Chapter 8.7 (Maakaitse käsiraamat)

Elektri tootmine, korjamine ja salvestamine

Tänapäevases sõjapidamises annab suuri eeliseid elektrooniliste vahendite kasutamine. Raadiojaamad, GPS-seadmed, igasugused andurid, droonid, arvutid, relvalambid jne tarbivad aga elektrivoolu. Iga väikeüksus peab olema varunud vajalikud akud, patareid ja nende laadijad. Laadijad omakorda vajavad elektritoidet ja enamikul juhtudel ei ole allükusel võimalik panna laadijaid tavalisse seinakontakti, eriti vastase kontrollitaval alal. Tuleb kasutada teisi mooduseid ja vahendeid elektrienergia hankimiseks, tootmiseks ja salvestamiseks, et oma võitlusvõimet tugevdavaid vahendeid töös hoida. Selles alapeatükis on toodud mõned võimalused elektrivaru tootmiseks, kogumiseks ja salvestamiseks.

Elekter sõjapidamises

Kuigi eesti keeles on terviklahenduse kohta üldiselt kasutusel mõiste „generaator“, siis siin kasutatakse mõistet „jõujaam“. Põhjus on selles, et generaator on vaid üks komponent süsteemis – seade, mis piisava mehaanilise jõu rakendamisel toodab elektrit. Seega lisaks generaatorile on vaja ka ajamit, millelt vajalik jõud, tavaliselt pöördemomendina, generaatorile üle kanda. Ajamiks võib olla sisepõlemismootor, aga ka mehaaniliselt käitatav seade, nagu hüdro-, tuule-, käsi- või jalgajam.

NB! Alati tuleb jälgida generaatori nimivõimsusest kinnipidamist ajami rakendamisel ja hoida koormus tootja soovitatud vahemikus. Nii kestab jõujaam kauem ja selle läbipõlemise risk on väiksem.

Autonoomsed ajamid

Vedelkütusel töötavad jõujaamad (generaatorid) on nii allüksusele väljastatavad kui ka tsiviilkasutuses seadmed, mis töötavad kas diislikütuse või bensiiniga. Diislikütus on eelistatud siis, kui kütusevaru on vaja pikka aega säilitada, sest see säilib mitmeid aastaid, kui hoiunõu on täis, suletud, kaitstud otsese päikesevalguse jt vahetute väliste keskkonnamõjude eest. Bensiini omadused muutuvad kiiremini, kuid selle hoiustamise kohta kehtivad samad reeglid.

Tehases valmistatud jõujaamade eeliseks on kohene valmisolek kasutamiseks. Miinusteks on sisepõlemismootori tekitatav müra ja soojusjälg, mis võivad reeta generaatori asukohta. Igal juhul tuleb jõujaamad nii müra kui soojusjälje vähendamiseks paigutada maapinda kaevatud süvendisse ja katta telkmantli, koormakatte või muu maskeeriva kattega, et vähendada heli- ja soojusjälge (vt ka peatükki 1.3.6. „Elektroonilise jalajälje vähendamine“).

Sobivad ka kraavid jm looduslikud süvendid, kuid vesi ei tohi seadmeni ulatuda. Jõujaam ei tohi jääda õhunälga ja soojal ajal vajab ka piisavalt jahutusõhku. Nii heli- kui soojusjälje vähendamiseks võib heitgaasid suunata pinnasesse kaevatud auku. Seadme puuduseks on ka kütusevajadus. Kui varutud kütus lõppeb ja seda juurde hankida on keeruline, muutub selline jõujaam kasutuks. Samuti kuluvad aja möödudes mõned kuluosad (peamiselt tihendid, harjad, filtrid ja õli), mistõttu on ka neid vaja varuks hoida.

Sõidukitelt laadimine

Sõidukitelt laadimine on samuti tavapärane tehnika. Sõiduautodelt saame 12 V, veokitelt ja militaarmasinatelt 24 V, mõlemal juhul alalispinget. Viimase plussiks on akudesse salvestamise võimalus. 

