Погрузка тяжелых беспилотных летательных аппаратов для доставки медицинских и экстренных товаров

Основанное на данных руководство по планированию энергопотребления автопарка, аварийному электроснабжению и инфраструктуре зарядки мобильных устройств

Дроны-тяжеловесы переходят от демонстрационных проектов к практическим медицинским, экстренным, промышленным и дистанционным логистическим операциям. Однако самолет — это лишь одна часть системы. Когда флоту приходится неоднократно в течение дня перевозить продукты крови, лекарства, диагностические образцы, аварийное оборудование, коммуникационное оборудование или другие срочные поставки, ограничивающим фактором больше не может быть полезная нагрузка или дальность полета. Это может быть наличие надежного наземного энергоснабжения.

Дрон может выполнить миссию за десятки минут и при этом потратить гораздо больше времени на ожидание аккумулятора, зарядного устройства, подключения к сети или безопасного окна подзарядки. Этот дисбаланс становится более серьезным во время наводнений, землетрясений, лесных пожаров, ураганов, отключений электросетей и удаленных развертываний, когда ценность воздушной логистики наиболее высока, но традиционная электрическая инфраструктура наименее надежна.

По этой причине операторы должны рассматривать энергетическое планирование как часть планирования миссии. Мобильное зарядное устройство для электромобилей можно использовать в качестве исходного мобильного источника энергии для одобренных зарядных шкафов для дронов, систем замены аккумуляторов, временных распределительных панелей и некоторых вспомогательных нагрузок. Door Energy разрабатывает и производит системы накопления энергии для дорожно-спасательных служб, коммерческого транспорта, строительства, реагирования на чрезвычайные ситуации и промышленных объектов. Та же самая архитектура мобильной энергетики может помочь операторам дронов создать более устойчивый уровень наземной энергии, не рассматривая разъем для зарядки электромобилей как прямой интерфейс дрона с аккумулятором.

I. Почему доставка медицинской и неотложной помощи дронами нуждается в энергетической стратегии

Критически срочная логистика создает новый операционный стандарт

Медицинская логистика – это не обычная доставка посылок. Продукты крови, лекарства для неотложной помощи, лабораторные образцы, противоядия, травматологические средства, портативные диагностические устройства и коммуникационное оборудование могут быть чувствительными ко времени. При реагировании на стихийные бедствия дороги могут быть заблокированы именно тогда, когда спрос возрастает. Таким образом, экономическое обоснование использования дронов часто строится вокруг времени отклика, доступа и непрерывности обслуживания, а не только на экономии труда.

Соответствующее чтение энергии двери:Руководство по мобильной зарядке тяжеловесного сельскохозяйственного дрона

В ходе рецензируемого исследования сети медицинских дронов в Руанде в период с 2017 по 2019 год было изучено 12 733 заказа на продукты крови. Около 43% из них были экстренными заказами. Среднее время доставки дронами составило примерно 49,6 минут, а по оценкам исследования, средняя экономия времени составила примерно 79 минут по сравнению с автомобильным транспортом. В том же исследовании сообщалось о существенном сокращении сроков годности продуктов крови после внедрения системы. Эти результаты имеют значение, поскольку показывают, что воздушная логистика может изменить надежность обслуживания, а не просто скорость транспортировки.

Операции по подъему тяжелых грузов увеличивают энергетическую нагрузку

По мере увеличения полезной нагрузки дронов операторы получают возможность перемещать больше медицинских материалов за одну миссию, но энергетическая система становится более требовательной. Более высокая взлетная масса, более крупные батареи, повторяющиеся вертикальные взлеты, более сильные ветры, низкие температуры, работа на большой высоте и требования к резервной энергии — все это может увеличить количество энергии, необходимое для завершения доставки.

Именно здесь многие проекты становятся несбалансированными. Команда может вложить значительные средства в самолеты, средства связи, программное обеспечение и авторизацию маршрутов, рассматривая взимание платы как второстепенный вопрос объекта. Для маленького пилота это может сработать. Однако для парка из 10, 20 или 30 самолетов наличие зарядного устройства и мощность объекта могут напрямую определять, сколько миссий выполняется в день.

