Již dnes je mnoho koncových zařízení napájeno stejnosměrným proudem (DC, Direct Current). Také nabíjecí stanice a elektrické pohony v průmyslu pracují se stejnosměrným proudem.
Obnovitelné zdroje energie, jako jsou větrná a solární energie, rovněž vyrábějí stejnosměrný proud. V tradiční střídavé síti (AC, Alternating Current) to vede k mnoha zbytečným přeměnám střídavého proudu na stejnosměrný, které stojí energii.
Ve stejnosměrné síti se stejnosměrný proud přímo dodává, ukládá a bez přeměny na střídavý proud využívá spotřebiči, jako jsou stroje, motory nebo dopravní pásy. Tím se minimalizují ztráty při přeměně. Kromě toho lze v systému udržet například brzdnou energii a snížit špičkové zatížení. To výrazně zvyšuje energetickou účinnost a snižuje dodávaný výkon až o 80 %.
Jako jeden z 39 partnerů v oblasti průmyslu a výzkumu jsme byli rovněž součástí výzkumného projektu DC-INDUSTRIE 2 skupiny ZVEI, který podporuje Spolkové ministerstvo hospodářství a ochrany klimatu. Společnost Phoenix Contact je samozřejmě také zakládajícím členem a členem představenstva následného orgánu ODCA (Open Direct Current Alliance).
All Electric Society Factory v Blombergu má také vlastní průmyslovou stejnosměrnou síť a plně využívá potenciál obnovitelných forem energie. Budova slouží jako vzor pro udržitelné a efektivní zásobování energií v průmyslu.
Stejnosměrná síť 650 V přímo propojuje fotovoltaiku, bateriová úložiště a spotřebiče, snižuje ztráty při přeměně a umožňuje efektivní řízení energie s vysokou stabilitou sítě.
Stejnosměrné sítě zvyšují energetickou účinnost výroby, protože odpadají ztráty při přeměně a obnovitelné zdroje energie lze integrovat přímo. Praktické příklady, např. z automobilového průmyslu, ukazují potenciál. Modulární komponenty při tom zajišťují bezpečný a flexibilní provoz. Další zvýšení účinnosti umožňují také rekuperace a nižší spotřeba materiálu – důležitý krok k udržitelnému průmyslu.
Datová centra jsou obrovskými spotřebiteli energie a čelí značnému tlaku v souvislosti s rostoucí potřebou energie, vysokými emisemi CO₂ a rostoucími náklady. Společnost Phoenix Contact nabízí se stejnosměrnými sítěmi inovativní řešení pro zvýšení účinnosti, udržitelnosti a bezpečnosti dodávek. Menší ztráty při přeměně, lepší integrace energie z obnovitelných zdrojů a nižší emise CO₂ jsou jen některé z výhod. Objevte, jak naše komponenty DC otevírají cestu k ekologickému datovému centru.
Stejnosměrné sítě tvoří základ efektivní nabíjecí infrastruktury, protože snižují ztráty při přeměně a umožňují obousměrné nabíjení. Baterie vozidel se tak jako zásobníky energie integrují do řízení energie. Průmyslové stejnosměrné sítě souvisle propojují výrobu energie, úložiště a nabíjecí infrastrukturu, a tím zvyšují účinnost i zajištění dodávek.
Tím vzniká škálovatelná a na budoucnost připravená nabíjecí infrastruktura pro průmysl a komerční sektor.
Bateriová úložiště se stejnosměrnou vazbou zvyšují účinnost stejnosměrných sítí, protože při provozu vykazují výrazně nižší ztráty při přeměně. Stabilizují síť, umožňují flexibilní využívání energie z obnovitelných zdrojů a snižují náklady na energii.
Příklad All Electric Society Factory ukazuje škálovatelné a udržitelné řešení s opětovně využitými bateriemi a inteligentním řízením energie.
Zjistěte více o optimálních řešeních pro různé oblasti instalace.