Kõiki seadmeid, mida on võimalik laadida 12 või 24 voldiga (enamik seadmete akusid, arvutid ja militaarseadmed) tuleks eelistatult laadida otse, mitte kasutada pinge muundamist 230 V inverteriga.

Kui 230 V on tingimata vajalik, siis peaks sõidukites olema vastav pingemuundur (inverter). Oluline on arvestada, et inverteri kasutamine raiskab kadudena niigi piiratud energiast umbes 20%, väiksel koormusel läheb kadudeks kuni 90%.

Suurem inverter vajab enda töös hoidmiseks rohkem energiat, seega peaks inverteri võimsus olema lähedal tegelikule vajadusele. Selline seade võiks olla varutud igasse üksusesse. Inverterid on ühendatavad kas sigaretisüütajasse või otse akule.

Muud käepärased jõujaamad 

Need on isevalmistatavad elektritootmisjaamad, mille saab ehitada näiteks vanast autogeneraatorist, kuid ka mitmetest elektrimootoritest (pesumasinad, kuivatid, tööstuslikud elektrimootorid jne).

Sõidukite generaatoreid saab mahajäetud masinatelt ja autolammutustöökodadest. Generaatori väljundvõimsus on seadmest olenevalt 0,8…2 kW (55…140 A). Auto generaator vajab elektri tootmiseks vähemalt 1000 pööret minutis. Võrdluseks: jalgrattur pedaalib 70…100 pööret minutis, seega on enamiku ajamite kasutamiseks vaja pöördeid tõstvat ülekannet.

Sisepõlemismootoriga ajamid

Kütusevaru olemasolul saab jõuallikana kasutada igasuguseid sisepõlemismootoreid (muruniitjad, -traktorid, mootorsaed, jalgratta abimootorid, mopeedid jne). Tuleb vaid luua piisavalt kindel pingutatav ülekandesüsteem jõuallika ja generaatori vahel. Sõiduki generaatori kasutamisel on vaja ülekannet 1,5–3 korda kiirendada, seega ajamipoolne rihmaketas peab olema suurem, et saavutada parem tootlikkus.

Hüdroajamid

Looduses suuremal hulgal voolav vesi on hea jõuallikas. Jõed ja suured kraavid pidevalt voolava veega saab rakendada elektri tootmisse. Mida kiirem vool ja suurem veehulk, seda rohkem energiat. Jõujaama ajamiks on turbiin või ratas, millest ülekandega käitatakse generaatorit. Veehulka võib kanaliseerida tammi rajamisega, et saavutada suurem vooluhulk ajami asukohas.

Looduslike või rajatud tammide juures saab vee suunata kanalisatsioonitoru abil üle tammi serva, selline sifoonmeetod võimaldab läbi turbiini juhtida suurema veehulga. Turbiini saab lõigata või väänata metall- või alumiiniumplaadist; kasutada saab ka torusse mahtuvaid jahutusseadmete ventilaatoreid. Sifoonsüsteem tagab torus ühtlase veetugevuse ja ei ole vahet, kas turbiin asetseb kõrgemal või madalamal. Miinusena vajab see lahendus suure langusega veekogu, vastasel juhul on saavutatav võimsus väike. Paisu rajamine on ajamahukas, võimalusel tuleks kasutada olemasolevat paisu või truupi, mida on lihtne üles paisutada. Kodumaistes tingimustes jääb saavutatav võimsus tõenäoliselt alla 50 W.

Kui on vahendeid ja veekogu võimaldab suunata vett voolikusse küllaldase survega, siis võib ehitada düüsidega turbiini, mida saab vajadusel teisaldada. Selline ajam võib piisava veesurve korral saavutada vajaliku kiiruse generaatori tõhusaks käitamiseks ka otseülekandega.

Tuuleajamid

Ühe lihtsaima tuuleajami saab valmistada lumelabidatest. Vaja on tugevat alusraami, sest tuule surve labadele võib olla suur. Labasid ja generaatorit ühendav võll tuleb kinnitada laagritele, et vähendada energiakadu hõõrdumisel.

