Springet ud i virkeligheden Bare gør det. I Blomberg er der bygget en fabriksbygning, hvor produktionen kan blive mere energieffektiv og bæredygtig takket være et sofistikeret jævnstrømsnetværk. Et kig bag kulisserne afslører, hvordan jævnstrøm fungerer i praksis.
2.760 solcellepaneler på et tagareal på 11.000 m²
The All Electric Society Factory
En solrig eftermiddag i Blomberg. Lange rækker af solcellepaneler bølger på den 11.000 m² store tagflade som et hav af glas. Så snart sollyset rammer halvledermaterialet, flyder der elektricitet. Bortset fra systemets størrelse er det et helt normalt syn på mange tyske tage.
Men denne bygning er anderledes: Hvor vekselrettere andre steder sørger for, at jævnstrømmen fra solcelleanlægget omdannes til vekselstrøm, løber den her direkte ind i et lokalt jævnstrømsnet. "Et jævnstrømsnet optimerer hele energikæden med produktion, distribution, lagring og forbrug," forklarer Tobias Lüke, ekspert i jævnstrømsnet hos Phoenix Contact.
Eksperten starter gerne sin rundtur i bygningen på taget. Her på solcellemarken bliver det klart, hvorfor jævnstrøm vinder frem overalt: "Det er ikke kun producenter, der arbejder med jævnstrøm, men også energilagre og forbrugere. De fleste elektriske apparater og produktionsenheder arbejder med jævnstrøm."
DC-ladestationer foran All Electric Society Factory
Tag spidsen af belastningerne
Der findes også ti ladepunkter foran All Electric Society Factory. De er vigtige spillere i et system med jævnstrøm. Tobias Lüke viser derfor vej ned til parkeringspladsen, hvor energikilderne står på rad og række. "I fremtiden er det muligt for firmabiler ikke kun at oplade deres driftsbatterier via tovejs ladestationer med jævnstrøm, men også at føre strøm direkte tilbage i systemet fra disse uden at skulle konvertere den igen," forklarer Lüke.
Et kig ind i en af ladestationerne viser, at Phoenix Contact er i en god position, hvad angår jævnstrøm. "Overspændings- og apparatbeskyttelse, DC-afbrydere og DC-ladestik – energistrømmene styres optimalt af vores effektmoduler."
Men bilbatterierne er langt fra alt: Tobias Lüke peger på en uanselig hvid beholder: "En stabil energiforsyning baseret på vedvarende energi kræver tilstrækkeligt store og pålidelige lagringssystemer til at kompensere for udsving", forklarer jævnstrømseksperten.
"Og vi kan bruge disse lagringssystemer til at udligne spidsbelastninger i forhold til det offentlige forsyningsnet." Spidsbelastninger opstår for eksempel, når store elmotorer i produktionsmaskiner starter op. Så bruger man kortvarigt mere strøm end aftalt med leverandøren. Og det tager denne sig godt betalt. "Ved at afbøde spidsbelastninger med vores batterier var vi i stand til at reducere elomkostningerne med op til 80 %."
Styretavler til jævnstrømsnettet
Tænk, styr og kontrollér
Tobias Lüke fører os ind i bygningens tekniske katakomber, ned i kælderen, hvor jævnstrømsforsyningens centralnervesystem er placeret. Her er der styretavler på stribe. De integrerer ikke kun solcelleanlægget, batterilager og ladestationer i systemet. Det er også her, der tilføres elektricitet fra det offentlige net eller returneres overskud.
"Vores effektmoduler kan betjenes bidirektionalt – dvs. i begge retninger," forklarer Lüke og åbner et styretavle, hvor modulerne er monteret i noget, der minder om skuffer. "Takket være det modulære design kan styretavlerne udstyres fleksibelt, og outputtet kan nemt skaleres efter behov."
DC-styretavle i All Electric Society Factory
Kobbereffektivitet og energibesparelse
En drejning, og styretavlen er åben. Masser af rødt og hvidt i hyggeligt samvær – plus og minus i jævnstrømsnettet. Hvad man også straks bemærker er, at kabler og andre komponenter er betydeligt mindre end i konventionelle fordelingstavler – endnu en fordel ved denne teknologi: "Jævnstrømsnet kræver mindre kobber til strømoverførsel. På den måde kan man spare op til 55 % af det dyre råmateriale", siger Lüke. De hvide og røde strenge fra solcelleanlægget ender også her i kontrolcentret. De forsyner den såkaldte DC-bus via DC/DC-konvertere med en samlet effekt på 120 kW.