Průmyslový sektor hledá vhodná řešení pro splnění klimatických cílů. Rostoucí náklady na energii, omezené zdroje a rostoucí potřeba energie staví průmysl před nové výzvy. Jednou z možností je přejít ze střídavé elektrické sítě na stejnosměrnou. Klíčovými hesly jsou výroba obnovitelné energie, akumulace energie a rekuperace energie, které se realizují ve stejnosměrné mikrosíti. Tak se sníží spotřeba energie a omezí špičková zatížení (oříznutí zátěžových špiček). Napájecí síť se tím odlehčí a stabilizuje. Návrh stejnosměrných sítí v průmyslu je jedním z přístupů k udržitelné průmyslové výrobě.
Ve stejnosměrné mikrosíti vzniká elektrický proud účinnou integrací obnovitelných energií, které jsou vyráběny CO₂ neutrálně. Tuto energii využívají ve stejnosměrné síti elektrické spotřebiče přímo, bez další přeměny z DC na AC. Tím lze omezit ztráty při přeměně a snížit spotřebu energie. Kromě toho lze využít veškerou brzdnou energii zdvihových procesů, která by se jinak ztratila ve formě tepla. Brzdná energie se místo toho vrací jako elektrická energie zpět do stejnosměrné sítě. Zásobníky energie ukládají přebytky stejnosměrného proudu pro pozdější využití.
Kombinace udržitelné výroby, rekuperace a akumulace energie zajišťuje vyšší udržitelnost a vyšší energetickou účinnost továrny.
Při použití stejnosměrné sítě se kromě úspor ve spotřebě energie otevírají také možnosti úspory materiálu a prostoru.
Upuštěním od přeměny stejnosměrného proudu na střídavý lze snížit ztráty energie přibližně o 6 až 8 %. Použitím vhodného akumulátoru energie je navíc možné snížit výkon dodávaný z veřejné sítě až o 80 %. Úplné využití brzdné energie navíc umožňuje v závislosti na aplikaci ušetřit dalších 15 až 20 % energie. Tyto faktory výrazně zvyšují energetickou účinnost stejnosměrných sítí ve srovnání se sítěmi střídavými.
Značný je rovněž potenciál úspory materiálu a prostoru. U stejnosměrných sítí je možné při stejném výkonu ušetřit až 40 % mědi a izolačního materiálu. To je v době omezených zdrojů velmi významná úspora. Z hlediska provedení jsou navíc stejnosměrná zařízení výrazně menší než přístroje se střídavým proudem. Nižší spotřebou materiálu se ušetří další místo.
Přeměna stejnosměrného proudu na střídavý nebo stejnosměrného napětí na střídavé s sebou přináší ztráty, protože je při tom nutná energie na přeměnu. Tím se zvyšuje spotřeba energie, což negativně ovlivňuje energetickou účinnost. Navíc jsou zapotřebí měniče DC/AC, které v aplikaci zaujímají odpovídající prostor, jenž v případě upuštění od přeměny odpadá.
Přímé využití stejnosměrného proudu k napájení spotřebičů nahrazuje dosavadní převod DC-AC-DC. Opět se tím zvyšuje energetická účinnost, protože čistě stejnosměrná síť ve srovnání se střídavou sítí obvykle ušetří 6–8 % energie. Další potenciál úspor představuje využívání brzdné energie a přímá akumulace stejnosměrného proudu.
U aplikací se stejnosměrným proudem může elektrický oblouk způsobit poškození kontaktů a částí pouzder a v nejhorším případě může představovat nebezpečí i pro uživatele. Tato okolnost vyžaduje nový přístup při vývoji komponentů. V rámci výzkumných projektů vyvinula společnost Phoenix Contact různé technologie pro DC konektory. Použitím zhášecích technologií v konektorech se nyní podařilo najít inovativní řešení, které chrání komponenty i obsluhu před nebezpečím elektrického oblouku.
