Stejnosměrné sítě v průmyslu
Perspektivní DC 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. Jak to vypadá detailně, zjistíte zde.
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 i elektrické pohony v průmyslovém prostředí jsou napájeny stejnosměrným proudem, který se získává ze střídavého proudu. Z tohoto důvodu provádějí různé firmy v projektu DC-INDUSTRIE 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.
Stejnosměrná síť v průmyslu
Solární energie
Fotovoltaická zařízení jsou důležitými výrobci obnovitelné energie, které lze je efektivně integrovat do stejnosměrné sítě. Ochotně vám poradíme ohledně témat řízení napájení, fotovoltaické aplikace a přepěťová ochrana pro fotovoltaická střešní zařízení.
Energii vyrobenou ve větrných elektrárnách lze přímo přivádět do stejnosměrných sítí bez ztrát způsobených převodem. Zde najdete naše řešení týkající se větrných elektráren, modulárního monitorování stavu a měření proudu blesku.
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.
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. Informujte se nyní o komponentech k monitorování, automatizaci a digitalizaci zařízení pro elektrolýzu.
Brzdná energie montážních robotů v automobilovém průmyslu nabízí velké možnosti úspory energie prostřednictvím stejnosměrných mikrosítí. Již nyní nabízíme mnoho inovativních systémových řešení a komponent pro automobilový průmysl.
Stejnosměrné motory ve strojírenství jsou ideální k integraci do stejnosměrných sítí. Již dnes nabízíme celou řadu produktů a služeb z oblasti strojírenství a ochotně vám poradíme ohledně našich projektů.
Velkoobjemové akumulátory se používají na podporu sítě. Díky integraci akumulátorů energie se navíc omezují špičková zatížení a odlehčuje veřejná napájecí síť. Ukážeme vám inovativní technologii připojení pro systémy akumulace energie.
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
Často kladené dotazy: Stejnosměrné technologie
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, která se realizují ve stejnosměrné mikrosíti. Tím se sníží spotřeba energie a omezí špičková zatížení (peak-shaving). Napájecí síť se tím odlehčí a stabilizuje. Koncipování sítě stejnosměrného proudu v průmyslu představuje nový přístup pro udržitelnou průmyslovou výrobu budoucnosti.
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 se ušetří ztráty vznikající při přeměně, což sníží 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 můžete navíc snížit dodávaný výkon až o 80 %. Kompletní využití brzdné energie mimoto v závislosti na konkrétním použití umožňuje o 15–20 % vyšší úsporu energie.
Použití 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 konstrukce 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. Ve výzkumných projektech vyvinula společnost Phoenix Contact různé technologie pro konektory pro stejnosměrný proud. 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 nezbytnou transformaci energie v průmyslové výrobě a s tím spojené maximální využití obnovitelných energií si pracovní společenství stanovilo jako hlavní cíl 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.
Od teorie k praxi
Společnost Phoenix Contact však jde ještě dále, protože samotný výzkum nám nestačí. Jakožto inovační lídr a odborník na elektroinstalace chceme udělat první krok, být u toho, sbírat zkušenosti a řešit problémy.
Proto nyní v našem kampusu roste nová budova, která bude vybavena vlastní stejnosměrnou sítí DC-Grid. Elektřina vyrobená zde ve fotovoltaických zařízeních napájí mimo jiné dílčí části vlastního strojírenského prostředí. Samozřejmě při tom používáme naše vlastní produkty a v rámci toho vyvíjíme další komponenty na stejnosměrný proud.