Pildil olev ajam vajab suuremat rihmaratast labade võlli külge ja ülekannet väiksema rihmarattaga generaatorile. Sama süsteemi saab kasutada ka hüdroajamina piisavalt kiire vooluga jõel.

Käsi- ja jalgajamid

Nii käsi- kui jalgajameid saab kõige tõhusamalt ehitada jalgratta raamile, kasutades ära olemasolevat vända­mehhanismi. Raam tuleb kinnitada stabiilsele alusele (nagu velotrenažöör­ergomeeter) jalgadega väntamiseks.

Elektri tootmine jalgajamiga aastal 1917

Lisaks elektritootmisele on see moodus ka hea lihastoonuse ülalhoidmiseks näiteks pikka aega punkris varjumise korral. Inimese kestev võimsus on umbes 50–80 W seda puhkustega 8tunnise tööpäeva jooksul eeldusel, et toitumine on hea ja füüsis korras. Generaator oma kasuteguriga saab sellest kätte paremal juhul 2/3.

Päikesepaneelid

Päikeseenergiast elektri tootmine on kasvav ja arenev trend. Kui selline võimalus on vähegi olemas, siis tuleks seda kasutada. Kaasaskantavate elementide tootlikkus on üsna madal. Pilvised ilmad, sügistalve hämarad ja lühikesed päevad ei võimalda stabiilset pidevat elektritootmist. Päikesepaneele saab kasutada turvalisel alal, kus nende avastamise tõenäosus õhuvaatlusega on väike. Lisaks paneelile peab olema aku(d), kuhu energia mahutada. Veel võiks olla laadimiskontroller, mis tagab aku(de) ohutu laadimise.

Kütuseelemendid

Kütuseelemendid (fuel cells) on arenev tehnoloogia, mis toimib vesiniku baasil. Vesiniku- ja metanooli/etanooligeneraatorid on vaiksed ning eraldavad vaid soojust ja vett. Praegu neid veel laias kasutuses ei ole, kuid valdkonnal tasub silm peal hoida. Vesinikugeneraatorite miinus on see, et ise vesinikku sünteesida on keeruline. Pealegi on energiatsükli kasutegur ise tehes väga madal. Vesinikku kasutatakse tööstuses ja seda on võimalik osta/rentida balloonis. Väikese kütuseelemendi vajaduseks piisab ühest suurest balloonist ligi aastaks. Elemendid ise on kallid (ca 4000 eurot / 50 W) ja nende ise valmistamise võimalust ei ole, niisiis peaksid seda liiki energia tootmise seadmed olema tulevikus üksuse varustuses koos ette varutud vesinikuballoonidega.

Elektrivõrgust voolu korjamine

NB! 

Rahuajal keelatud tegevus – see on tegelikult elektrivargus. Võrguelekter on ka eluohtlik.

Sõja olukorras, kui elektrivarustus töötab, tuleb seda võimalusel siiski teha. Arvesta, et alajaamades on arvestid, mis võrdlevad andmeid järgnevate koduarvestitega. Oluline erinevus andmetes viitab lekkele ehk voolu vargusele ja kutsub liinitehnikud kohale leket otsima. Selle vältimiseks on soovitatav hoida oma voolutarbimine võimalikult madal ja tarbida samadel aegadel kui majapidamised. Aktiivse sõja ajal vaevalt keegi elektrivõrgust andmeid korjama hakkab, aga pikema invasiooni korral tuleb see kindlasti teemaks.

Kogu elektri jaotusvõrgusüsteem koosneb kolmest erineva pingestandardiga võrgust ja seadmetest – kõrge-, kesk- ja madalpinge. Otseseks tarbimiseks sobilik elekter on vaid viimases võrgulülis enne majapidamisi – madalpingeliinides, kuni 400 V / 230 V (liinipinge/faasipinge). Seega enne ühendumist liinidesse või elektrikappidesse tuleb selgeks teha, millise pingega on tegemist. Kui vajadus pole päris kriitiline, siis ilma liinitöö kogemusteta tegutsejale ei ole selline energiaallikas ohutu ja seda tuleks vältida.

