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.

Zaměstnanci ve výrobní hale se schematickým znázorněním stejnosměrné sítě

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.

Dr. Christian Helmig, viceprezident oddělení konektorů polních přístrojů, a dr. Martin Wetter, výkonný viceprezident oddělení inovací - Phoenix Contact GmbH & Co. KG
Viceprezidenti společnosti Phoenix Contact: dr. Martin Wetter a dr. Christian Helmig
Inženýrka ve výrobní hale pro automobily

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.

Zaměstnanci ve strojírenství ve společnosti Phoenix Contact

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

Interaktivní obrazová mapa: Znázornění průmyslové stejnosměrné sítě se stanicemi: solární, větrnou, akumulátorovou, Power-to-X, výrobní a kancelářskou
Solární energie
Fotovoltaická zařízení sehrávají důležitou úlohu při výrobě obnovitelné energie. Vyrábějí stejnosměrný proud, a lze je tedy účinně začleňovat do stejnosměrné sítě bez nutnosti přeměny na střídavý proud. Ochotně vám poradíme ohledně témat řízení napájení, fotovoltaické aplikace a přepěťové ochrany pro fotovoltaická střešní zařízení.
Více informací
Solární energie
Větrná energie
Energii z větrných elektráren lze dodávat ze stejnosměrného meziobvodu do stejnosměrné sítě prostřednictvím měniče DC/DC. Propojení prostřednictvím střídavé elektrické sítě již není nutné. Zde najdete naše řešení týkající se větrných elektráren, modulárního monitorování stavu a měření proudu blesku.
Více informací
Větrná energie
Nabíjecí infrastruktura
Obousměrné připojení nabíjecích stanic ke stejnosměrné síti umožňuje nabíjení akumulátorů vozidel a navíc i jejich krátkodobé využívání jako akumulátorů energie. Jako výrobce technologie nabíjení stejnosměrným proudem dodává společnost Phoenix Contact komponenty pro vývoj a výrobu stejnosměrných nabíjecích stanic pro elektromobily. Informujte se nyní o všem, co se týká stejnosměrných nabíjecích kabelů, stejnosměrných řídicích jednotek nabíjení a stejnosměrné výkonové elektroniky.
Více informací
Nabíjecí infrastruktura
Power-to-X
Přebytky energie ze solárních a větrných elektráren jsou prostřednictvím elektrolýzy efektivně využívány k výrobě pohonných hmot (Power-to-Fuel), vodíku a metanu (Power-to-Gas), amoniaku a metanolu (Power-to-Liquid) nebo jiných chemikálií. Tyto látky se opět využívají k výrobě elektrické energie, a zaujímají tak roli akumulátoru energie. Akumulátory energie zajišťují stabilitu stejnosměrných sítí. Také elektrolýza je založena na stejnosměrném proudu, což znamená, že integrace systémů Power-to-X do stejnosměrné sítě je účelným řešením. Informujte se nyní o komponentech k monitorování, automatizaci a digitalizaci zařízení pro elektrolýzu.
Více informací
Power-to-X
Kancelář a osvětlení
Mnohé přístroje určené pro kancelářskou komunikaci, jakými jsou počítače a monitory, a také LED osvětlovací technika potřebují vnitřní stejnosměrné napětí. Pro připojení těchto spotřebičů k střídavé elektrické síti jsou potřebné napájecí zdroje s usměrněním a se stejnosměrnými meziobvody. Pokud jsou však tyto spotřebiče integrovány do stejnosměrné sítě, lze ušetřit značné prostředky související se zapojováním vstupů napájecích zdrojů. Tím se ušetří součásti, hmotnost a objem.
Kancelář a osvětlení
Roboti a pásové dopravníky
K stejnosměrným sítím lze připojovat také stejnosměrné motory sloužící jako pohony. Dosud používané třífázové motory je však rovněž možno, díky stejnosměrnému meziobvodu ve frekvenčních měničích, účinně integrovat do stejnosměrné sítě. Takto lze snižovat špičky zatížení, zejména u výkonných robotů a pásových dopravníků. Kromě toho lze ve stejnosměrné síti účinně rekuperovat brzdnou energii.
Roboti a pásové dopravníky
Systémy akumulace energie
Ve stejnosměrných sítích se používají akumulátory k podpoře sítě. Přebytečnou energii lze akumulovat a v případě potřeby ji opět odebírat. Díky integraci akumulátorů energie se navíc snižují špičky zatížení, například při rozběhu velkých strojů, a odlehčuje veřejná napájecí síť. Ukážeme vám inovativní řešení pro akumulátory energie.
Více informací
Systémy akumulace energie
Připojení ke střídavé elektrické síti
Obousměrné připojení ke střídavé elektrické síti umožňuje jak napájení stejnosměrné sítě ze střídavé elektrické sítě, tak i zpětné odvádění přebytečné energie ze stejnosměrné sítě do veřejné napájecí sítě.
Připojení ke střídavé elektrické síti
Správa sítí
Efektivní správa sítí umožňuje inteligentní řízení toků energie. Úzká místa lze identifikovat a vyhýbat se jim prostřednictvím analýzy dat. To přispívá k optimálnímu využití dostupné energie.
Správa sítí

Často kladené dotazy týkající se technologie stejnosměrného proudu

Zaměstnanci vedle solárního zařízení
Pohled shora do výrobní haly pro automobily
Zaměstnanci s tabletem, který ukazuje energetická data
Trafostanice
Zaměstnanec pracuje u rozvaděče
Zaměstnanci vedle solárního zařízení

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.

Pohled shora do výrobní haly pro automobily

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.

Zaměstnanci s tabletem, který ukazuje energetická data

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.

Trafostanice

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.

Zaměstnanec pracuje u rozvaděče

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.

Logo ODCA

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.

Dr. Christian Helmig, viceprezident oddělení konektorů polních přístrojů, a dr. Martin Wetter, výkonný viceprezident oddělení inovací společnosti Phoenix Contact GmbH & Co. KG před rozvodnou stejnosměrného proudu

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.

Zaměstnanci při plánování budovy se stejnosměrnou sítí

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.

Stejnosměrný proud jako průkopník CO₂ neutrální výroby
Budova 60 – ukázkový příklad stejnosměrné sítě
Nová budova 60 v Blombergu má také vlastní průmyslovou stejnosměrnou síť a plně využívá potenciál obnovitelných forem energie.
K stejnosměrným aplikacím v budově G60
Areál společnosti Phoenix Contact v Blombergu, Severní Porýní – Vestfálsko