Veletrh Hannover Messe je považován za největší průmyslový veletrh na světě. Probíhající pandemie už podruhé zabránila jeho konání v tradiční formě, takže jeho bývalým návštěvníkům a vystavovatelům chybí možnost osobní návštěvy, živých prezentací produktů a technologií i osobních kontaktů. Proto se pořadatelé rozhodli vytvořit Hannover Messe Digital Edition, webovou platformu, nabízející kromě informací o novinkách a produktech například i streamování přednášek, digitální prezentace, podporu navazování kontaktů a organizace schůzek a další služby, kompenzující absenci osobního kontaktu.
Nosným tématem veletrhu byla transformace průmyslu do podmínek digitální budoucnosti, charakterizovaná hesly „Inovace, Inspirace, Interakce". Ta vyjadřují podstatu tzv. čtvrté průmyslová revoluce označované jako Industry 4.0, během níž jsou v průmyslu s využitím špičkových komunikačních a IT technologií budovány inteligentní samoučcí se systémy. Základem této revoluční proměny je IoT (internet of things - internet věcí), tj. síť fyzických zařízení, strojů, robotů, vozidel, kamer a dalších zařízení, která jsou vybavena elektronikou, softwarem, senzory a síťovou konektivitou. IoT umožňuje stálé sdílení dat mezi všemi prvky zapojenými do produkčního řetězce, čímž jsou všechny výrobní a logistické procesy vzájemně propojeny. To vede k vytváření inteligentnějších, efektivnějších a udržitelnějších řešení. V rámci veletrhu prezentovali vystavovatelé a technologičtí lídři příslušných oborů nové technologie a ideje pro průmyslové podniky a energetické nebo logistické systémy budoucnosti.
Více než 1 800 vystavovatelů ze 250 zemí představilo téměř 10 500 produktů a novinek. „Virtuální návštěvníci" si tak nemohli stěžovat na nedostatečný přísun informací, například v „nejnabitější" den veletrhu bylo prezentováno téměř 400 živě streamovaných přednášek. V tomto článku se zaměříme jen na několik vybraných produktů, zajímavých svou inovativností a na veletrhu prezentovaných jako novinky
Již tradičně jsou během veletrhu udělovány ceny Hermes Award za nejvýznamnější průmyslové inovace prezentované na veletrhu. Letošní první cenu v hlavní kategorii Hermes Award 2021 získala společnost Bosch Rexroth za podmořský ovladač řídicích ventilů SVA R2, který je prvním elektrickým ovladačem ventilů pracujícím pod vodní hladinou, a to až do hloubky 4 000 metrů. Proti dosud užívaným hydraulickým ovladačům nevyžaduje použití dlouhých hydraulických hadic ani pohonných jednotek, stačí mu přívody napájení u dosud užívaných řešení, na něž jej lze přímo napojit. Díky tomu se snižují náklady na instalaci, levnější je i provoz, snížila se spotřeba energie a zvýšila spolehlivost zařízení, což má také příznivý vliv na životní prostředí. Při velikosti a vlivu potenciálních zákazníků, tedy zejména společností zabývajících se podmořskou těžbou ropy a plynu, je význam této zdánlivě marginální inovace nezanedbatelný.
Velmi zajímavý je také produkt, který se v Hermes Award umístil na druhém místě a který představila britská společnost Phoenix Contact. Jde o indukční vazební člen s technologií NearFi, který přenáší vzduchem Ethernet i napájení až do 50 W (24 V / 2 A) na vzdálenost až 10 mm. Ethernetový přenos s rychlostí až 100 Mb/s a s nulovou latencí je oboustranný a nezávislý na protokolu. Instalace bezdotykového propojení je snadná, rychlou diagnostiku poskytuje LED kontrolka. Řešení je vhodné jako náhrada často rozebíraných spojení, kde vylučuje opotřebení konvenčních konektorů, případně i jako náhrada kluzných kontaktů, resp. sběrných kroužků.