Kõrgepingeliinide mastid

PILT: Jaotusvõrgu ülesehituse variandid Eestis (punane on kõrge- ja keskpinge, roheline madalpinge). Üldiselt ei tohiks madalpingeliini pikkus ületada 600 m.

Jaotusvõrgu ülesehituse variandid Eestis (punane on kõrge- ja keskpinge, roheline madalpinge)
Katmata keskpingeliin (3 kaablit)
Katmata madalpingeliin (4 kaablit)
Kaetud madalpingeliin
Võrguelektrist lähemalt

Katmata madalpinge-õhuliine on Eestisse jäänud vähe ja neid vahetatakse kaetud liinide vastu välja. Reeglina on madalpingeliin nelja kaabliga, millest kolm on faasid ja üks null. Seda kutsutakse rahvakeeli ka tööstusvooluks, mille pinge faaside vahel on 400 V (varem 380 V) ning faasi ja nulli vahel 230 V (varem 220 V). Tavalise toitevoolu saamiseks seadmete laadimisel on tarvis ühenduda vaid ühe faasikaabli ja nulliga, saades nii oma seadmetesse 230 V.

Katmata õhuliinist voolu võtmiseks saab ehitada ühendussüsteemi: kaks elektrit mittejuhtivat ritva (plastist, kuiv puiduritv vms), kummagi tipus metallist haakekonksud, mille saab riputada paljastele võrgukaablile (faas ja null) ning isoleeritud kaablid kummastki konksust kuni tarbijani. Konksud saaks visata ka üle liini, kuid siis võib pärast tekkida probleem lahtiühendamisega.

Teatud vahemaa järel tuuakse null posti mööda ka maasse ehk maandatakse. Nullühenduse võib alati võtta ka sealt.

Kesk- ja madalpingeliinid samal postil; maandus ehk null

Teine võimalus nii katmata kui kaetud õhuliinidega ühenduse tegemiseks on posti otsa ronimine ja isoleeritud näpitsklambrite vms kaablite külge ühendamine käsitsi. Posti otsa ronimiseks on tarvis ronimisraudasid ja köit, et ennast posti ümber julgestada kukkumise vastu. Näpitsate ja klambritega ühendust tehes peab olema väga ettevaatlik.

NB! Ettevaatust liinide ühendamisel, et vabad kaabliotsad ei oleks lühises, ei puutuks maad ega põhjustaks inimestele elektrilööki.

Kontrolli faasi ja nulli indikaatoriga – faasi korral indikaator põleb, nulli korral üldiselt mitte. Kindlam on üle kontrollida testriga.

Mõistlik on enne ühendada kaablid välitingimustes kasutatava pistikupesaga.

Suur osa madalpingeliine on viidud juba isoleeritud ehk kaetud rippkaablitele ja nendest eelmise meetodiga elektrit korjata ei saa. Kaetud kaablist elektri saamiseks tuleb isolatsioonikate läbistada. Enne kaetud kaablitega ühendamist tuleb veenduda, et tegemist on madalpingekaabliga, ning eristada faasid ja null, et välistada kahe faasi ühendamine.

Eestis kasutatakse peamiselt kahte tüüpi kaetud õhukaablit – AMKA ja EX. Null on isoleerimata AMKA õhukaablil, mida kasutatakse eelkõige Eesti põhjapoolses osas. Lõuna pool on peamiselt EX kaabel, mille kõik juhid, sh nulljuht, on kaetud isolatsiooniga.

Faaside ja nulli ehk neutraali eristamine kumbagi tüüpi kaablil on näha joonisel.

Kaabel AMKA – L1 kaks soont, L2 kolm soont, L3 neli soont ja paljas kandetross on null.

Alumiiniumsulamist kandetrossiga 1 kV rippkeerdkaabel AMKA

Kaabel EX – L1 üks soon, L2 kaks soont, L3 kolm soont ja ilma sooneta on null.

Alumiiniumjuhtmetega PE isolatsiooniga 1 kV rippkeerdkaabel EX

Kaetud kaablitesse ühenduse tegemiseks on tarvis lõikuriga ühendusklemmi vmt klambrit, mis oleks ka ilmastikukindel ning võimaldaks ühendamist pinge all.

