Ηλεκτρομαγνητική (περιβαλλοντική) συμβατότητα

Transcript

1 Ηλεκτρομαγνητική (περιβαλλοντική) συμβατότητα ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Η ηλεκτρική τάση προκαλεί ηλεκτρικά πεδία - το ηλεκτρικό ρεύμα προκαλεί μαγνητικά πεδία. Επειδή όλες οι ανθρώπινες λειτουργίες (συστολή μυών, μετάδοση νευρικών παλμών) βασίζονται σε αργά και αδύναμα βιοηλεκτρικά σήματα, τόσο το ανθρώπινο σώμα όσο και οι ηλεκτρικές συσκευές περιβάλλονται από το δικό τους ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Σε αυτό το περιβάλλον, είναι εύλογη, αλλά και γνωστή η αλληλεπίδραση διάφορων παρεμβολών και ο αντίκτυπός τους στη ανθρώπινη θεραπεία. Αυτό το έγγραφο περιγράφει τις επιδράσεις των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και τις απαιτήσεις των αντίστοιχων οδηγιών της Ε.Ε. όσον αφορά στην ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (ΗΜΣ) σε σχέση με τις παρεμβολές από ηλεκτρικές συσκευές και την ηλεκτρομαγνητική περιβαλλοντική συμβατότητα (EMVU) από συσκευές σε σχέση με την επιρροή των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων τους στο περιβάλλον και ιδιαίτερα στους ανθρώπους). EMV_SB-UGR Έκδοση 1.0 1/8

2 Παρουσία ηλεκτρομαγνητικών πεδίων 1 Παρουσία ηλεκτρομαγνητικών πεδίων Ακτινοβολούμενες παρεμβολές Αγώγιμες παρεμβολές Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία παράγονται από ηλεκτρικές συσκευές και ενυπάρχουν σε κάθε νοικοκυριό, αλλά και στη βιομηχανία. Επιπλέον, όλοι είμαστε συνεχώς εκτεθειμένοι σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία, τα οποία παράγονται από φυσικά φαινόμενα, όπως τον καιρό ή το γήινο μαγνητικό πεδίο. Όπως προαναφέρθηκε μάλιστα, κάθε άνθρωπος περιβάλλεται από το δικό του ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, επειδή και οι δικές μας ανθρώπινες λειτουργίες βασίζονται σε βιοηλεκτρικά ρεύματα και τάσεις. Για το λόγο αυτό, τα διάφορα ηλεκτρικά πεδία αλληλεπιδρούν αναμεταξύ τους θετικά και αρνητικά. Για τις ηλεκτρικές συσκευές έχουν θεσπιστεί ειδικές οδηγίες της Ε.Ε., οι οποίες στοχεύουν στην ελαχιστοποίηση των παρεμβολών μεταξύ των συσκευών. Σε αυτό το σημείο γίνεται ένας βασικός διαχωρισμός ανάμεσα στις αγώγιμες και τις ακτινοβολούμενες παρεμβολές. Για παράδειγμα, η χρήση ενός τρυπανιού προκαλεί παρεμβολές στη δική μας τηλεόραση ή στην τηλεόραση του γείτονά μας. Η μετάδοση των παρεμβολών στη συγκεκριμένη περίπτωση λαμβάνει χώρα μέσω του καλωδίου ρεύματος και γι' αυτό πρόκειται για αγώγιμες παρεμβολές. Αντιθέτως, αν υπάρχει ένα κινητό τηλέφωνο στο αυτοκίνητο, σε περίπτωση εισερχόμενης κλήσης ή κατά τη διάρκεια αναζήτησης δικτύου, θα σημειωθούν παρεμβολές στη ραδιοφωνική λήψη (παράσιτα στο ραδιόφωνο). Σε αυτή την περίπτωση, η μετάδοση των παρεμβολών λαμβάνει χώρα μέσω ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το κινητό τηλέφωνο. Για τις ηλεκτρικές συσκευές που εκπέμπουν ακτινοβολία (κινητό τηλέφωνο) προβλέπονται άλλες διατάξεις ως προς την ηλεκτρομαγνητική συμβατότητά τους, απ' ό,τι για τις συσκευές που δεν εκπέμπουν ακτινοβολία (τρυπάνι). SMA Solar Technology AG 2/8