Вопрос клиента должен измениться

Вместо того, чтобы спрашивать только: «Как далеко может летать этот дрон?», командам по закупкам следует также спросить: «Как быстро весь флот сможет снова полететь?» Этот вопрос переключает внимание со спецификаций самолетов на переключение энергии, одновременную зарядку, резервную мощность, электроэнергию на объекте и восстановление после сбоя в сети.

II. Скрытое узкое место: изменения в наземной энергетике и энергетике

Шесть энергетических проблем, которые могут остановить флот дронов

Переворот в энергетике — это ключевой показатель эффективности флота

Рассмотрим простой рабочий цикл. Тяжелый дрон летает 40 минут, 10 минут тратит на погрузку или разгрузку, 10 минут требует на проверку, а затем 90 минут ждет зарядки. Полный цикл составляет 150 минут, но в полете проводится всего 40 минут. В этом примере время полета составляет около 26,7% цикла.

Если оператор сокращает цикл энергоснабжения с 90 минут до 30 минут за счет лучшего плана зарядки, параллельной зарядки, замены аккумуляторов или использования энергоузла подходящего размера, цикл сокращается до 90 минут. Тогда время полета составляет около 44,4% цикла. Точные цифры различаются в зависимости от платформы, но бизнес-принцип один и тот же: эффективность использования энергии на земле может определять производительность автопарка.

Зарядная мощность и запасенная энергия — разные проблемы

Операторы должны разделить два вопроса. Во-первых, сколько киловатт-часов требуется за смену? Во-вторых, сколько киловатт должно быть доступно в самый загруженный момент? Сайт может иметь достаточно общего запаса энергии, но при этом создавать очередь, если его мгновенная мощность зарядки слишком мала. И наоборот, подключение высокой мощности бесполезно, если источник энергии исчерпан до окончания аварийного окна.

По этой причине мобильное зарядное устройство для электромобилей следует рассматривать как часть архитектуры питания на уровне системы, а не как простую «большую батарею». Соответствующими расчетными переменными являются ежедневная потребность в энергии, пиковая зарядная нагрузка, коэффициент одновременной зарядки, резервный уровень заряда, системные потери, вспомогательные нагрузки и время, доступное для подзарядки самого мобильного энергоблока.

Анализ энергии связанной двери:Модель отправки мобильного зарядного устройства для электромобилей для экстренного реагирования

III. Сколько энергии действительно нужно парку тяжелых дронов?

Начните с ежедневной потребности в энергии

Полезная формула первого прохода: Ежедневная потребность в энергии = Количество дронов × Полезная емкость аккумулятора × Миссии в день × Средняя энергия, используемая на миссию. Это не заменяет полетные данные OEM, но помогает покупателю избежать одной из наиболее распространенных ошибок при выборе размера: учитывать только размер батареи одного самолета.

В таблице показано, почему авиационная батарея емкостью 20 кВтч не предполагает требования к мощности на объекте в 20 или 40 кВтч. В региональном примере каждый из 10 дронов имеет 20 кВтч полезной емкости аккумулятора, выполняет пять миссий и потребляет в среднем 65% энергии за миссию. В результате потребность в энергии для полета составляет около 650 кВтч в день без учета вспомогательных нагрузок, потерь при зарядке, резервной энергии и неблагоприятных погодных условий.

Затем рассчитайте пиковую мощность зарядки.

Пиковая мощность становится критической, когда несколько самолетов возвращаются вместе. Предположим, что каждое из восьми зарядных устройств может потреблять до 15 кВт. Если все восемь работают одновременно, одна только система зарядки может запросить 120 кВт. Добавьте средства связи, медицинское охлаждение, освещение, систему кондиционирования аккумуляторов, насосы или временное полевое оборудование, и нагрузка на объект может еще больше возрасти.

