Schon heute werden viele Endgeräte mit Gleichstrom (DC, Direct Current) versorgt. Auch Ladestationen und elektrische Antriebe in der Industrie arbeiten mit Gleichstrom.
Erneuerbare Energiequellen wie Wind und Solar erzeugen ebenfalls Gleichstrom. In einem traditionellen AC-Netz (Alternating Current, Wechselstrom) entstehen so viele unnötige AC-DC- Wandlungen, die Energie kosten.
In einem DC-Netz wird Gleichstrom direkt eingespeist, gespeichert und ohne Umwandlung in AC von Verbrauchern wie Maschinen, Motoren oder Förderbändern genutzt. So lassen sich Wandlungsverluste minimieren. Zudem kann z. B. Bremsenergie im Verbund gehalten und Spitzenlasten reduziert werden. Das steigert die Energieeffizienz deutlich und senkt die Einspeiseleistung um bis zu 80 %.
Als Gründungs- und Vorstandsmitglied der ODCA engagieren wir uns aktiv für die Weiterentwicklung von DC-Grids. Im Fokus steht dabei eine effiziente, sichere und robuste Energieversorgung für die Industrie im Zug der Energiewende und die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien. Phoenix Contact arbeitet dabei an Lösungen für industrielle Gleichstromnetze in der Fabrikautomation, in Data Centern und im Gebäude.
Die All Electric Society Factory in Blomberg verfügt über ein eigenes industrielles Gleichstromnetz und schöpft das Potenzial von regenerativen Energieformen voll aus. Das Gebäude dient als Blaupause für eine nachhaltige, effiziente Energieversorgung in der Industrie.
Ein 650‑V‑DC‑Netz verbindet Photovoltaik, Batteriespeicher und Verbraucher direkt miteinander, reduziert Wandlungsverluste und ermöglicht ein effizientes Energiemanagement mit hoher Netzstabilität.
Gleichstromnetze steigern die Energieeffizienz in der Produktion, da Umwandlungsverluste entfallen und erneuerbare Energien direkt integriert werden können. Praxisbeispiele, wie z. B. aus der Automobilindustrie, zeigen die Potenziale. Modulare Komponenten sorgen dabei für einen sicheren und flexiblen Betrieb. Zusätzlich ermöglichen Rekuperation und geringerer Materialeinsatz weitere Effizienzgewinne – ein wichtiger Schritt für eine nachhaltige Industrie.
Rechenzentren sind enorme Energieverbraucher und stehen unter enormen Druck mit Hinblick auf den steigenden Energiebedarf, hohe CO₂-Emissionen und wachsende Kosten. Mit Gleichstromnetzen bietet Phoenix Contact eine innovative Lösung, um Effizienz, Nachhaltigkeit und Versorgungssicherheit zu steigern. Weniger Wandlungsverluste, bessere Integration erneuerbarer Energien und reduzierte CO₂-Emissionen sind nur einige Vorteile. Entdecken Sie, wie unsere DC-Komponenten den Weg zu Green Data Centern ebnen.
DC‑Netze bilden die Grundlage für eine effiziente Ladeinfrastruktur, da sie Umwandlungsverluste reduzieren und bidirektionales Laden ermöglichen. So werden Fahrzeugbatterien als Energiespeicher in das Energiemanagement eingebunden. Industrielle DC‑Netze verbinden Energieerzeuger, Speicher und Ladeinfrastruktur durchgängig und erhöhen so die Effizienz sowie die Versorgungssicherheit.
Dadurch entsteht eine skalierbare und zukunftssichere Ladeinfrastruktur für Industrie und Gewerbe.
DC-gekoppelte Batteriespeicher erhöhen die Effizienz von Gleichstromnetzen, da sie mit deutlich weniger Umwandlungsverlusten arbeiten. Sie stabilisieren das Netz, ermöglichen eine flexible Nutzung erneuerbarer Energien und senken Energiekosten.
Das Beispiel der All Electric Society Factory zeigt eine skalierbare, nachhaltige Lösung mit wiederverwendeten Batterien und intelligentem Energiemanagement.
Erfahren Sie mehr über die optimalen Lösungen für die verschiedenen Installationsbereiche.