3 Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (ΗΜΣ) 2 Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (ΗΜΣ) Κάθε ηλεκτρική συσκευή σε λειτουργία περιβάλλεται πάντα από το δικό της ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και μπορεί έτσι να επηρεάσει και άλλες ηλεκτρικές συσκευές. Αυτές οι παρεμβολές ενδέχεται επίσης να μεταδοθούν μέσω της πρίζας στα καλώδια. Η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (ΗΜΣ) προσδιορίζει την ικανότητα μιας συσκευής να λειτουργεί ικανοποιητικά στο ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον χωρίς να προκαλεί ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, οι οποίες δεν είναι αποδεκτές από τις άλλες συσκευές που βρίσκονται στο ίδιο περιβάλλον. Για να μπορούν λοιπόν να λειτουργούν μαζί πολλές ηλεκτρικές συσκευές, δεν πρέπει από τη μία πλευρά να εκπέμπουν υπερβολικά υψηλές παρεμβολές (εκπομπή παρεμβολών), ενώ από την άλλη πρέπει να είναι ανθεκτικές σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο παρεμβολών (αντίσταση σε παρεμβολές). Οι σχετικές προβλεπόμενες, υποχρεωτικές απαιτήσεις για τις συσκευές παρατίθενται στην οδηγία περί ΗΜΣ (2004/108/ΕΚ & Νόμος περί ΗΜΣ). 2.1 Ταξινόμηση κατά την οδηγία περί ΗΜΣ Προκειμένου να ανταποκριθούν στις διάφορες απαιτήσεις, οι συσκευές διαιρούνται στις ακόλουθες μεταξύ άλλων κατηγορίες βάσει της λειτουργίας και του χώρου λειτουργίας τους: Χώρος οικίας: Για συσκευές εντός του χώρου της οικίας προβλέπονται υψηλές απαιτήσεις ως προς την εκπομπή παρεμβολών. Επιτρέπεται μόνο ελάχιστη εκπομπή ακτινοβολίας. Αντιθέτως, οι απαιτήσεις ως προς την αντίσταση σε παρεμβολές είναι λιγότερες. Παράδειγμα: Οικιακές συσκευές (πλυντήριο, ηλεκτρική σκούπα, τηλεόραση, ραδιόφωνο) και μικροί φωτοβολταϊκοί μετατροπείς (φωτοβολταϊκοί μετατροπείς όπως τον Sunny Boy) Βιομηχανία ή/και συστήματα μετάδοσης: Για τη λειτουργία εδώ επιτρέπονται και είναι απαραίτητες οι υψηλές ακτινοβολούμενες ή/και αγώγιμες εκπομπές. Γι' αυτό, σε αυτό το περιβάλλον ισχυρότερων παρεμβολών, τίθενται αυξημένες απαιτήσεις ως προς την αντίσταση στις παρεμβολές. Παράδειγμα: Ραδιόφωνο, κινητή τηλεφωνία(κινητό) ή βιομηχανικές εγκαταστάσεις και κεντρικοί μετατροπείς 2.2 Υποχρέωση και έλεγχος Με την υποχρέωση σήμανσης CE η Ε.Ε. καθορίζει με τρόπο ομοιόμορφο όλες τις απαιτήσεις περί ΗΜΣ. Στη Γερμανία ο υπεύθυνος φορέας είναι η γερμανική ρυθμιστική αρχή για τις ηλεκτρονικές επικοινωνίες "Bundesnetzagentur". Οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς της SMA Solar Technology AG πληρούν τα αυστηρότερα πρότυπα ΗΜΣ της οικογένειας προτύπων DIN EN που σχετίζονται με τη σήμανση CE. SMA Solar Technology AG 3/8