Jævnstrømmen fordeles fra lavspændingshovedfordeleren til produktionsområdet. Her arbejder belysningen direkte med energi fra jævnstrømsnettet. To grene fører til forbindelsen til produktionsmaskinerne. "I jævnstrømsnettet kan vi udnytte bremseenergien fra robotter og drev og føre den direkte tilbage i systemet," siger Lüke og forklarer den næste vigtige fordel ved jævnstrøm. "Afhængigt af anvendelsen kan denne genvinding alene øge effektiviteten med op til 20 %."
Hvis der stadig er overskudsenergi i jævnstrømsnettet på trods af alle forbrugere og lagerenheder, sender de tovejs AC/DC-konvertere den tilbage i det offentlige vekselstrømnet på en netkompatibel måde.
Effektkontakt CONTRACTON ELR HDC
Det bliver håndgribeligt
ELR HDC-afbryderen bruges overalt, hvor jævnstrømsbelastninger skal kobles sikkert i All Electric Society Factory. Den kombinerer funktionerne beskyttelse, kobling, overvågning, forladning og netværkskapacitet. Særlige DC-energimålere til jævnstrøm registrerer energistrømmene. Og ArcZero DC-stikket bruges til at tilslutte jævnstrømsforbindelser. Det muliggør lysbuefri tilslutning og frakobling under belastning.
Belastningsstyring og DC-netværksmanagement på højere niveau håndteres af PLCnext Engineer-softwareplatformen. Den kombinerer de enkelte områder til et helhedsorienteret system. Styringen integrerer også data som f.eks. elomkostninger på elbørsen, vejrudsigter og dagligt opdaterede data fra målestationen på taget i bygningens energistyringssystem.
Tobias Lüke, ekspert i jævnstrømsnet
Ikke bare tale
All Electric Society Factory i Blomberg har allerede et ry i branchen, der rækker langt ud over landets grænser. Lad det ikke bare blive ved snakken – jævnstrøm fungerer allerede her og nu, hvilket produktion designet til jævnstrøm demonstrerer hver dag med sin energibalance.
Men "dette anlæg er også udtrykkeligt designet til eksperimentelle formål og operationelle tests", tilføjer Tobias Lüke. Alt i alt håber arrangørerne af dette pilotprojekt at kunne opnå yderligere besparelser og øge effektiviteten. Planerne omfatter opførelse af et lille vindkraftværk, en elektrolysator til brintproduktion og brændselsceller, som igen genererer elektricitet fra den oplagrede brint.
Phoenix Contact har længe været engageret i at forske i og etablere jævnstrømsteknologi og er stiftende medlem af Open Direct Current Alliance (ODCA). Da planlægningen af bygningen begyndte, var der stort set ingen komponenter og standarder for brug af jævnstrømsteknologi på markedet. I dag er tingene anderledes, understreger Tobias Lüke: "Med de tilgængelige komponenter, de lovgivningsmæssige fremskridt, den stigende ekspertise og samarbejdet med kompetente partnere kan det også betale sig for andre virksomheder at tage springet."
Det er blevet mørkt i Blomberg. Vi er ved at være færdige med rundvisningen, og Tobias Lüke lukker porten til det, der nok er en af de mest innovative fabriksbygninger i Europa.
Konklusion
Jævnstrøm har længe omgivet os i alle hjørner af vores hverdag. Men et helhedsorienteret syn på denne energi rummer en sand guldgrube af potentielle besparelser. The All Electric Society Factory har sat sig for at grave denne skat frem. Og ikke bare som et enkeltstående tilfælde, men som et forbillede for mange andre industri- og produktionsbygninger.
Indførelsen af jævnstrømssystemer i produktionslogistik og industri rummer et stort potentiale for energibesparelser, især for dynamiske belastninger som f.eks. robotter, der bruges i produktionen: Spidseffekten kan reduceres med op til 85 % og energieffektiviteten øges med 20 %.
Hvis det gennemføres konsekvent, mister spøgelset med omkostningstung industriel elektricitet hurtigt sin skræmmende virkning. Bygningen som energikilde og -lager – og det i dag, med eksisterende teknologi og i et hårdt produktionsmiljø.
Kom i kontakt med vores eksperter
Yderligere bidrag
Jævnstrøm med passion
Lokale jævnstrømsnet kan spare op til 20 % energi, gøre den producerede elektricitet direkte lagringsbar og reducere mængden af ressourcer, der kræves til deres konstruktion.
Jævnstrømsnet til sektorkobling
Elektromobilitet, solcelleanlæg og batterilagre er ved at revolutionere industrien.