Stejnosměrný proud s nadšením Místní stejnosměrné sítě mohou ušetřit až 20 % energie, umožňují přímou skladovatelnost vyrobené elektřiny a snižují množství zdrojů potřebných pro jejich výstavbu.
Stejnosměrná dvojčata
Jedná se o vlajkové lodě stejnosměrné technologie společnosti Phoenix Contact. Martin Wetter a Christian Helmig se plně hlásí k poslání All Electric Society společnosti Phoenix Contact. Jsou si jisti, že stejnosměrný proud může významně přispět k úspěchu energetického přechodu.
Je všude
V každodenním životě jsme neustále obklopeni stejnosměrným napětím. „Každé elektrické zařízení s displejem, od praček a chytrých telefonů až po elektroniku v autě, skrývá v sobě stejnosměrný proud. Každý elektrický pohon zpravidla pracuje na stejnosměrný proud. Každá baterie uchovává stejnosměrný proud. Existuje jen velmi málo spotřebičů, jako jsou staré topinkovače nebo žehličky, které fungují přímo na střídavý proud," vysvětluje Martin Wetter.
A Christian Helmig dodává: „Stejnosměrné napětí se opět stalo velkým tématem díky výrobcům obnovitelné energie, zejména solární. Ať už se jedná o solární moduly nebo větrné turbíny, zachycená energie se nejprve přemění na stejnosměrný proud. A v elektromobilech pohánějí kola baterie se stejnosměrným proudem.“
Solární pole na střeše All Electric Society Factory od společnosti Phoenix Contact
Výhoda stejnosměrného proudu
To jsou hmatatelné argumenty, které hrají do karet pozdním nástupcům Thomase Alvy Edisona: V tomto případě se jedná o efektivitu, skladovatelnost a zdroje. Je okamžitě zřejmé, že při každé přeměně energie se její část ztrácí v podobě tepla. Pokud se elektřina vyrábí z větru nebo slunce, je zpočátku k dispozici stejnosměrné napětí. Přeměna na střídavý proud „sežere“ přibližně 20 % původní energie. Tomu se lze vyhnout, pokud zůstanete ve světě stejnosměrného proudu.
Druhou výhodou je rekuperace, tj. využití přebytečné kinetické energie. „Ta je obzvláště jednoduchá u stejnosměrného proudu. Tato skutečnost je důležitá nejen pro elektromobilitu, ale také v mnoha průmyslových oblastech, jako jsou vysokoregálové systémy nebo průmysloví roboti. Energie se získává zpět, když se pohyb sníží,“, dodává manažer inovací Wetter. „ Efektivita je proto jednou z klíčových otázek, pokud jde o větší využívání stejnosměrného proudu.“
Stejnosměrný proud proudí z nabíjecích stanic do trakčních baterií elektromobilů
Další výhodou je možnost přímého ukládání. Energie z baterií je stejnosměrný proud. Systémy stejnosměrného proudu mohou ukládat energii do baterií nebo ji získávat z nich přímo bez přeměny. Složitost systémů se snižuje, což zvyšuje efektivitu.
Stále chybí úspora zdrojů, která začíná úsporou materiálu, protože potřebné měděné vodiče mají výrazně menší průřez. A požadovaný instalovaný příkon, tj. množství elektrické energie, které provozovatel sítě smluvně poskytuje, může být přibližně o dvě třetiny nižší než u běžného připojení na střídavý proud. „To přináší okamžitou úsporu peněz ještě před spuštěním stroje,“ vysvětluje Christian Helmig.
Dr. Martin Wetter vysvětluje výhody střídavého proudu
Výhoda střídavého proudu
Střídavý proud má své výhody při přenosu energie na velké vzdálenosti. Dr. Wetter: „Pokud chci přenést určitý výkon, potřebuji proud krát napětí. Pokud chci přenášet velký výkon, musím zvýšit proud nebo napětí, případně obojí. Přenosové ztráty v těchto vedeních však závisí pouze na velikosti proudu. Zvyšují se dokonce kvadraticky, tj. dvojnásobek proudu se rovná čtyřnásobku ztrát. Proto se na velké vzdálenosti přenáší vysoký výkon střídavým proudem při vysokém napětí. Tím se minimalizují přenosové ztráty. Přeměna je jednoduchá a s vhodnými transformátory velmi spolehlivá.“ V klasické technologii rozvodných sítí s malým počtem velkých elektráren a hvězdicovou distribucí najde tedy střídavý proud své opodstatnění.
