Les drones qui volent ont été des points chauds ces dernières années, de la photographie aérienne initiale à l’éclairage des drones, en passant par les drones, allant des drones au Nouvel An, toutes sortes de cloches et de sifflets.
Récemment, des designers coréens ont proposé un nouveau concept au drone UVC-LED pour la désinfection des stations de métro.
Dès l'annonce de la nouvelle, les petits partenaires de l'industrie en ont parlé: "Lorsque notre application UVCLED est toujours lancée dans divers boîtiers et distributeurs d'eau, d'autres ont déjà joué dans les cieux". Ce nouveau scénario d'application est-il fantaisiste ou pratique?
En fait, ce genre de produit qui ressemble à un gadget n’est pas la première fois dans l’industrie.
En 2017, lorsque NIKKISO a annoncé le module de stérilisation de l'eau à UVC-LED avec un débit de 120 LPM, de nombreuses personnes ont estimé qu'il ne s'agissait que d'un vase montrant la force de la recherche et du développement. Le prix élevé peut persuader le monde de se retirer.
Cependant, les dernières informations indiquent qu'après une optimisation continue et une expérience d'un an sur le terrain, ce produit a ouvert la voie à la stérilisation de l'eau d'aquaculture et se développe dans le domaine de la stérilisation de l'eau dans les usines et les piscines.
La raison est très simple: ce produit capture les aliments crus des Daiwa qui aiment les produits aquatiques. Le processus d'aquaculture doit être stérilisé. C'est le marché qui a résolu le problème des produits traditionnels de stérilisation de l'eau à la lampe au mercure: l'augmentation de la température de l'eau affecte le pH de l'eau et des produits aquatiques. Le goût et la réaction avec les minéraux de l'eau de mer ont une incidence sur l'utilisation de tartre à la surface du verre.
Les mêmes performances et coûts de cycle de vie que les lampes à mercure, de meilleures ventes pour l'aquaculture et des coûts de maintenance moins élevés témoignent directement de leurs avantages économiques.
Pour le drone devant moi, je vais également faire une analyse simple à partir des trois aspects du point douloureux, de la faisabilité technique et des avantages économiques. J'espère que je pourrai lancer une brique pour attirer le jade et réfléchir ensemble.
01 Un produit résout trois points de douleur
La manière actuelle de désinfecter les stations de métro est la suivante:
• Pour l'air intérieur, la ventilation et la filtration sont principalement utilisées pour améliorer la qualité de l'air. Le système de climatisation de certaines stations utilise des équipements de filtrage à efficacité moyenne basés sur l'électricité statique à haute tension. Il est nécessaire de nettoyer, désassembler et désinfecter le système de climatisation régulièrement.
• Pulvérisez ou essuyez manuellement le désinfectant sur des points clés tels que les mains courantes, les sièges, les distributeurs de billets et les escaliers mécaniques que le corps humain touche fréquemment. Le désinfectant a un effet destructeur rapide et à long terme sur diverses bactéries pathogènes et n'est pas corrosif pour les installations de la cabine.
Les méthodes de désinfection ci-dessus ont les points douloureux suivants:
• Utilisation excessive de la ventilation mécanique. La stérilisation en cycle éolien est basée sur le principe de la dilution, et la présence d'angles morts mal ventilés rend difficile l'élimination des microorganismes nuisibles sur une courte période.
• Les microbes ont tendance à se multiplier plus rapidement que tuer. La propagation des virus et des bactéries est étroitement liée à la température et à l'humidité. L’environnement de la station est propice à la croissance de la plupart des agents pathogènes et le conduit d’air du système de climatisation devient un foyer pour la reproduction microbienne. Le système de ventilation utilisé à l'origine pour la stérilisation est devenu un outil de transmission des germes.
• Manque de capacité à réagir rapidement et en toute sécurité aux urgences telles que les épidémies de maladies infectieuses malignes.
Le hall de la station de métro doit introduire une ou plusieurs méthodes de désinfection pour faire face aux risques susmentionnés. Le drone de désinfection UVC-LED est un bon choix:
• Introduisez cette méthode de désinfection plus ciblée pour garantir la désinfection en cas de ventilation faible ou de points morts. L'augmentation du taux de stérilisation peut effectivement empêcher la propagation rapide de microorganismes nuisibles.
• Convient pour la désinfection de surface des endroits clés. Les résidus non toxiques et d'odeurs, sans intervention manuelle, peuvent effectuer beaucoup de travail répétitif lors de la panne du métro. La planification de trajectoire permet de réaliser le fonctionnement coordonné de plusieurs drones afin de désinfecter la totalité de l'espace sans angle mort.
• une intervention d'urgence en toute sécurité. Les UV-LED ont un effet destructeur efficace sur les virus infectieux à haut risque tels que le SRAS, le MERS et la grippe. En cas d'urgence, le drone peut être le premier à pénétrer dans l'espace où un virus à haut risque peut exister pour l'observation et la désinfection à tout moment. Afin d'éviter la propagation du virus, le drone peut être concentré à l'emplacement désigné pour être détruit une fois la tâche terminée.
La couverture du métro en Corée du Sud est élevée et la densité des stations de métro est élevée. Le MERS qui a éclaté auparavant a même été désinfecté dans toute la ville. Je crois que dans la recherche de nouveaux moyens de stériliser les lieux publics, ils pensent de plus en plus urgemment que les Chinois. Le drone de désinfection UVC-LED résout trois points de douleur en même temps, ce qui n’est pas possible avec d’autres méthodes de désinfection. De ce point de vue, l’émergence de ce concept n’est pas sans fondement.
