Tänä päivänä moniin päätelaitteisiin syötetään tasavirtaa (DC). Myös teollisuuden latausasemat ja sähkökäytöt toimivat tasavirralla.
Uusiutuvat energialähteet, kuten tuuli ja aurinko, tuottavat myös tasavirtaa. Perinteisessä vaihtovirtaverkossa tämä johtaa moniin tarpeettomiin vaihtovirta- tasavirtamuunnoksiin, jotka maksavat energiaa.
Tasasähköverkossa tasavirta syötetään suoraan, varastoidaan ja käytetään kuluttajien, kuten koneiden, moottoreiden tai kuljetinhihnojen, toimesta ilman, että sitä muutetaan vaihtovirraksi. Tämä minimoi muuntohäviöt. Lisäksi esimerkiksi jarrutusenergiaa voidaan pitää verkossa ja vähentää huippukuormitusta. Tämä lisää merkittävästi energiatehokkuutta ja vähentää syöttötehoa jopa 80 prosenttia.
ODCA:n perustajajäsenenä ja hallituksen jäsenenä olemme aktiivisesti mukana tasasähköverkkojen kehittämisessä. Keskitymme teollisuuden tehokkaaseen, turvalliseen ja vankkaan energiahuoltoon energiasiirtymän ja uusiutuvien energialähteiden käytön lisääntymisen myötä. Phoenix Contact kehittää ratkaisuja teollisuuden tasasähköverkkoihin tehdasautomaatiossa, datakeskuksissa ja rakennuksissa.
Blombergin All Electric Society Factoryssa on oma teollinen tasasähköverkko, ja siinä hyödynnetään täysin uusiutuvien energiamuotojen mahdollisuuksia. Rakennus on malliesimerkki teollisuuden kestävästä ja tehokkaasta energiahuollosta.
650 voltin tasasähköverkko yhdistää aurinkopaneelit, akkuvarastot ja kuluttajat suoraan toisiinsa, vähentää muuntohäviöitä ja mahdollistaa tehokkaan energianhallinnan sekä korkean verkon vakauden.
Tasasähköverkot lisäävät tuotannon energiatehokkuutta, koska muuntohäviöt poistuvat ja uusiutuvat energialähteet voidaan integroida suoraan. Käytännön esimerkit, esimerkiksi autoteollisuudesta, osoittavat sen mahdollisuudet. Modulaariset komponentit takaavat turvallisen ja joustavan käytön. Lisäksi talteenotto ja materiaalien käytön vähentäminen parantavat tehokkuutta entisestään ja ovat tärkeä askel kohti kestävää teollisuutta.
Datakeskukset ovat valtavia energiankuluttajia, ja niihin kohdistuu valtavia paineita kasvavien energiantarpeiden, korkeiden hiilidioksidipäästöjen ja kasvavien kustannusten vuoksi. Phoenix Contact tarjoaa tasasähköverkoilla innovatiivisen ratkaisun tehokkuuden, kestävyyden ja toimitusvarmuuden parantamiseen. Pienemmät muuntohäviöt, uusiutuvien energialähteiden parempi integrointi ja hiilidioksidipäästöjen vähentäminen ovat vain joitakin etuja. Tutustu siihen, miten DC-komponenttimme tasoittavat tietä kohti vihreitä datakeskuksia.
Tasasähköverkot muodostavat tehokkaan latausinfran perustan, sillä ne vähentävät muuntohäviöitä ja mahdollistavat kaksisuuntaisen latauksen. Ajoneuvon akut on integroitu energianhallintaan energiavarastoina. Teollisuuden tasasähköverkot yhdistävät energiantuottajat, varastot ja latausinfran päästä päähän ja lisäävät siten tehokkuutta ja toimitusvarmuutta.
Näin luodaan skaalautuva ja tulevaisuudenkestävä latausinfra teollisuudelle ja kaupalle.
DC-kytketyt akkuvarastojärjestelmät lisäävät tasasähköverkkojen tehokkuutta, koska ne toimivat huomattavasti pienemmillä muuntohäviöillä. Ne vakauttavat sähköverkkoa, mahdollistavat uusiutuvien energialähteiden joustavan käytön ja alentavat energiakustannuksia.
All Electric Society Factoryn esimerkki näyttää skaalautuvan, kestävän ratkaisun, jossa käytetään uudelleen käytettäviä akkuja ja älykästä energianhallintaa.