SLIW klemmid ühenduse tegemiseks pinge all

Ühenduse tegemine eeldab kaablite juurde minekut ja käsitsi ühendamist. Kuna rippkaabel on postide vahel pingutatud, siis saab ühendusi teha vaid postide juures, kuhu on jäetud pingutuslõtkud, mis eristavad kaablisooned üksteisest.

Suur osa madalpinge (kuid ka keskpinge!) kaableid on viidud maa alla. Maasisene kaabelliin paikneb vähemalt 70 cm sügavusel. Maapealse märgistuse puudumisel on liini leidmiseks vaja kasutada spetsiaalselt detektorit. Liini peale on paigaldatud märgistuslint.

Maakaabli liinist väljavõtte tegemine peab olema veekindel, sest muidu lühistab pinnavesi liini ja kogu kaabel jääb vooluta. Lühis liinilõigus kutsub kohale liinitehnikud, kes rikkumise avastavad.

NB! Veendu juba enne, kui kaevama hakkad, et maakaabel on madalpinge-, mitte keskpingekaabel – selgita see välja seal, kust kaabel maasse on viidud.

Maa alla paigutatud keskpingekaablid on samuti mustas kestas. Kõige lihtsamini eristatav on kaabel, mille sooned on eraldi ja keerdus; raskemini eristatav on AXAL kaabel, mille sooned on ühes kestas. Üldiselt on keskpingekaablid jämedamad kui madalpinge omad, aga on ka üsna jämedaid madalpingekaableid. Enne kesta lõikumist tuleb igal juhul lugeda kesta pinnale kirjutatud infot. Märked on kaablil iga meetri tagant ja seal on märgitud ka pinge – madalpingekaablid on tähisega 1 kV ja keskpingekaablid 10–20 kV.

NB! Juba voolu all oleva keskpingekaabli kesta koorimisel võib saada elektrilöögi, seega niimoodi tuvastada ei saa, et koorin kaablit ja vaatan, mis seal all on.

Elektrit saab võtta ka liitumis- ja jaotuskilpidest, kuid risk, et liinitehnikud ühenduse leiavad, on suurem. Madalpingekilbid tunneb ära nimipinge tähisest 400 V. Kapi avamiseks on vaja erivõtit või näpitsaid.

NB! Kapp võib olla ka vastase poolt mineeritud, seega lähene ja ava ettevaatlikult.

Kaabli pikkus väljavõttest laadimispeidikuni sõltub ühenduskaabli ristlõikest ehk kaablisoonte läbimõõdust ja plaanitud koormusest elektritarbijate näol. Pikas kaabelliinis läheb osa energiast pingelanguse tõttu kaduma, sest muutub kaablit läbides soojusenergiaks. Mida suurema ristlõikega kaabel, seda vähem see soojeneb ja seda väiksem on ka pingelang. Kasulik on kaabel maasse kaevata, see varjab kaablit, suuremal koormusel jahutab ning varjab ka soojusjälge.

Peamised kaablid, mida kasutatakse, on soone ristlõike pindalaga 1,5 mm² või 2,5 mm². Olenevalt tarbijate koguvõimsusest on toitekaugus piiratud. Kuni 200 W tarbimise juures on 2,5 mm² kaabliga võimalik seadmete tõrgeteta töö kuni 2 km kaugusel, 1,5 mm² kaabliga on see vahemaa umbes poole lühem. 12 V akulaadija korral tähendab see ca 14 A laadimisvoolu.

