Qu'est-ce que les unités de puissance au sol ?

J'ai passé quinze ans sur la rampe chez DFW avant de me lancer dans la vente d'équipements de soutien au sol. À l’époque, nous appelions les GPU « les chariots » et personne n’y pensait beaucoup. Vous avez branché le câble, appuyé sur l'interrupteur, attendu le feu vert. Fait. Les pilotes pourraient faire fonctionner leurs systèmes sans brûler de carburéacteur au sol.

Une unité de puissance au sol fait exactement ce que son nom l’indique. Il fournit de l'énergie électrique à un avion lorsque les moteurs sont éteints. Concept simple. Exécution pas si simple.

Voici quelque chose que la plupart des personnes extérieures à l’industrie ne réalisent pas. Les avions ne consomment pas la même électricité que votre maison. Votre prise murale délivre 120 volts à 60 Hz. Cette fréquence -60 cycles par seconde fonctionne très bien pour les réfrigérateurs et les climatiseurs. Mais cela alourdit les moteurs électriques.

Le poids tue dans l'aviation. Chaque livre que vous économisez sur le poids du moteur est une livre que vous pouvez remplir avec des passagers ou du fret payants. Les ingénieurs aéronautiques ont donc opté pour le 400 Hz dans les années 1950. À cette fréquence, les moteurs et les transformateurs rétrécissent considérablement. Un moteur de 400 Hz peut peser la moitié de ce qu'un moteur de 60 Hz pèse pour la même puissance de sortie.

Le compromis réside dans les pertes de transmission. Une fréquence plus élevée signifie que plus d’énergie s’écoule sur la distance. Mais à l’intérieur d’un avion, les distances sont courtes. Les économies de poids font plus que compenser.

Cela crée des maux de tête sur le terrain. Vous ne pouvez pas simplement faire passer une rallonge depuis le terminal. Le réseau aéroportuaire fonctionne à 50 ou 60 Hz comme partout ailleurs. Quelque chose doit convertir cette puissance électrique à 400 Hz.

Ce quelque chose, c'est le GPU.

La version simple : un GPU utilise n'importe quelle source d'alimentation dont il dispose -moteur diesel, électricité électrique, batterie-et produit 115 volts CA à 400 Hz. Ou 28 volts DC pour les petits avions. La sortie passe par un gros câble jusqu'à une prise près du nez de l'avion.

La version compliquée implique des convertisseurs de fréquence, des régulateurs de tension, des circuits de protection et environ un millier de choses qui peuvent mal tourner à 2 heures du matin lorsqu'un vol est retardé et que tout le monde crie.

J'ai vu des unités-à semi-conducteurs d'ITW GSE fonctionner parfaitement pendant huit ans sans rien d'autre que des changements de filtre. J'ai également vu des unités diesel flambant neuves prendre feu parce que quelqu'un avait oublié de vérifier le liquide de refroidissement. L’équipement est aussi bon que les personnes qui l’entretiennent.

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La plupart des aéroports proposent un mélange des deux.

Les unités fixes sont assises à la porte. Ils tirent l’électricité du réseau électrique de l’aéroport et la convertissent. Le câble atteint l'avion via une fosse escamotable-dans le béton ou un enrouleur de tuyau monté à proximité. Pas d'échappement diesel. Pas de frais de carburant. Pas de soucis de planification. Mais tu es engagé. Si cette unité tombe en panne, vous cherchez une sauvegarde mobile pendant que les passagers regardent par la fenêtre.

Les unités mobiles se déplacent sur des chariots à roues. Les équipes au sol les remorquent avec des tracteurs. Les opérations de la vieille école fonctionnaient de cette façon. La flexibilité est réelle. Les avions se garent sur un stand éloigné sans alimentation électrique fixe ? Faites rouler une unité mobile là-bas. Opération de fret de l’autre côté du champ ? Même affaire.

Les inconvénients sont également réels. Vous brûlez du diesel pour remorquer ces choses d'avant en arrière. Plus de trafic sur la rampe signifie plus de risques d'accidents. Et quelqu'un doit coordonner quelle unité va où. Cela semble trivial jusqu'à ce que vous ayez 200 vols par jour et trois unités en panne pour maintenance.

Les unités montées sur le pont-sont suspendues sous le pont à réaction. Ils se déplacent avec le pont, le câble est donc toujours proche de la prise avion. Solution intelligente. Mais les mécaniciens les détestent parce qu'ils ne peuvent pas entretenir l'unité pendant qu'un vol est à la porte d'embarquement. Essayez d'expliquer à votre superviseur que vous devez mettre un pont hors service pendant la poussée de l'après-midi.