Střídavý proud rovněž boduje v oblasti manipulace. Martin Wetter k tomu říká: „Ve skutečnosti neexistuje nic, co by nefungovalo na stejnosměrný proud. V oblasti střídavého proudu jsme však dosáhli mimořádně vysokého bezpečnostního standardu. Pro srovnání: Jen v Německu zemře na silnicích každý rok přibližně 3 000 lidí. Přes obrovské rozšíření však zemřelo pouze 30 lidí na následky úrazu elektrickým proudem.“
Dr. Christian Helmig vysvětluje rozdíly mezi stejnosměrným a střídavým proudem
Proč je práce se stejnosměrným proudem stále doménou odborníků? Christian Helmig vysvětluje: „Skutečný rozdíl mezi stejnosměrným a střídavým proudem v každodenním životě spočívá v tom, že napětí neprochází nulou. Pokud je provozovaný spotřebič odpojen ze sítě střídavého napětí, vzniká elektrický oblouk. Sotva si jej ale povšimnete, protože trvá jen zlomek sekundy. U stejnosměrného proudu musíte být mnohem ostražitější. Odpojení spotřebiče ze sítě stejnosměrného napětí vyvolává nebezpečný elektrický oblouk, který představuje obrovské riziko pro uživatele i materiál. Proto je jedním z našich cílů při vývoji produktů dosáhnout u technologie podobné úrovně bezpečnosti stejnosměrného proudu, na jakou je koncový uživatel zvyklý u střídavého proudu.“
ArcZero – Konektory pro stejnosměrné sítě
Spolupráce posiluje technologii stejnosměrného proudu
Zde přichází ke slovu Martin Wetter: „Díky nové výkonové elektronice nyní můžeme opět využívat výhod stejnosměrného napětí. A máme první produkty, které jsou zaměřeny na přímé použití stejnosměrného proudu. Stále však chybí standardizace.“
Dr. Helmig dodává: „Například náš konektor ArcZero je první konektor, který jsme vyvinuli výhradně pro stejnosměrný proud. Integrován do obvodu, který rozpozná kontakt. Pokud vytáhnu zástrčku pod zátěží, vznikne zde také elektrický oblouk, ale jen minimální, protože proud aktivuje obvod.“
Wetter: „To demonstruje, proč nemůžeme všechno hned realizovat v technologii stejnosměrného proudu. Jednoduchá zástrčka a jednoduchá zásuvka mají mnohem složitější konstrukci pro zajištění srovnatelné manipulace. Zde se svět střídavého proudu prostě etabloval. Proto jsme také zakládajícími členy sdružení ODCA (Open Direct Current Alliance), v němž již více než 70 společností spojilo své síly za účelem vývoje standardů pro tato zařízení. Systémová myšlenka je důležitější než individuální soupeření mezi inovacemi."
Dr. Helmig a Dr. Wetter jsou o stejnosměrném proudu přesvědčeni
Shrnutí
Dr. Helmig je přesvědčen: „S rostoucím počtem ukázkových případů bude používání této technologie stále snazší. Zájem zákazníků mezitím neustále roste. Mnozí z našich průmyslových zákazníků se chtějí dozvědět více o zkušenostech, které v současné době získáváme v All Electric Society Factory, a také nás navštěvují.“
Oba inovátoři o úspěchu své mise nepochybují: „Věříme, že tato technologie má smysl. Výhody jsou nasnadě. Dokonale zapadá do naší vize All Electric Society, takže produkty, které budou vyvinuty, jsou také smysluplnou investicí do budoucnosti."
Spojte se s našimi odborníky
Další příspěvky
Stejnosměrné sítě pro propojení odvětví
Elektromobilita, solární systémy a akumulátory přinášejí revoluci do průmyslu.
Akumulátory jako funkční podpora
Společnost Phoenix Contact využívá otevřenou řídicí techniku k překlenutí mezery mezi výrobou energie, jejím skladováním a dalším využitím.