Резервная энергия — это не пустая трата мощности

Операторам аварийных служб не следует рассчитывать систему, исходя из предположения, что вся накопленная энергия может быть использована во время обычных миссий. Резерв – это операционный актив. Если запрос на срочный транспорт крови появляется после того, как источник энергии уже исчерпан, резервная система не выполнила свою реальную задачу, даже если ее среднесуточное использование выглядело эффективным.

Энергетические потребности пяти входных дверей для предварительного определения размеров

• Размер парка дронов и ожидаемые одновременные операции.
• Емкость аккумулятора, напряжение зарядки и входная мощность OEM-зарядного устройства.
• Миссий на самолет за смену и ожидаемое потребление энергии на миссию.
• Вспомогательные нагрузки, такие как средства связи, освещение, охлаждение, насосы или полевые инструменты.
• Доступно подключение к сети, окно подзарядки и необходимый аварийный резерв.

IV. Почему аварийным объектам нужна мобильная энергия вместо фиксированной инфраструктуры

Наиболее важные миссии дронов часто выполняются там, где сеть самая слабая

Постоянное электроснабжение обычно является самым простым вариантом для стабильной больницы или логистического центра. Проблема в том, что операции экстренных дронов часто движутся в противоположном направлении. Наводнения, землетрясения, реагирование на лесные пожары, ураганы, отдаленные горные поселения, маршруты снабжения островов, временные полевые госпитали и поврежденные промышленные объекты — это именно те места, где стационарная инфраструктура может оказаться недоступной, недостаточно мощной или небезопасной, чтобы зависеть от нее.

Сопутствующее приложение Door Energy:Передвижная электростанция для строительного оборудования, насосов и освещения

В таких условиях энергетическая система должна выполнять свою миссию. Это стратегическая причина рассмотреть возможность использования мобильного зарядного устройства для электромобилей или другой мобильной платформы для хранения энергии: актив можно заряжать там, где есть электроэнергия, отправлять на операционную базу, а затем использовать для поддержки утвержденной последующей зарядки и полевых нагрузок.

Фиксированная сеть, генератор и мобильная энергия на основе батарей решают разные проблемы

Одному объекту может потребоваться нечто большее, чем просто зарядка дрона

Настоящая аварийная база представляет собой среду со смешанной нагрузкой. Операторам может потребоваться одновременное обслуживание зарядных устройств, шкафа для замены аккумуляторов, средств связи, освещения, охлаждения, насосов и некоторых электроинструментов. Поэтому наиболее ценным энергетическим активом зачастую является не тот, который обслуживает один разъем. Его можно интегрировать в план контролируемого распределения.

Мобильное развертывание также снижает риск перебоев в инфраструктуре

Временная аварийная база может действовать в течение нескольких дней или недель, а затем перемещаться. Создание крупной постоянной модернизации электрооборудования для каждой возможной точки развертывания может быть медленным и капиталоемким. Вместо этого ресурс мобильного хранилища можно использовать совместно с несколькими проектами, объектами, сезонами или группами экстренного реагирования. Это не устраняет необходимость в электротехнике, но может изменить экономику владения инфраструктурой.

V. Как Door Energy создает мобильный энергетический уровень для работы дронов

Правильная архитектура: сначала источник энергии, затем зарядное устройство для дрона

Door Energy не заменяет одобренное производителем дрона зарядное устройство. Более безопасная и технически точная архитектура: мобильный энергоблок Door Energy → распределение на месте / утвержденный интерфейс → OEM-зарядное устройство для дронов или шкаф для замены аккумуляторов → аккумулятор для дрона.

Ссылка на продукт:MCP-A Мобильное зарядное устройство для электромобилей мощностью 210 кВтч

Это различие важно. CCS1 и CCS2 — это интерфейсы зарядки автомобиля, а не универсальные разъемы для аккумуляторов дронов. Таким образом, роль Door Energy в проекте дрона заключается в следующем: обеспечить диспетчеризованную накопленную энергию и подходящую мощность переменного или постоянного тока для утвержденной зарядной инфраструктуры, указанной производителем дрона и аккумуляторов.