Nízkouhlíkové technologie
K oblíbeným ekologickým tématům patří využívání elektrické energie z obnovitelných zdrojů a elektromobilita. Jejich rozvoji však brání omezená možnost ukládání elektrické energie. K ní jsou nejčastěji používány lithium-iontové (li-ion) baterie. Lithium je však dosti drahé a těží se jen v omezeném počtu zemí. Navíc obvykle musí být pro zabezpečení dostatečného výkonu propojeno velké množství článků, takže baterie jsou těžké a z hlediska konstrukce i řízení složité. Nevhodná je také dlouhá doba jejich nabíjení a omezená životnost. Zejména při rychlejším nabíjení dochází k expanzi a následujícímu smršťování materiálu katod, které působí vznik trhlin a následné poškození článků a snížení kapacity a životnosti baterie.
Řešení tohoto problém na veletrhu představili výzkumníci z Martin Luther University Halle-Wittenberg. Ti vyvíjejí samoopravný polymer, který se přidává do elektrolytu, vniká do tvořících se trhlinek, zaceluje je a tak omezuje degradaci článků.
Použití křemíkových anod není žádnou novinkou. V kombinaci se sírovými katodami umožňují o 90 % kratší dobu nabíjení, až třikrát vyšší hustotu energie a o 20 % nižší hmotnost ve srovnání s bateriemi li-on. Ale problém s expanzí katod je ještě horší, křemík jejím vlivem křehne a baterie se rychle ničí. Výzkumný tým společnosti Norsci GmbH z Halle vytvořil křemíkové nanostruktury, které nechávají dostatek místa k expanzi, takže nedochází k degradaci článků. Podle vyjádření pracovníků společnosti Norsci je baterie ve srovnání s konvenční konstrukcí podstatně lehčí a má až desetkrát vyšší kapacitu.
Institut fluidní dynamiky z Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) na veletrhu představil projekt Solstice, v němž ve spolupráci s dalšími evropskými pracovišti pracuje na vývoji článků z tekutého sodíku a zinku. Ty poskytnou dostatečně vysokou energetickou úložnou kapacitu pro průmyslové použití a jejich uplatnění v praxi se předpokládá během čtyř let.
Ani ukládání elektrické energie pomocí superkondenzátorů (SuperCaps) není žádnou novinkou. Za malou revoluci však lze pokládat dosažení kapacity 100 000 faradů v loňském roce. Díky tomu mohla společnost SWJ Energy GmbH přikročit k vývoji řady produktů CapModule s energetickou úložnou kapacitou až 144 kWh, které hodlá uvést na trh koncem tohoto roku. Proti li-ion článkům nabízejí podstatně vyšší rychlost nabíjení a delší životnost, nezávislost na okolní teplotě a bezpečnost proti výbuchu. Produkt CapModule V byl vyvíjen jako jednotka zařazená před li‑on baterii ve vozidle. V této funkci podporuje velmi rychlé uvolňování energie při akceleraci, účinnou rekuperaci při brzdění a podstatně zvyšuje životnost li-on baterie, která je předřazenou kondenzátorovou jednotkou chráněna před proudovými špičkami. Pouhý den před zahájením veletrhu ohlásila společnost SWJ úspěch při náhradě celé li‑on baterie v městském automobilu Tazzari Zero třemi bateriemi CapModule V. Takto složená kondenzátorová baterie má kapacitu původní li‑on baterie (12 kWh) a prototypu elektrovozu nazvanému Tazzari Zero CM zajišťuje pro městské auto postačující dojezd přes 100 km. Pozoruhodným rysem je, že nabíjení jeho kondenzátorové baterie trvá jen 10 minut a baterie pracuje při teplotách v rozmezí ‑30 až +70° C.
(Celou reportáž naleznete v příštím vydání Technického týdeníku.)