בית חולים בינוני צורך חשמל כמו עיירה קטנה: כמה מגה-וואט, בכל שעה, כל היממה. חלק מהצרכנים יכולים לחכות כמה דקות בלי חשמל. אחרים, כמו מכונת הנשמה או המנורה מעל ניתוח פתוח, לא יכולים לחכות אפילו שנייה.
לכן החשמל בבית חולים מתוכנן בשכבות. סוללות מחזיקות את מה שאסור לו לכבות אף לרגע, גנרטורים נכנסים תוך שניות, ומערכת בקרה מחליטה מה חוזר ומתי. כך זה נראה ברגע שהרשת נופלת, מהאלפית הראשונה ועד השעה הראשונה.
אחרי שנפל החשמל
אלפית שנייה
הרשת נופלת
הרשת נפלה. האורות במסדרונות כבים. בחדרי הניתוח לא משתנה כלום: המכשירים והמנורות מחוברים ל-UPS, מערכת סוללות שמחוברת אליהם כל הזמן, ולכן אין לה מה להחליף.
הגנרטורים
ממתינים
מכשירים ומנורות בחדרי הניתוח
פועל מסוללות
מערכת הבקרה, מחשבים ותקשורת
פועל מסוללות
תאורת חירום ושלטי יציאה
כבוי
תאורה ושקעים במחלקות וב-ICU
כבוי
מיזוג חדרי הניתוח
כבוי
מעליות
כבוי
צ׳ילרים: הקירור של כל הבניין
כבוי
- מסוללות
- מגנרטור
- מתניע או חוזר בהדרגה
- כבוי
שימו לב לשורה של חדרי הניתוח: היא לא כבתה אף לרגע. ה-UPS שמזין אותה לא "נכנס לפעולה" כשהרשת נופלת. הוא פועל כל הזמן, והרשת רק מטעינה אותו. כשהיא נעלמת, הסוללות ממשיכות מאותה נקודה, בלי מעבר ובלי הבהוב.
אז למה לא לחבר הכול לסוללות?
אם סוללות מחזיקות את חדרי הניתוח בלי הפסקה, למה לא לחבר אליהן את כל בית החולים? כי סוללות כבדות מאוד ביחס לאנרגיה שהן אוצרות. שעה אחת של בית חולים שצורך 3 מגה-וואט דורשת כ-30 טון של סוללות ליתיום. גנרטור מפיק את אותה שעה מכ-860 ליטר סולר.
30 טון סוללות
ליתיום, כולל המארזים
720 ק״ג סולר
כ-860 ליטר, לגנרטור
לכן כל שכבה עושה את מה שהיא טובה בו. ה-UPS מתוכנן בדרך כלל לדקות ספורות, רק כדי לגשר עד שהגנרטור נכנס, ורק לצרכנים שבאמת אסור להם לכבות. הגנרטורים נושאים את השעות והימים.
למה לא להחזיר הכול בבת אחת?
כשהגנרטור מוכן, אפשר היה לחבר אליו את כל בית החולים בבת אחת. זו הדרך הבטוחה להפיל אותו. מנוע חשמלי שמתניע מושך לרגע זרם גבוה פי כמה מהזרם הרגיל שלו, ובבית חולים יש מאות מנועים: מפוחים, משאבות, מדחסים. תחת עומס כזה הגנרטור מאט, התדר יורד, ומתחת לסף מסוים ההגנות מנתקות אותו.
0 שנ׳: תדר 50.0 הרץ
לכן הבקר מחבר את העומסים בשלבים, מהחשוב ביותר והלאה, וכל שלב מתחיל רק אחרי שהגנרטור התאושש מהקודם. את סדר השלבים ואת הזמנים ביניהם קובעים בתכנון, ובודקים בניסוי אמיתי לפני שהמערכת נמסרת: מנתקים את הרשת ורואים מה קורה. אחר כך מפעילים את הגנרטורים בעומס באופן קבוע, בדרך כלל פעם בחודש, כדי לדעת שביום האמיתי הם יתניעו.
וכשהחשמל חוזר
הגנרטורים יכולים להחזיק את בית החולים שעות וימים, כל עוד יש סולר במכלים. כשהרשת חוזרת, הבקר לא ממהר. הוא מחכה כמה דקות כדי לוודא שהרשת יציבה, מעביר את העומסים חזרה, ומשאיר את הגנרטורים לרוץ עוד כמה דקות בלי עומס כדי שיתקררו. מערכת הבקרה רושמת כל צעד, וכך צוות ההנדסה יודע למחרת בדיוק מה קרה, ומה אפשר לשפר.
על תכנון מערכות החשמל, הגנרטורים וה-UPS אפשר לקרוא עוד בדף החשמל והאנרגיה.
מקורות
- IEC 60364-7-710, Electrical installations of buildings, Part 7-710: Medical locations: זמני המעבר המרביים למנורות ניתוח ולציוד תומך חיים (עד 0.5 שנייה) ולשאר הציוד החיוני (עד 15 שניות).
- NFPA 110, Standard for Emergency and Standby Power Systems, ו-NFPA 99, Health Care Facilities Code: חזרת החשמל לענפי בטיחות החיים והענף הקריטי תוך 10 שניות, ובדיקות הגנרטורים.
הזמנים בציר ובמודל של הגנרטור אופייניים ולהמחשה. בכל בית חולים הם נקבעים בתכנון, לפי התקנים, הנחיות משרד הבריאות והציוד שנבחר.