Почему платформа MCP-E актуальна для объектов экстренной помощи с высоким спросом

Для проектов, которым требуется больший общий энергетический буфер, платформа MCP-E от Door Energy представляет собой полезный пример мощности на уровне системы. Его опубликованная конфигурация включает в себя 420 кВтч запасенной энергии, до 420 кВт комбинированной мощности постоянного тока для зарядки транспортных средств от четырех пистолетов, связь OCPP 1,6J, совместимость с транспортными средствами CCS1/CCS2 и возможность вывода переменного тока для выбранных нагрузок на площадке. Значение 420 кВт — это максимум системы, а не обещанная скорость зарядки дрона. Фактическая мощность на выходе всегда ограничивается утвержденным зарядным устройством, аккумулятором, распределительным оборудованием, температурными условиями и стратегией распределения мощности на объекте.

Ссылка на высокую емкость:Мобильная система хранения и зарядки энергии MCP-E 420 кВтч

Изучите продукт:Мобильная система хранения и зарядки энергии Door Energy MCP-E 420 кВтч

Быстрое пополнение имеет значение, поскольку энергетический актив также имеет рабочий цикл

Мобильная энергетическая система сама должна подзаряжаться. Информация о проекте Door Energy показывает, что при подходящей инфраструктуре и системных условиях пополнение через источник зарядки постоянного тока может быть рассчитано примерно на один час, тогда как пополнение переменного тока может потребовать примерно двух часов. Фактическое время зависит от выбранной модели, запуска SOC, доступной входной мощности, ограничений зарядки и условий на месте. Важный урок планирования заключается в том, что энергетический актив требует своего собственного графика капитального ремонта.

Альтернативная автомобильная платформа:MCP-B Мобильная зарядная станция для электромобилей мощностью 105 кВтч/100 кВт

Это создает полезную операционную модель реагирования на стихийные бедствия: зарядите мобильное зарядное устройство для электромобилей в зоне с надежным питанием, отправьте его на передовую оперативную базу, поддержите дрон и полевые нагрузки в рамках определенных приоритетов, затем поменяйте или перезарядите устройство до следующего критического окна.

Door Energy — это больше, чем одна страница продукта

Для покупателей, сравнивающих конфигурации, Door Energy предлагает несколько мобильных зарядных платформ, стационарные зарядные устройства постоянного тока, зарядные устройства переменного тока и решения для зарядки накопителей энергии. Компания заявляет, что мощность зарядки, емкость аккумулятора, разъемы и конфигурацию системы можно адаптировать под требования проекта. Это актуально для проектов по энергетике дронов, поскольку правильная конфигурация зависит от зарядного устройства на выходе, архитектуры распределения на объекте, размера парка и аварийного рабочего цикла, а не от одной универсальной спецификации.

Компактный мобильный вариант:Мобильная зарядная платформа для электромобилей MCP-H мощностью 60 кВт

Внутренние ссылки:Ассортимент мобильных зарядных устройств для электромобилей|Все продукты дверной энергетики|О дверной энергии

VI. Как спроектировать, купить и обосновать мобильный энергетический центр дронов

Используйте пятиэтапный метод закупок

Не покупайте только на емкость аккумулятора

Покупатель, который сравнивает только киловатт-часы, может выбрать не ту систему. Например, аккумуляторная батарея емкостью 420 кВтч может показаться большой по сравнению с одной батареей дрона, но уместным сравнением является все рабочее окно. Центр из 10 дронов, потребляющий сотни киловатт-часов в день, может быстро потреблять эту энергию, особенно если также обслуживаются вспомогательные нагрузки. И наоборот, небольшому автопарку может не потребоваться большая система, если доступ к сети надежен и требуются лишь короткие периоды резервного копирования.

