Redes de corriente continua

G60 - Un ejemplo modélico para una red DC Nuestro nuevo Edificio 60 aprovecha plenamente el potencial de las formas de energía renovables. La propia red de corriente continua industrial de la empresa sirve de objeto de investigación de la nueva tecnología DC de alta tensión.

Edificio 60 en la ubicación de Phoenix Contact en Blomberg, Renania del Norte-Westfalia
Empleados planificando el nuevo Edificio 60 y la red de corriente continua

Reto

La neutralidad de CO₂ y la descarbonización son los objetivos globales que también impulsan a Phoenix Contact. La visión de la All Electric Society describe un mundo en el que la energía eléctrica, generada a partir de recursos renovables, esté disponible en cantidad suficiente y al alcance de todos. Esta visión requiere conceptos sostenibles para el suministro de energía y el acoplamiento de sectores, así como una gestión de la energía inteligente. Uno de los enfoques es la expansión de las redes de corriente continua en la industria.
Algunos proyectos de investigación como "DC-Industrie" ya están demostrando las ventajas de los sistemas de corriente continua en aplicaciones industriales. La utilización de la energía de recuperación, la transmisión de energía más eficaz entre sectores y la conservación de los recursos sensibles conducen a un mejor equilibrio energético en la red de corriente continua.

Empleados en la obra del Edificio 60

Nuestra solución Un edificio propio con una red de corriente continua

Como proveedores de componentes, sistemas y soluciones en el campo de la electrotecnia, la electrónica y la automatización, naturalmente queremos probar nosotros mismos las ventajas de una red de corriente continua y la consiguiente mejora de la eficiencia energética, así como desarrollar soluciones innovadoras.
Por tanto, para nosotros era obvio montar nuestra propia red de corriente continua con nuestros propios componentes. Para la microrred DC de nuestro nuevo Edificio 60 en Blomberg, utilizamos soluciones ya existentes y desarrollamos nuevos componentes que pueden utilizarse en una red de corriente continua de 650 V.

Tres empleados caminan por la azotea de un edificio y miran a lo lejos

La red de corriente continua del Edificio 60 se alimenta de la red AC pública, entre otras fuentes, y conecta otros generadores y acumuladores con los consumidores DC. Tanto la generación de energía renovable mediante instalaciones fotovoltaicas como el almacenamiento de energía en baterías se realizan con corriente continua. Esto supone una gran ventaja en la reducción de pérdidas de conversión y ahorro de material en la instalación y en los equipos.

La red de corriente continua conecta instalaciones fotovoltaicas, acumuladores de baterías y estaciones de recarga de electromovilidad a través del nivel de tensión de 650 V en un sistema TN. Además, varios sistemas IT DC de baja tensión se alimentan con 400 V de esta red DC de 650 V. A estos subsistemas de 400 V DC se conectan consumidores como la iluminación, los circuitos de mando y las instalaciones de producción.

La red de corriente continua en detalle El acoplamiento de sectores garantiza un suministro seguro

Postes de alta tensión con líneas eléctricas
Instalación de cubierta fotovoltaica en el Edificio 60
Acumulador de baterías delante del Edificio 60
Estaciones de recarga para coches eléctricos frente al Edificio 60
Laboratorio de ideas (think tank) de cristal en una oficina
Postes de alta tensión con líneas eléctricas

La red DC de 650 V se genera a partir de la red de corriente alterna de baja tensión (red AC) mediante módulos CHARX High Power. La conexión bidireccional también permite devolver a la red de suministro pública la energía sobrante de otros alimentadores.

Instalación de cubierta fotovoltaica en el Edificio 60

Una instalación fotovoltaica con una potencia pico de 100 kW se conecta a la distribución de corriente principal de baja tensión DC. La generación de energía renovable mediante fotovoltaica se basa en la corriente continua. La conversión DC-DC necesaria es especialmente sencilla si se utilizan módulos de potencia CHARX en formato de 19" con seguimiento MPP, ya que no es necesaria la sincronización con una red de corriente alterna. La interconexión inteligente de generadores y consumidores con un sistema de gestión de la energía (SGE) integra la generación de energía volátil a partir de energía fotovoltaica mediante un acumulador de baterías, de forma que se minimiza la entrada de energía de la red pública de suministro.

Acumulador de baterías delante del Edificio 60

Se ha integrado un acumulador de baterías de 240 kWh para compensar las necesidades de energía más duraderas del Edificio 60. Como es habitual, se encuentra fuera del edificio por motivos de protección contra incendios y seguridad.
El acumulador de baterías puede utilizarse para cubrir picos de carga, lo que se conoce como limitación de picos de carga o "peak shaving", por ejemplo al arrancar grandes máquinas. El acumulador de baterías también puede utilizarse en caso de interrupción de la red pública, garantizando así la estabilidad y la seguridad de suministro en toda la red de corriente continua.

Estaciones de recarga para coches eléctricos frente al Edificio 60

La conexión bidireccional de las estaciones de recarga eléctricas a la microrred DC de 650 V permite que la energía fluya en dos direcciones. Así, las baterías de los vehículos pueden cargarse y utilizarse también como acumulador de energía a corto plazo. Combinada con el sistema de control inteligente de la familia PLCnext Control y un sistema de gestión de la energía, permite cubrir picos de carga muy elevados a corto plazo y contribuir a la calidad de la red.

Laboratorio de ideas (think tank) de cristal en una oficina

Internamente, la red DC de 650 V alimenta consumidores en una instalación fija. Además, se alimentan circuitos finales en el nivel de tensión de 400 V DC desde la red DC de 650 V a través de convertidores aislantes, por ejemplo, para iluminación y conexiones para equipos móviles. Por lo tanto, las microrredes DC secundarias de 400 V son circuitos DC aislados (sistema IT DC).
Los equipos de corriente alterna actuales en el nivel de baja tensión AC requieren fuentes de alimentación internas con rectificación y circuitos intermedios DC para alimentar PC, monitores y tecnología de iluminación LED. Si estos equipos se alimentan directamente de una red de corriente continua, se puede ahorrar gran parte del peso y el volumen de los circuitos de entrada.
La tensión más baja en los circuitos finales tiene en cuenta la protección personal según DIN VDE 0100-410. Las redes IT se vigilan para garantizar su aislamiento y se desconectan en caso de fallo.
Los circuitos finales DC con convertidores DC-DC CHARX pueden utilizarse en potentes aplicaciones industriales. Si se necesita una tensión de alimentación auxiliar de 24 V DC, se pueden utilizar las fuentes de alimentación para carril DIN de la familia QUINT POWER.

Estructura de la red de corriente continua

Representación esquemática de la red de corriente continua del Edificio 60 con niveles de tensión

Resumen de las ventajas de una red DC Por qué merece la pena la corriente continua

  • Conexión eficiente de fuentes de energía renovables
  • Compensación de picos de carga (limitación de picos de carga o peak shaving)
  • Gestión de la energía eficiente y ahorro de costes
  • Alta estabilidad de la red
  • Recuperación sencilla

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Construyamos juntos un futuro más sostenible ampliando las redes de corriente continua

Estaremos encantados de ayudarle en la implementación de su red DC y asesorarle sobre productos y soluciones.