urządzeń oraz monitorowanie i sterowanie procesami.

Naśnieżanie jest energochłonne. Wymaga zarówno zastosowania urządzeń elektrycznych dużej mocy, jak również zużywa znaczne ilości wody. Dlatego w projektowanych przez Supersnow systemach automatyki istotną rolę odgrywa optymalizacja energii.

„Zależnie od tego jak rozbudowany jest stok, zużycie wody i energii może się znacznie różnić. Przykładowo – dla jednego z większych ośrodków w Polsce, gdzie pracuje około 250 urządzeń naśnieżających, zużycie wody wynosi 70 000m3 na dobę. Do pracy wykorzystywane są tam aż 4 pompownie o łącznej wydajności 3 tysięcy m3 na godzinę i skumulowanej mocy systemu 6,48 MW. Łącznie, do wytwarzania śniegu, wykorzystywanych jest 18 pomp wysokociśnieniowych” – wyjaśnia Mateusz Łukaszczyk z Supersnow.

Realizowana przez Supersnow optymalizacja efektywności energetycznej dotyczy różnych zespołów systemu. Ważnym elementem oszczędności jest minimalizacja zużycia energii w samych armatkach. Również pozostałe obszary instalacji projektowane są pod kątem redukcji ilości wody i energii zużywanych w procesie naśnieżania.

„Geometria łopat wirnika została zaprojektowana tak, aby uzyskać jak największy przepływ powietrza przy jak najmniejszym poborze energii elektrycznej. Optymalizacja parametrów naśnieżania to ciągła praca, bo przy tak złożonych systemach mamy do czynienia z setkami punktów do optymalizacji” – objaśnia Dariusz Kaczor, kierownik Działu Rozwoju Produktów Naśnieżania w Supersnow.

Urządzenia do naśnieżania pracują zwykle nocami, gdy temperatura jest najniższa, ale na niektórych stokach śnieg jest produkowany także w ciągu dnia. Od kwietnia do października prowadzone są prace serwisowe: zmiany i usprawnienia w systemach, rozbudowy instalacji lub wymiana zużytych elementów. Podczas konserwacji dokonywane jest sprawdzenie stanu i szczelności sekcji wodnych, kontrola parametrów pracy pompowni, czyszczenie systemów filtracyjnych, filtrów i dysz w armatkach oraz testy wydajności.

„Co do strategii śnieżenia to najbardziej intensywne naśnieżanie ma miejsce tuż przed sezonem, po to, aby jak najlepiej przygotować stoki. Później, naśnieżanie wykonywane jest uzupełniająco w kolejnych oknach pogodowych. W Polsce sezon narciarski trwa około 4 miesiące. Ale żeby się udał, intensywnie pracujemy nad tym przez okrągły rok” – ujawnia Mateusz Łukaszczyk z Supersnow.

Rozwiązania automatyki, bazujące na urządzeniach i oprogramowaniu Siemensa pozwalają w sposób pewny działać systemowi naśnieżania przez cały sezon.

„Systemy tworzone przez Supersnow udowodniają swoją niezawodność już od 25 lat. Niewątpliwie, największym wyzwaniem naśnieżania jest maksymalizacja produkcji śniegu. Dlatego tak ważne jest, aby urządzenia pracowały w oparciu o niezawodną automatykę, a właśnie taką dostarczamy” – mówi Marcin Koter z Siemensa.

„Zmiany klimatu powodują, że okno pogodowe pozwalające na wytwarzanie sztucznego śniegu jest często bardzo krótkie. Nasi inżynierowie optymalizują urządzenia pod kątem pracy w każdych warunkach. Głównie skupiają swoją uwagę na tych skrajnie trudnych wartościach temperatur oscylujących w okolicy 0 stopni Celsjusza, stanowiących granicę możliwości wytwarzania sztucznego śniegu za pomocą armatek wentylatorowych” – podsumowuje Dariusz Kaczor z Supersnow.