Der industrielle Sektor sucht nach geeigneten Lösungen zur Umsetzung von Klimazielen. Steigende Energiekosten, knappe Ressourcen und ein zunehmender Energiebedarf stellen die Indusrie vor neue Herausforderungen. Ein Lösungsansatz ist die Umstellung von einem Wechselstromnetz auf ein Gleichstromnetz. Regenerative Energieerzeugung, Energiespeicherung und Energierückgewinnung sind Stichworte, die in einem DC-Microgrid umgesetzt werden. So werden Energieverbräuche verringert und Spitzenlasten reduziert (Peak-Shaving). Dies entlastet und stabilisiert das Versorgungsnetz. Die Auslegung von Gleichstromnetzen in der Industrie ist ein Ansatz für eine nachhaltige industrielle Produktion.
In einem gleichstrombasierten Microgrid entsteht elektrischer Strom durch die effiziente Integration von erneuerbaren Energien, die CO₂-neutral produziert werden. Diese Energie wird in einem Gleichstromnetz von elektrischen Verbrauchern direkt genutzt, ohne eine weitere Wandlung von DC auf AC. So lassen sich Wandlungsverluste einsparen und der Energieverbrauch senken. Zudem lässt sich die komplette Bremsenergie von Hubprozessen nutzen. die sonst in Form von Wärme verloren geht. Stattdessen wird die Bremsenergie als elektrische Energie zurück ins DC-Netz gespeist. Energiespeicher sammeln Überschüsse an DC-Strom für eine spätere Nutzung.
Eine Kombination aus nachhaltiger Energieerzeugung, Energierückgewinnung und Energiespeicherung sorgt so für mehr Nachhaltigkeit und eine höhere Energieeffizienz in der Fabrik.
Durch den Einsatz eines Gleichstromnetzes entstehen, neben Einsparungen im Energieverbrauch, auch Potenziale im Bereich Material- und Platzeinsparung.
Energieverluste lassen sich durch den Verzicht von DC-AC-Wandlungen um ca. 6 bis 8 % senken. Ergänzend dazu führt der Einsatz eines geeigneten Energiespeichers zu einer Reduzierung der Einspeiseleistung aus dem öffentlichen Netz. Die komplette Nutzung der Bremsenergie ermöglicht zudem 15 bis 20 % mehr Energieeinsparungen, je nach Applikation. Durch diese Faktoren steigt die Energieeffizienz in DC-Netzen signifikant gegenüber Wechselstromnetzen.
Auch die Potenziale im Bereich Material- und Platzeinsparung sind beachtlich. In Gleichstromnetzen sind Einsparungen von bis zu 40 % Kupfer und Isoliermaterial möglich, bei gleicher Leistung. In Zeiten von knappen Ressourcen ist dies signifikant. Gleichstromgeräte sind in ihrer Bauform außerdem deutlich kleiner als AC-Geräte. Der verringerte Materialverbrauch spart weiteren Platz.
Die Wandlung von Gleichstrom auf Wechselstrom oder Gleichspannung auf Wechselspannung bringt Verluste mit sich, da Energie für eine Wandlung notwendig ist. Damit steigt der Energieverbrauch und die Energieeffizienz leidet. Zudem sind DC-AC-Wandler notwendig, die entsprechenden Platz in der Applikation benötigen, der bei Verzicht auf eine Umwandlung eingespart wird.
Die direkte Nutzung von Gleichstrom zu Verbrauchern löst die bisherigen DC-AC-DC-Umwandlungen ab. Dadurch steigt die Energieeffizienz. Weitere Einsparungen sind durch die Nutzung von Bremsenergie und die direkte Speicherung des Gleichstroms möglich.
Bei Gleichstromanwendungen kann ein Lichtbogen zu Schäden an Kontakten und Gehäuseteilen führen und im schlimmsten Fall auch eine Gefahr für die Anwendenden darstellen. Dieser Umstand erfordert einen neuen Ansatz bei der Entwicklung von Komponenten. In Forschungsprojekten wurden von Phoenix Contact verschiedene Technologien für DC-Steckverbinder entwickelt. Mit Löschtechniken in Steckverbindern wurde nun ein innovativer Ansätze gefunden, der Komponenten und Bedienende vor den Gefahren des Trennlichtbogens schützt.
