O MagiCube é um invólucro de concreto pré-moldado patenteado desenvolvido pela POYNTING para proteger as baterias da estação base contra roubo. É composto por um cubo pré-moldado de concreto armado com capacidade para até 28 baterias típicas de 200Ahr 12V. As paredes, telhado e piso de concreto armado do MagiCube têm cerca de 200 m de espessura, sem porta visível ou mecanismo de abertura, proporcionando um alto nível de segurança. O MagiCube foi desenvolvido principalmente para permitir que os operadores removessem as baterias dos contêineres da estação base, protegendo assim não apenas as baterias contra roubo, mas também eliminando o incentivo para danificar e abrir os contêineres cheios de equipamentos valiosos. Muitas vezes, os custos adicionais em termos de reparações, vandalismo em componentes de RF e perda de receitas devido ao tempo de inatividade do local podem ser maiores do que o custo associado à substituição de baterias roubadas.
Uma das verdadeiras preocupações é que a maioria dos contêineres das estações base possuem aparelhos de ar condicionado para regular a temperatura. Geralmente são ajustados em torno de 25 graus C, uma vez que a vida útil da bateria fica comprometida acima dessas temperaturas, conforme explicado abaixo. POYNTING estava preocupado com o fato de que armazená-los ao ar livre em um invólucro de concreto seria prejudicial à vida útil da bateria e, portanto, focamos o design para minimizar a temperatura dentro do MagiGube usando materiais e técnicas passivas. Eles acabaram funcionando muito bem.
Os equipamentos de controle de temperatura são responsáveis por cerca de 45% do consumo de energia das estações base móveis. Os diferentes tipos de equipamentos (rádios, baterias, etc.) possuem diferentes requisitos de temperatura, sendo a temperatura da bateria muito crítica para a vida útil e o desempenho elétrico da bateria. Quando a temperatura não é controlada, a taxa de danos à bateria é alta, o que influencia muito na sua vida útil. Em algumas áreas de alta temperatura, as baterias podem ser substituídas a cada seis meses.
Por exemplo, a vida útil de uma bateria de chumbo-ácido ventilada diminui para metade com um incremento de 10°C. Para uma bateria VRLA (bateria de chumbo-ácido regulada por válvula), mais comumente conhecida como bateria selada (SLA) ou bateria livre de manutenção, isso é ainda pior; a vida útil é reduzida em 50% quando a temperatura aumenta em 8°C.
Nossa solução é um invólucro de cimento pintado com tinta cerâmica para evitar que o sol aqueça o cubo. Recentemente fizemos testes em Joanesburgo, África do Sul, de 7 de Dezembro a 1 de Janeiro de 2016. Note-se que este período é um dos mais quentes vividos em Joanesburgo na história recente.
Os dados foram medidos usando 2 monitores de temperatura e registradores de dados inteligentes. Nos gráficos abaixo, as temperaturas medidas próximas às baterias são mostradas em verde e a temperatura ambiente externa é mostrada em laranja.
Como você pode ver, as temperaturas externas variaram entre 15°C à noite e 38°C durante o dia, o que dá uma média de 23.9°C, muito próxima da média medida da bateria de 24.0°C.
Um modelo matemático para as características de mudança de temperatura do cubo também é fornecido no relatório. As implicações de ter um modelo matemático são imensas: agora podemos prever as temperaturas das baterias em diferentes locais com base nos dados climáticos disponíveis para a maioria dos locais do planeta.
A temperatura média da bateria será igual à temperatura média do local. Isto parece trivial, mas é realmente eficaz, uma vez que a temperatura média (durante um curto prazo) em qualquer local é determinada pelas temperaturas mínima (noturna) e máxima. Mesmo em condições muito quentes, esta média dia/noite é substancialmente inferior à temperatura máxima vista isoladamente. Dentro de um contentor a temperatura é regulada e permanece aproximadamente constante, uma vez que um contentor típico contém equipamento que gera calor e, mesmo à noite, não arrefece. Como as baterias no modo de espera não geram calor, o fato de elas experimentarem máximos diurnos e mínimos noturnos, enquanto sua “massa térmica” garante que elas não aqueçam ou esfriem durante as variações diárias, mas permaneçam dentro de um ou dois graus no média dos dois extremos.
Ao mover as baterias para o cubo pintado de cerâmica, existem principalmente três áreas onde os custos são economizados:
Esta poupança de custos por si só justifica o custo adicional do invólucro de betão.