Il y a dix ans, les GPU-alimentés par batterie étaient une curiosité. Les packs d'acide au plomb-étaient trop lourds et ne duraient pas. Vous auriez peut-être trois ou quatre tours d'avion avant d'avoir besoin d'une recharge.

Le phosphate de fer et de lithium a changé la donne.

Les batteries les plus récentes peuvent gérer dix ou douze tours à corps étroit-avec une seule charge. Ils pèsent moins de la moitié de ce que pesaient les équivalents d'acide plomb-. Et ils sont silencieux. Je veux dire vraiment calme. Pas de grondement de diesel. Pas d'échappement. Les équipes au sol l'ont immédiatement remarqué.

Japan Airlines a commencé à utiliser des GPU à batterie au lithium à l'aéroport de Matsuyama l'année dernière. Les raisons invoquées étaient la réduction des émissions et le bruit. Mais je soupçonne que le véritable facteur déterminant était les coûts de maintenance. Les moteurs diesel nécessitent des vidanges d’huile, des remplacements de filtres et des nettoyages d’injecteurs. Les batteries n’ont besoin de presque rien.

AERO Specialties vend une unité avec des cellules au lithium fer phosphate qui ne contiennent pas de cobalt. C'est important, car les chaînes d'approvisionnement en cobalt sont en désordre-sur le plan éthique et logistique. Les batteries sont également transférées vers d'autres équipements au sol lorsqu'elles ne peuvent plus gérer la charge GPU à forte demande. Utilisation de la seconde-vie. Intelligent.

Start Pac travaille dans ce domaine depuis 1997. Jim Wurth, l'un des fondateurs, était un pilote d'Eastern Airlines qui pilotait des hélicoptères après sa retraite. L'histoire raconte qu'il s'est retrouvé coincé quelque part à distance lorsque la batterie de son MD500 ne fonctionnait pas par temps froid. Il a conçu sa propre unité de départ. Son épouse Judith a vu l'opportunité commerciale. Vingt-cinq ans plus tard, ils ont expédié plus de 50 000 unités.

Leurs unités portables au lithium pèsent dix livres. Dix. Vous pouvez en jeter un dans la soute à bagages comme assurance. Les pilotes volant dans des aéroports inconnus les adorent.

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Un Boeing 737 ou un Airbus A320 a besoin d'une connexion de 90 kVA. Un Boeing 777 en a besoin de deux. Le réceptacle sur un corps étroit-se trouve à environ deux mètres du sol. Les corps larges-les rapprochent de trois mètres, vous avez donc besoin d'une échelle.

Le sous-dimensionnement est dangereux. Payer trop cher pour une capacité dont vous n'avez pas besoin n'est qu'un gaspillage.

J'ai vu des opérateurs acheter la plus grande unité disponible parce qu'ils pensaient qu'elle couvrirait tout. Ensuite, ils se sont plaints de la consommation de carburant ou des temps de recharge. Vous voulez le bon outil, pas le plus gros outil.

L'aéroport de Zurich a publié il y a quelques années des données comparant les émissions des groupes auxiliaires de puissance des avions et celles de l'énergie au sol. L’APU produit environ dix fois plus de CO2 par heure. Dix fois.

La réglementation de l’Union européenne sur les batteries qui entre en vigueur oblige les fabricants à déclarer l’empreinte carbone de leur production. Cela va pousser les décisions en matière d'approvisionnement. Les compagnies aériennes et les aéroports qui suivent les émissions du scope 3 ont besoin de ces données.

Les GPU Diesel ne disparaîtront pas demain. Mais la direction est claire. Tous les grands fabricants élargissent leurs gammes de produits électriques et de batteries. ITW GSE, TLD, AERO Specialties-tous.

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Déterminez d’abord vos besoins réels. Combien de portes ? Quels types d'avions ? Combien de tours par jour ? À quoi ressemble votre infrastructure électrique ?

Les unités statiques-fixes sont utiles pour les portes-à trafic élevé avec une bonne puissance électrique. Les unités à batterie fonctionnent bien pour les stands éloignés ou les opérations où vous ne pouvez pas faire fonctionner facilement l'infrastructure électrique. Le diesel a encore sa place pour l’alimentation de secours ou dans les emplacements dotés de réseaux peu fiables.

N'achetez pas uniquement sur la base de la fiche technique. Parlez aux opérateurs utilisant le même équipement. Renseignez-vous sur les modes de défaillance et la disponibilité des pièces. Une unité qui fonctionne à merveille dans les installations de test du fabricant pourrait avoir des difficultés dans la chaleur estivale de Phoenix ou dans le froid hivernal de Minneapolis.

Et un budget pour la formation. J'ai vu des équipements coûteux endommagés parce que personne n'avait appris aux agents de piste comment connecter correctement le câble. La LED de verrouillage existe pour une raison.