02 L'efficacité et l'endurance des sources de lumière deviennent des goulots d'étranglement
En tant que plate-forme de montage du module de stérilisation, les performances du drone sont étroitement liées à l’effet de stérilisation. Le module source de lumière UVC-LED doit être associé au module d'alimentation en dissipation thermique et dissipation de chaleur correspondant, qui impose certaines exigences en matière de capacité de charge et d'alimentation du drone. J'ai utilisé une marque bien connue du pays, le drone aérien à quatre rotors avec une masse au décollage de 1400 g comme objet de transformation, pour évaluer la capacité de stérilisation.
En supposant que le module de stérilisation UVC-LED soit utilisé à la place du module de prise de vue et de transmission d'image d'origine, le poids de la machine entière reste inchangé. Cependant, en raison d'une consommation d'énergie accrue, la durée de vie de la batterie doit être réévaluée. Le drone a une capacité de batterie de 90 Wh et une autonomie de 30 min. En d’autres termes, la consommation totale de la machine est d’environ 180W. Une fois le module de prise de vue et de cartographie retiré, la consommation électrique du moteur du drone et du système de contrôle de vol est d’environ 140W. La consommation électrique du module de stérilisation UVC-LED nouvellement ajouté est calculée selon 100W. La consommation totale d'énergie de l'UAV modifié est de 240W. Lorsque la batterie a le même poids au départ, sa durée de vie est réduite à 20 minutes.
En ce qui concerne l'emplacement du module de source de lumière UVC-LED, le centre du drone étant un lieu de rassemblement de batteries, de dispositifs de contrôle de vol et de divers types de capteurs, il ne convient évidemment pas de loger le module de source de lumière. C'est un bon moyen de disperser le module source de lumière à proximité des quatre rotors dans le schéma de principe. Tout en dispersant la source de chaleur, le vent du rotor peut également aider à dissiper la chaleur. En outre, une telle conception est également bénéfique pour augmenter la plage d'éclairage et l'uniformité de la lumière.
L'empattement de ce drone est de 350 mm, et la taille et la position d'installation des quatre modules de source de lumière UVC-LED sont comme indiqué en position jaune. Selon le calcul du rendement de conversion photoélectrique de 4%, la puissance lumineuse de chaque module source de lumière est de 1000 mw, l'angle de sortie de la lumière est de 30 degrés et la transmittance lumineuse de l'air est calculée selon 80% / m. La simulation optique montre que la zone d’éclairage à une distance de 1 m (la surface de réception la plus basse) est de 0,65 mètre carré et que l’intensité lumineuse moyenne est de 0,5 mw / cm2.
Des études avec des pairs ont montré que les mêmes doses UV pour les virus de la grippe et du SARM courants sont de 7 mJ / cm2 et 18 mJ / cm2, respectivement, au même taux de mortalité de 99,99%. Si le virus de la grippe est utilisé comme norme de désinfection, un drone peut réaliser environ 1 mètre cube de désinfection d'espace en 15 secondes, et un drone peut atteindre 80 mètres cubes d'espace au cours de la vie. Un hall de station de métro ordinaire est calculé sur une superficie de 10 000 mètres carrés et une hauteur moyenne de 5 mètres. Il est nécessaire d’envoyer 600 types de drones pour réaliser une désinfection complète de l’ensemble du métro.
En supposant que le WPE de la source UVC-LED soit doublé, la durée de vie du drone est doublée et l'effet de stérilisation est réduit de manière appropriée. Le nombre de drones dans une station de métro devrait tomber à moins de 100.
En résumé, le drone de désinfection à UVC-LED est techniquement réalisable, mais l’espace de stérilisation d’une station est actuellement stressant, et un service lui convient peut-être mieux.
03 Méthode de stérilisation de l'espace et économie d'énergie
Afin de garantir la qualité de l'air intérieur, l'équipement de ventilation de la station de métro fonctionne depuis de nombreuses années. En ce qui concerne le mode de ventilation indiqué dans le tableau ci-dessous, la consommation électrique de l'équipement de ventilation est également de 6,6 kW pendant la période de panne et augmente chaque année à mesure que la durée de fonctionnement augmente.
Avec les capacités techniques existantes, l’utilisation de drones à UVC-LED pour réaliser la stérilisation de la station de métro nécessite un total de 600 sorties, soit une consommation totale de 5,4 kWh. Lorsque l'efficacité de la source de lumière augmente, cette valeur continuera à diminuer.
Il n’est pas difficile de constater que le drone à UVC-LED est un moyen plus efficace et plus économe en énergie de stériliser l’espace de métro. Cependant, cette façon d'économiser l'électricité ne permet pas d'économiser de l'argent.
Avec l'amélioration future de l'efficacité des UVC-LED, l'avancement des matériaux de batterie, même combiné à la technologie de charge sans fil, peut réduire considérablement le nombre de drones nécessaires à la désinfection de l'espace. En outre, l'UAV peut également effectuer une surveillance de la sécurité à temps partiel et aider à vérifier manuellement les dangers cachés de la voiture et des installations ferroviaires. À ce moment-là, le concept pourrait produire de réels avantages économiques.