4 3 Ηλεκτρομαγνητική περιβαλλοντική συμβατότητα (EMVU) Η ηλεκτρομαγνητική περιβαλλοντική συμβατότητα προσδιορίζει την επίδραση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στο περιβάλλον και ιδιαίτερα στους ανθρώπους. Οι αρνητικές επιπτώσεις είναι γνωστές στην καθομιλουμένη ως ηλεκτρονικό νέφος. Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία των ηλεκτρικών συσκευών και των ζώντων οργανισμών μπορεί να έχουν τόσο θετικές όσο και αρνητικές επιδράσεις. Σε περίπτωση θεραπείας με ρεύμα διέγερσης, για παράδειγμα, το ρεύμα προάγει τη θεραπεία ή/και την ανάπτυξη μυϊκών κυττάρων. Στο ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (ΗΕΓ) ή το ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ) καταγράφονται τα εγκεφαλικά κύματα ή η δραστηριότητα των καρδιακών μυών με ηλεκτρόδια. Επιπλέον, είμαστε διαρκώς εκτεθειμένοι σε φυσικά ηλεκτρομαγνητικά πεδία, όπως το γήινο μαγνητικό πεδίο ή την ηλεκτροστατικά φορτισμένη ατμόσφαιρα. Επειδή τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία μειώνονται δραστικά, όταν απομακρυνόμαστε από την πηγή τους, οι πηγές που χρησιμοποιούνται κοντά στο σώμα (κινητό, θέρμανση καθισμάτων) παρουσιάζουν αυξημένο κίνδυνο επιπτώσεων για την υγεία μας. Στη από 12 Ιουλίου 1999 σύσταση του Συμβουλίου, η οδηγία της Ε.Ε. "περί περιορισμού της έκθεσης του κοινού σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία (0 Hz GHz)" ορίζει το εξής: "Επιβάλλεται η προστασία του ευρύτερου κοινού στην Κοινότητα από αποδεδειγμένες βλάβες για την υγεία που ενδεχομένως οφείλονται στην έκθεση σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία". Κρίσιμος παράγοντας για έναν ενδεχόμενο κίνδυνο υγείας είναι ο διαχωρισμός της ακτινοβολίας σε ιοντίζουσα και μη ιοντίζουσα. Ιοντίζουσα ακτινοβολία Αυτή αλλοιώνει (μεταλλάσσει) ή καταστρέφει τα κύτταρα του σώματος και συγκεκριμένα τους πυρήνες των κυττάρων. Αυτό συνεπάγεται υψηλό κίνδυνο καρκινογένεσης. Παραδείγματα: Ακτινοβολία UV-C (ήλιος & σολάριουμ) Ακτίνες Χ (επίσης οι παλιοί καθοδικοί σωλήνες τηλεόρασης) ραδιενεργή ακτινοβολία κοσμική ακτινοβολία (π.χ. πτήσεις μεγάλων αποστάσεων) Μη ιοντίζουσα ακτινοβολία Η μη ιοντίζουσα ακτινοβολία από την άλλη δεν μπορεί να προκαλέσει καρκίνο, να ευνοήσει ή να αποτρέψει την ανάπτυξή καρκίνου που έχει ήδη εμφανιστεί. Σημαντικό είναι το εύρος της συχνότητας που πρέπει να ανέρχεται έως 300 GHz, το οποίο με βεβαιότητα συγκαταλέγεται σε μη ιοντίζουσα ακτινοβολία με χαμηλή κβαντική ενέργεια. Σημείωση για τη συχνότητα: 1 GHz = 1000 MHz = 1E9 Hz = 1 Mrd Hz Παραδείγματα: Φούρνος μικροκυμάτων Κινητό Ραδιόφωνο Θέρμανση καθισμάτων SMA Solar Technology AG 4/8

