Zejména průmyslový sektor hledá vhodná řešení pro realizaci klimatických cílů. V době klimatických změn se svět potýká se stoupajícími náklady na energie, omezenými zdroji a rostoucí spotřebou energie. Jednou z možností je přejít v závodech ze střídavé elektrické sítě na stejnosměrnou. Klíčovými slovy této změny jsou výroba obnovitelné energie, akumulace energie a zpětné získávání energie, které se realizují ve stejnosměrné mikrosíti. Tím se sníží spotřeba energie a omezí špičková zatížení (oříznutí zátěžových špiček). Napájecí síť se tím odlehčí a stabilizuje. Koncipování sítě stejnosměrného proudu v průmyslu představuje nový přístup pro udržitelnou průmyslovou výrobu budoucnosti.
Stejnosměrné sítě v průmyslu Perspektivní technologie stejnosměrného proudu společnosti Phoenix Contact umožňuje udržitelnou a obnovitelnou dodávku, ukládání a distribuci energie. Seznamte se s našimi stejnosměrnými řešení pro bezpečné aplikace stejnosměrných mikrosítí.
Inovativní stejnosměrná technologie pro větší udržitelnost tady a teď Udržitelnost je víc než jen heslo. Je to odedávna naše poslání.
Společnost Phoenix Contact vás vezme na cestu do světa obnovitelně vyráběné energie, která je účinně akumulována a distribuována. Elektrickou energii tak lze používat kdykoli a kdekoli. Proto ve společnosti Phoenix Contact pracujeme s koncepcemi bezpečného používání technologie stejnosměrného proudu v mikrosítích.
Udržitelnost začíná již správným použitím stejnosměrné technologie.
Stejnosměrný proud – průmyslový energetický systém budoucnosti? Od výroby přes akumulaci až po napájení
V dnešním světě je již většina koncových zařízení napájena stejnosměrným proudem (DC, angl. Direct Current). Jak nabíjecí stanice, tak i elektrické pohony v průmyslovém prostředí jsou napájeny stejnosměrným proudem, který se získává ze střídavého proudu. Z tohoto důvodu prováděly různé podniky v rámci projektů DC-INDUSTRIE a DC-INDUSTRIE 2 výzkum uceleného systému Smart Grid založeného na stejnosměrném proudu.
Hlavní myšlenkou je, že stejnosměrný proud vyrobený z obnovitelných zdrojů bude napájet spotřebiče v síti, např. stroje, motory nebo pásové dopravníky, přímo beze ztrát způsobených přeměnou.
Díky síťovému propojení ve stejnosměrné síti je navíc možné vracet brzdnou energii zařízení opět do sítě v podobě elektrického proudu. Vyrobené přebytky jsou shromažďovány v systémech akumulace energie a v případě potřeby opět využívány k napájení. Tím se snižuje dodávaný výkon až o 80 %. Navíc lze snížit jak špičkové zatížení, tak zatížení veřejné sítě.
Výhody stejnosměrné sítě
- Zvyšování energetické účinnosti díky zpětnému získávání energie, využívání obnovitelných energií bez potřeby přeměny a akumulaci energie
- Optimalizace zdrojů díky nižší spotřebě mědi až o 55 %, nižším nákladům na zařízení a menším požadavkům na prostor
- Vyloučení prostojů ve výrobě způsobených výpadky v napájecí síti
- Základ pro inteligentní řízení toků energie
Přehled možností využití stejnosměrných sítí v průmyslu
Často kladené dotazy týkající se technologie stejnosměrného proudu
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 ušetřit ztráty při přeměně, a snížit tak spotřebu energie. Navíc zde existuje možnost kompletně využívat brzdnou energii ze zvedacích procesů. Energie, která se jinak ztrácí v podobě tepla, se vrací formou elektrické energie zpět do stejnosměrné sítě. Akumulátory energie shromažďují přebytečný stejnosměrný proud pro pozdější využití.
Kombinace ekologické výroby energie, zpětného získávání energie a akumulace energie zajišťuje vyšší udržitelnost továrny.
Díky používání stejnosměrné sítě se kromě úspor ve spotřebě energie otevírají také možnosti úspory materiálu a prostoru. Pokud jde o energetickou účinnost, lze vynecháním přeměny DC-AC obvykle snížit energetické ztráty o 2–4 %. Použitím vhodného akumulátoru energie je navíc možno snížit dodávaný výkon až o 80 %. Kompletní využití brzdné energie mimoto v závislosti na konkrétním použití umožňuje o 15–20 % vyšší úsporu energie.
Množství použité mědi v aplikacích se stejnosměrným proudem lze při stejném výkonu snížit až o 55 %. 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, který v případě upuštění od přeměny odpadá.
Přímé využití stejnosměrného proudu pro spotřebiče nahrazuje dosavadní převod DC-AC-DC. Tím se zvyšuje energetická účinnost, protože čistě stejnosměrná síť ve srovnání se střídavou sítí obvykle ušetří 2–4 % 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 konektorů. V rámci výzkumných projektů vyvinula společnost Phoenix Contact různé technologie pro konektory stejnosměrného napětí. Díky zhášecím technikám v konektorech byly nyní nalezeny inovativní přístupy, které chrání uživatele před nebezpečím elektrického oblouku při odpojování.
Důvěřujeme stejnosměrným sítím Společnost Phoenix Contact je kompetentním partnerem pro používání stejnosměrných sítí v průmyslu
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 zapojena do projektu ODCA (Open Direct Current Alliance), který je přímým nástupcem předchozího projektu.
S ohledem na nezbytný energetický přechod v průmyslové výrobě a s tím spojené maximální využití obnovitelných energií si pracovní společenství stanovilo jako hlavní cíl efektivní, bezpečné a robustní zásobování výrobních zařízení stejnosměrným proudem.
Společnost Phoenix Contact je zde zapojena v rámci národních a mezinárodních pracovních skupin a provádí intenzivní výzkum využívání průmyslových stejnosměrných sítí v automatizaci závodů se zaměřením na elektroinstalace vhodné pro budoucnost.
Jedním z ústředních témat, která společnost Phoenix Contact řeší, je např. předcházení vzniku elektrických oblouků v oblasti konektorů stejnosměrného napětí.
Od teorie k praxi
Společnost Phoenix Contact však jde ještě dále, protože samotný výzkum nám nestačí. Jako průkopník v oblasti inovací a odborník na elektroinstalace jsme chtěli učinit první krok, být sami při tom, sbírat zkušenosti a řešit problémy.
Proto byla v našem areálu postavena nová budova 60, která je vybavena vlastní stejnosměrnou sítí. Samozřejmě při tom používáme naše vlastní produkty a v rámci toho vyvíjíme další komponenty na stejnosměrný proud.