Näited tüüpilistest maakaablitest. Faasid – pruun, must ja hall. Neutraal (0) – helesinine. Maandatud neutraal (0) – kollane-roheline

1. Faasi korral indikaator

2. Alalispinge miinus on

3. Otseseks tarbimiseks sobilik elekter on 

4. Keskpingekaablid on üldjuhulkui madalpinge omad.

5. Reeglina on madalpingeliin nelja kaabliga, millest üks onja kolm on

6. Eestisse on jäänud vähe

Laadimispeidik ja elektrienergia salvestamine

Laadimispeidikud on mõistlik rajada allüksuse puhkealasse väliste vooluallikate või jõuajamite lähedusse. Laadimispeidikud on neisse suunduva kaabli tõttu kergemini avastatavad vastase või kõrvaliste isikute poolt. Kas siis võetakse voolu elektriliinidest või on seatud üles looduse abil elektrit tootvad jõujaamad, ühtegi neist lahendustest ei saa täielikult peita. Seetõttu tuleb ka laadimispeidikute juures kasutada usaldusväärseid turvaelemente, et tuvastada peidiku võimalik avastamine.

Laadimispeidik peab paiknema võimalikult kuivas pinnases ning olema kaitstud sademete ja maapinna liigniiskuse eest. Vesi põhjustab lühist ja võib seadmed hävitada. Laadimispeidik ei saa olla ka õhukindlas konteineris, sest seadmed vajavad jahutust ülekuumenemise vältimiseks. Seetõttu tuleb jätta ventilatsiooniavad või -torud, mis on varjatud ja kaitstud ka vee sissevoolu vastu. Seadmed peavad paiknema piisavate vahedega, et jahutus saaks toimuda.

Laadimispeidiku peamine osa on akud (12 V – näiteks autoaku või muu seadme suurem aku) kui elektrienergia peamised salvestajad. Peidiku muu sisu sõltub sellest, millist sisendpinget kasutatakse. Kui 12 V (tuule või hüdroajami tulemusel), siis ühenduvad need otse akudele; kui elektriliinidest, siis tuleb kasutada akulaadijat pinge sobivaks muundamiseks. Akupankade ja muude alla 12 V kasutavate laadijate jaoks on tarvis vastavaid pingemuundureid (invertereid). Kuna akud on rasked, siis üksus ei saa neid kaasas tassida. Samuti ei pruugi laadimispeidiku asukoht olla piisavalt ohutu, et selle juures oodata, kuni allüksuse seadmete akud on laaditud. Seetõttu võib vaja minna vahepealseid elektrienergia salvestusseadmeid – akupanku.

Akupangad on lahendus elektri salvestamiseks peidikus, neid saab kiiresti vahetada ja laadida nendega teisi seadmeid teises asukohas. Paraku saab nendega laadida vaid telefone, väiksemaid lampe ja muid pisiseadmeid. Mõnedega ka sülearvutit, aga need on täna veel vähe levinud. Enamasti on akupankade väljundpinge 5 V, mis seab piirid võimsusele ja muudab keerukaks kõrgema pingega akude laadimise. Osad akupangad on ka päikesepaneeliga, need ei ole väga tootlikud, kuid päikeselise ilmaga aitavad siiski taastada mõningase energiavaru. Energia hulk (USB) akupangas on enamasti alla 100 Wh: mida suurem akupank, seda aeglasem on tema laadimine.

Laadimispeidikuid kasutades peab olema piisav akupankade varu, et asendada peidikus tühjad akupangad laetute vastu ja laadida oma seadmeid turvalisemas kohas kui vahetult laadimispeidikute läheduses.

Akupank MAXOAK 50 000 mAh
Akupank Sandberg Outdoor Solar 24 000 mAh

Kokkuvõte

  • Jälgi generaatori nimivõimsust ajami rakendamisel.
  • Vedelkütusel töötavad jõujaamad (generaatorid) töötavad nii diislikütuse kui bensiiniga. Nende miinus on sisepõlemismootorist tekkiv heli- ja soojusjälg.
  • Energiavarusid saab täiendada ka sõidukitelt laadides või isevalmistatud elektritootmisjaamade abil; elektrivõrgust ning liitumis- ja jaotuskilpidest voolu korjates.
  • Madalpingekaablid on tähisega 1 kV ja keskpingekaablid 10–20 kV. Madalpingekilbid tunneb ära nimipinge tähisest 400 V.
  • Allüksuse puhkealasse väliste vooluallikate või jõuajamite lähedusse on mõistlik rajada laadimispeidikud, mille peamine osa on akud.
Please wait