5 3.1 Ιδιότητες της μη ιοντίζουσας ακτινοβολίας Επιδράσεις 1. Δημιουργία ρευμάτων στο ανθρώπινο σώμα που ανέρχονται σε μερικά khz ή MHz (π.χ διέγερση νεύρων ή δυσλειτουργίες του νευρικού συστήματος) Η αξιολόγηση λαμβάνει χώρα τοπικά στο σώμα μέσω της πυκνότητας του ρεύματος (ρεύμα/επιφάνεια διατομής σε Ampere/m²). Αυτή η τιμή είναι πιο ακριβής από τη μέτρηση του συνολικού ρεύματος. 2. Θέρμανση του σώματος λόγω απορρόφησης ενέργειας πεδίου υψηλής συχνότητας Αυτό επηρεάζει π.χ. την ανάπτυξη των κυττάρων και ενδέχεται επίσης να οδηγήσει σε πήξη των κυτταρικών πρωτεϊνών. Η αξιολόγηση λαμβάνει χώρα τοπικά στο σώμα μέσω της πυκνότητας ροής ισχύος (ισχύς/επιφάνεια διατομής σε Watt/m²). Σε κρύες καιρικές συνθήκες και κατά τη διάρκεια αθλητικής δραστηριότητας το ανθρώπινο σώμα διαθέτει μηχανισμούς που ρυθμίζουν (ρίγος, εφίδρωση) σε σύντομο χρονικό διαφορά θερμοκρασίας έως και 5 C. Σύμφωνα με την ισχύουσα νομοθεσία η σταθερή αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος (για χρονική περίοδο > 6 λεπτών) δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,1 C. 3. Ηλεκτροευαισθησία Αυτό το θέμα αποτελεί αντικείμενο συζητήσεων, επειδή δεν ήταν δυνατή ούτε η αναίρεση ούτε η απόδειξη των αιτιών του. Οι άνθρωποι που πάσχουν από ηλεκτροευαισθησία ωστόσο παρουσιάζουν αυξημένο κίνδυνο για ενοχλήσεις στο ορμονικό σύστημα και δυσλειτουργίες του αυτόνομου νευρικού συστήματος (π.χ. πίεση αίματος) με συνέπειες όπως διαταραχές ύπνου ή εξασθένιση του ανοσοποιητικού συστήματος. SMA Solar Technology AG 5/8

6 Οριακές τιμές Γενικά, υπάρχουν σε παγκόσμιο επίπεδο πολλές διαφορετικές "συστάσεις" ή οριακές τιμές για την ακτινοβολία των ηλεκτρικών συσκευών. Η μέτρηση τόσο της πυκνότητας του ρεύματος στο ανθρώπινο σώμα όσο και του ειδικού ρυθμού απορρόφησης δεν είναι δυνατή ή επιτυγχάνεται μόνο με τη χρήση ανθρώπινων ομοιωμάτων. Ωστόσο, εδώ ισχύουν οι βασικές οριακές τιμές. Για τις εντάσεις πεδίου που μπορούν να υπολογιστούν απευθείας (χωρίς την παρουσία ανθρώπου) υπάρχουν οι επονομαζόμενες οριακές τιμές αναφοράς. Η μετατροπή από τη μία τιμή στην άλλη εξαρτάται κατά πολύ από τη συχνότητα, τις ιδιότητες του σώματος (ιστοί, λίπος, μύες, κ.λπ.), καθώς και από την πραγματική, υφιστάμενη ανομοιογένεια του πεδίου (ανομοιομορφία), γεγονός που δυσκολεύει τον ακριβή υπολογισμό τους. Έχουν ωστόσο προταθεί κάποιες κατευθυντήριες γραμμές για το "ευρύ κοινό", τον "εργασιακό χώρο" κ.λπ. Παρακάτω παρατίθεται η βασική οριακή τιμή για την πυκνότητα ρεύματος στο ανθρώπινο σώμα έως 10 MHz, καθώς και η οριακή τιμή αναφοράς για την πυκνότητας ισχύος ακτινοβολίας έως 300 GHz που ισχύουν για το "ευρύ κοινό" σύμφωνα με τη σύσταση του Συμβουλίου της Ε.Ε. 1999/519/ΕΚ. Μαζί με τις τιμές αυτές παρουσιάζονται οι ισοδύναμες συστάσεις των ειδικών στην οικοδομική βιολογία (προληπτικό επίπεδο Βιέννης του 2000), καθώς και οι φυσικές και τυπικές ενδεικτικές τιμές από την καθημερινή ζωή. Κίνδυνος όπως ηλεκτροπληξία Ρεύματα στο ανθρώπινο σώμα φυσικά φαινόμενα Οριακή τιμή σύμφωνα με τη σύσταση του Συμβουλίου της Ε.Ε. Οριακή τιμή σύμφωνα με τους ειδικούς στην οικοδομική βιολογία Πεδίο εκπομπής διάφορων συσκευών SMA Solar Technology AG 6/8