Техническое чтение:Удаленная диагностика с помощью искусственного интеллекта для операций по зарядке мобильных электромобилей

Окупаемость инвестиций зависит от доступности, а не только от стоимости электроэнергии

Для экстренной и медицинской логистики рентабельность энергетического актива не должна оцениваться только по цене на электроэнергию. Большая экономическая выгода может быть получена за счет сокращения задержек миссий, предотвращения очередей на зарядку, увеличения ежедневного использования самолетов, снижения зависимости от электротехнических конструкций на конкретной площадке и сохранения операций во время перерывов в работе сети.

Инженерное обновление Door Energy:Удаленная диагностика с помощью искусственного интеллекта для MCP-A

Три практические модели развертывания

1) База реагирования на стихийные бедствия. Временный центр дронов располагается рядом с зоной реагирования на наводнение, землетрясение, лесной пожар или шторм. Дроны перевозят кровь, лекарства, средства связи, диагностические принадлежности или небольшое оборудование для оказания экстренной помощи. Активы мобильной энергетики пополняются там, где доступна электроэнергия, а затем передаются вперед.

2) Удаленный медицинский центр. Сельская больница, сеть горных клиник, островное сообщество или удаленная медицинская программа используют дроны на повторяющихся маршрутах. Мобильное хранилище обеспечивает резервную емкость, пиковую поддержку или временный источник энергии, когда местная сеть слаба.

3) Мультисервисный центр экстренной помощи. На этом же сайте поддерживаются дроны, спасательные электромобили, освещение, связь, охлаждение и отдельные промышленные нагрузки. Управляемая энергетическая платформа может распределять ограниченную запасенную энергию в соответствии с приоритетом миссии вместо того, чтобы одинаково относиться к каждой нагрузке.

Контрольный список для клиента перед запросом ценового предложения

• Марка/модель дрона и количество самолетов.
• Емкость аккумулятора, номинальное напряжение и метод зарядки, одобренный OEM.
• Входное напряжение и максимальная входная мощность OEM-зарядного устройства.
• Максимальное количество самолетов или аккумуляторных блоков, заряжающихся одновременно.
• Среднее и наихудшее количество миссий на самолет в день.
• Требуемый резерв энергии для приоритетных и критических миссий.
• Другие нагрузки: средства связи, освещение, охлаждение, насосы, инструменты, электромобили или строительное оборудование.
• Доступность сети, рейтинг услуг переменного тока и доступ к инфраструктуре зарядки постоянного тока.
• Целевая продолжительность развертывания и расстояние между точкой пополнения запасов и оперативной базой.
• Температура окружающей среды, высота над уровнем моря, погодные условия, способ транспортировки и требования к техническому обслуживанию.

Для подбора и настройки проекта посетитеДверь Энергияили просмотреть егоАссортимент продукции для мобильных зарядок.

Дополнительные ресурсы по энергии дверей:Ассортимент мобильных зарядных устройств для электромобилей|Все продукты|Новости и руководства по применению|О дверной энергии

VII. Вывод: создайте энергетический уровень, прежде чем масштабировать парк дронов

Дроны-тяжеловесы могут снизить зависимость от поврежденных дорог и сократить сроки доставки критически важных грузов, но масштабируемая операция дронов не создается только с помощью самолетов. Когда несколько дронов выполняют повторяющиеся миссии, система должна управлять энергией так же тщательно, как маршрутами, полезной нагрузкой, связью и воздушным пространством.

Главный урок для больниц, служб экстренного реагирования, логистических компаний, операторов инфраструктуры, НПО и промышленных пользователей прост: планируйте автопарк, а не отдельную батарею. Рассчитайте ежедневные киловатт-часы, пиковые киловатты, одновременную зарядку, резервную мощность, вспомогательные нагрузки и время, необходимое для пополнения источника энергии.

Роль Door Energy наиболее сильна там, где клиенту нужна управляемая энергия, а не другое постоянно установленное зарядное устройство. Мобильное зарядное устройство для электромобилей может стать восходящим энергетическим слоем для утвержденных зарядных устройств для дронов, систем замены аккумуляторов, спасательных электромобилей, временного освещения, средств связи, насо