Lue lisää optimaalisista ratkaisuista eri asennusalueille.
Teollisuussektori etsii sopivia ratkaisuja ilmastotavoitteiden toteuttamiseen. Energiakustannusten nousu, resurssien niukkuus ja energian kasvava kysyntä asettavat teollisuudelle uusia haasteita. Yksi ratkaisu on siirtyminen vaihtovirtaverkosta tasasähköverkkoon. Uusiutuva energiantuotanto, energian varastointi ja energian talteenotto ovat avainsanoja, joita toteutetaan DC-mikroverkossa. Näin vähennetään energiankulutusta ja alennetaan kuormahuippuja (huippukuorman yläraja). Tämä vähentää ja tasapainottaa syöttöverkon kuormitusta. Teollisuuden tasasähköverkkojen suunnittelu on yksi lähestymistapa kestävään teollisuustuotantoon.
Tasavirtapohjaisessa mikroverkossa sähkövirtaa syntyy CO₂-neutraalisti tuotettavien uusiutuvien energiamuotojen tehokkaan integroinnin avulla. Sähkölaitteet käyttävät tätä energiaa tasasähköverkossa suoraan ilman muuntamista tasavirrasta vaihtovirtaan. Näin voidaan vähentää muuntohäviöitä, mikä vähentää energiankulutusta. Lisäksi voidaan hyödyntää koko nostoprosessien jarrutusenergia, joka muutoin menetettäisiin lämmön muodossa. Sen sijaan jarrutusenergia syötetään takaisin tasasähköverkkoon sähköenergiana. Energiavarastot keräävät ylimääräisen DC-virran myöhempää käyttöä varten.
Kestävän energiantuotannon, energian talteenoton ja energian varastoinnin yhdistelmä lisää tehtaan ekologista kestävyyttä ja parantaa energiatehokkuutta.
Tasasähköverkon käyttö tuottaa energiankulutuksen säästön lisäksi myös mahdollisuuksia materiaalin ja tilan säästöön.
DC-AC-muuntamisen puuttuminen voi vähentää energiahäviöitä noin 6–8 %. Lisäksi sopivan energiavaraston käyttö vähentää syöttötehoa yleisestä verkosta. Jarrutusenergian täydellinen hyödyntäminen mahdollistaa lisäksi 15–20 % suuremman energiansäästön käyttökohteesta riippuen. Nämä tekijät lisäävät yhdessä merkittävästi DC-verkkojen energiatehokkuutta vaihtovirtaverkkoihin verrattuna.
Materiaali- ja tilansäästömahdollisuudet ovat myös huomattavat. Tasasähköverkoissa kuparin ja eristysmateriaalin säästöt voivat olla jopa 40 % tehon ollessa sama. Tällä on suuri merkitys, kun resursseja on käytettävissä niukasti. Tasavirtalaitteet ovat lisäksi rakenteeltaan huomattavasti pienempiä kuin AC-laitteet. Vähäisempi materiaalin käyttö säästää tilaa entisestään.
Tasavirran muuntaminen vaihtovirraksi tai tasajännitteen muuntaminen vaihtojännitteeksi aiheuttaa häviötä, sillä muuntamiseen tarvitaan energiaa. Tämän myötä energiankulutus lisääntyy, jolloin energiatehokkuus kärsii. Lisäksi tarvitaan DC-AC-muuntimia, jotka vaativat käyttökohteessa vastaavan tilan, joka säilytetään, kun muuntaminen jää pois.
Tasavirran käyttö suoraan kulutuslaitteisiin korvaa tähänastisen DC-AC-DC-muuntamisen. Tämä lisää energiatehokkuutta. Muut säästöt ovat mahdollisia käyttämällä jarrutusenergiaa ja tasavirran suoraa varastointia.
Tasavirtasovelluksissa valokaari voi vaurioittaa koskettimia ja kotelon osia ja pahimmassa tapauksessa aiheuttaa myös vaaran käyttäjille. Tämä seikka vaatii uutta näkökulmaa komponenttien kehittämisessä. Phoenix Contact on kehittänyt tutkimusprojekteissaan erilaisia tekniikoita DC-pistoliittimille. Pistoliittimien sammutustekniikan myötä on nyt löydetty innovatiivinen lähestymistapa, joka suojaa komponentteja ja käyttäjiä valokaarien vaaroilta.