7 Κίνδυνος υπερθέρμανσης του ανθρώπινου σώματος φυσικά φαινόμενα Πεδίο εκπομπής διάφορων συσκευών Οριακή τιμή σύμφωνα με τη σύσταση του Συμβουλίου της Ε.Ε. Οριακή τιμή προληπτικού επιπέδου Βιέννης Οριακή τιμή DIN EN σε απόσταση 3 m (πρότυπο συσκευών) Η παρούσα περίληψη δεν είναι απόλυτα ακριβής ή πλήρης, αλλά βασίζεται σε ενδεικτικές τιμές μέτρησης ή εμπειρικές τιμές, οι οποίες έχουν αντληθεί από σχετική βιβλιογραφία (LfAS Elektromagnetische Felder am Arbeitsplatz, G. Bopp (ISE) Verursachen PV-Anlagen Elektrosmog? ). Κατ' εξαίρεση, οι τιμές ενδέχεται να είναι υψηλότερες ή χαμηλότερες από το επισημασμένο εύρος. 3.2 Συμπεριφορά ακτινοβολίας μετατροπέων SMA Οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς της SMA Solar Technology (π.χ. "Sunny Boy" ή "Sunny Mini Central") λειτουργούν μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας και δεν τοποθετούνται κοντά στο ανθρώπινο σώμα. Ο προαιρετικός, ασύρματος εξοπλισμός επικοινωνίας αποστέλλει επίσης πολύ σπάνια πακέτα δεδομένων και μόνο με πολύ χαμηλή ισχύ. Στην περίπτωση φωτοβολταϊκών μετατροπέων χωρίς μετασχηματιστή η τάση του δικτύου υπερτίθεται στο δυναμικό της φωτοβολταϊκής γεννήτριας με αποτέλεσμα να παρέχεται κανονική τροφοδοσία δικτύου. Γενικά, όλοι οι τύποι των φωτοβολταϊκών μετατροπέων δεν συμπεριφέρονται διαφορετικά από άλλες συνηθισμένες ηλεκτρικές ή οικιακές συσκευές. Επιπλέον, οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς της SMA Solar Technology μειώνουν όλες τις δυνατές παρασιτικές παρεμβολές με τη χρήση ειδικών κυκλωμάτων για την αποφυγή ρευμάτων υψηλής συχνότητας, καθώς και τη χρήση φίλτρων και γειωμένων μεταλλικών κελυφών. SMA Solar Technology AG 7/8

8 Η μέτρηση των παρασιτικών παρεμβολών υψηλής συχνότητας των φωτοβολταϊκών μετατροπέων συμπεριλαμβανομένων όλων των αγωγών σύνδεσης αποτελεί αναπόσπαστο στοιχείο της πιστοποίησης των προϊόντων της SMA. Οι μετατροπείς Sunny Boy και Sunny Mini Central πληρούν τις αυστηρότερες τυποποιητικές απαιτήσεις. Η ελάχιστη εκπομπή παρεμβολών των φωτοβολταϊκών μετατροπέων της SMA Solar Technology επιβεβαιώθηκε μάλιστα από μια πληθώρα δοκιμών που διεξήχθησαν από ανεξάρτητα εργαστήρια. Παρακάτω παρατίθεται η ακτινοβολία ορισμένων ηλεκτρικών συσκευών σε ποσοστιαίες τιμές. Το ύψος της εκπομπής προκύπτει από τον υπολογισμό του διαγράμματος που παρατίθεται παραπάνω. Μια χαμηλή εκπομπή ενέχει σημαντικά λιγότερους κινδύνους από μία π.χ. μεσαία εκπομπή. Ωστόσο, δύο μεσαίες εκπομπές για παράδειγμα δεν μπορούν να θεωρηθούν ισοδύναμες, όταν οι αιτίες τους (η ηλεκτρική συσκευή) είναι διαφορετική. Επομένως, οι επιπτώσεις τους θα διαφέρουν κατά τον ίδιο τρόπο. SMA Solar Technology AG 8/8