Tasavirtaa intohimolla Paikallisilla tasavirtaverkoilla voidaan säästää jopa 20 prosenttia energiaa, tehdä tuotetusta sähköstä suoraan varastoitavaa ja vähentää niiden rakentamiseen tarvittavien resurssien määrää.

Tasavirta-asiantuntijat: Martin Wetter ja Christian Helmig

DC-kaksoset

Ne ovat Phoenix Contactin tasavirtatekniikan lippulaivoja. Martin Wetter ja Christian Helmig ovat täysin sitoutuneet Phoenix Contactin tavoitemallin, All Electric Societyn, toiminta-ajatukseen. He ovat varmoja siitä, että tasavirta voi antaa arvokkaan panoksen kestävän energiasiirtymän onnistumiseen.

Tasavirtaa on kaikkialla

Tasajännite ympäröi meitä jatkuvasti jokapäiväisessä elämässä. "Kaikki sähkölaitteet, joissa on näyttö, pesukoneista ja älypuhelimista auton elektroniikkaan, sisältävät tasavirtaa. Jokainen sähkökäyttö toimii yleensä tasavirralla. Jokainen akku varastoi tasavirtaa. On hyvin vähän laitteita, kuten vanhoja leivänpaahtimia tai silitysrautoja, jotka toimivat suoraan vaihtovirralla", Martin Wetter selittää.

Christian Helmig lisää: "Tasajännitteestä on tullut jälleen suuri keskustelunaihe uusiutuvan energian, erityisesti aurinkoenergian tuottajien ansiosta. Olipa kyse aurinkopaneeleista tai tuuliturbiineista, talteenotettu energia muunnetaan ensin tasavirraksi. Sähköajoneuvoissa pyörät kulkevat tasavirta-akkujen avulla."

Aurinkopaneelijärjestelmä Phoenix Contactin All Electric Society Factoryn katolla

Tasavirran etu

Thomas Alva Edisonin myöhemmillä seuraajilla on esittää konkreettisia argumentteja: tehokkuus, varastoitavuus ja resurssit. On heti selvää, että aina energiaa muunnettaessa osa energiasta häviää lämpönä. Jos sähkö tuotetaan tuulen tai auringon avulla, se on aluksi saatavilla tasajännitteellä. Vaihtovirraksi muuntaminen "syö" noin 20 prosenttia alkuperäisestä energiasta. Tämä voidaan säästää, kun pysytään tasavirran maailmassa.

Toinen etu on rekuperaatio eli ylimääräisen liike-energian hyödyntäminen. "Tämä on erityisen helppoa tasavirralla. Tämä ei ole tärkeää vain sähköisessä liikenteessä, vaan myös monilla teollisuuden aloilla, kuten korkeavarastoissa tai teollisuusroboteissa. Energia otetaan talteen, kun liike vähenee", lisää innovaatiopäällikkö Wetter. "Tehokkuus on siis yksi tärkeimmistä kysymyksistä, kun tasavirran käyttöä lisätään."

Martin Wetter ja Christian Helmig All Electric Society -puiston latausasemalla

Tasavirtaa siirtyy latausasemista sähköajoneuvojen ajoakkuihin

Suora varastoitavuus on toinen plussa. Akuista saatava energia on tasavirtaa. Tasavirtajärjestelmissä energiaa voidaan varastoida tai hakea suoraan akkuihin ilman muuntamista. Järjestelmien monimutkaisuus vähenee, mikä puolestaan lisää tehokkuutta.

Enää puuttuu resurssien säästäminen, joka alkaa materiaalin säästämisestä, sillä tarvittavien kuparijohdinten poikkileikkaukset ovat huomattavasti pienempiä. Tarvittava liittymisteho eli sähköenergiamäärä, jonka verkon ylläpitäjä sopimuksen mukaan toimittaa, voi olla noin kaksi kolmasosaa pienempi kuin tavanomaisessa vaihtovirtaliitännässä. "Tämä säästää rahaa välittömästi, jo ennen kuin kone on edes käynnissä", Christian Helmig selittää.

Martin Wetter kertoo vaihtovirran eduista

Vaihtovirran etu

Vaihtovirran edut tulevat esiin, kun energiaa siirretään pitkiä matkoja. Martin Wetter: "Kun halutaan siirtää tietty määrä tehoa, tarvitaan virta kertaa jännite. Jos halutaan siirtää paljon tehoa, on lisättävä virtaa tai jännitettä tai molempia. Tällaisten johtojen siirtohäviöt riippuvat kuitenkin yksinomaan virrasta. Ne kasvavat jopa nelinkertaisesti, eli kaksinkertainen virta vastaa nelinkertaisia häviöitä. Tämän vuoksi suuria tehoja siirretään pitkiä matkoja vaihtovirralla ja suurilla jännitteillä. Tämä minimoi siirtohäviöt. Muuntaminen on helppoa ja erittäin luotettavaa sopivien muuntajien avulla." Perinteisessä jakeluverkkotekniikassa, jossa on muutamia suuria voimaloita ja tähtimäinen jakelu, vaihtovirta on siis paikallaan.

Vaihtovirta erottuu edukseen myös käytettävyyden suhteen. Martin Wetter kommentoi: "Ei ole mitään, mikä ei toimisi tasavirralla. Se, mitä olemme kuitenkin saavuttaneet vaihtovirran alalla, on erittäin korkea turvallisuusstandardi. Vertailun vuoksi: pelkästään Saksassa kuolee vuosittain noin 3 000 ihmistä liikenteessä. Mutta vain 30 kuolemaa aiheutuu sähköiskuista, vaikka sähköä käytetään kaikkialla."

Christian Helmig selittää tasavirran ja vaihtovirran välisiä eroja

Miksi tasavirralla työskentely on edelleen asiantuntijoiden aluetta? Christian Helmig selittää: "Todellinen ero tasavirran ja vaihtovirran välillä jokapäiväisessä elämässä on jännitteen nollakohdan puuttuminen. Jos toiminnassa oleva laite irrotetaan vaihtojänniteverkon sähköverkosta, syntyy valokaari. Mutta sitä tuskin huomaa, sillä se kestää vain sekunnin murto-osan. Tasavirran kanssa on oltava paljon valppaampi. Tasajännitteellä toimivan laitteen irrottaminen sähköverkosta aiheuttaa vaarallisen valokaaren, joka on valtava riski sekä käyttäjälle että materiaalille. Siksi yksi tuotekehitystavoitteistamme on saavuttaa tasavirtatekniikassa samanlainen turvallisuustaso kuin mihin loppukäyttäjä on tottunut vaihtovirralla."

ArcZero – pistoliittimet tasavirtaverkkoihin

Yhteistyö tekee tasavirrasta vahvan

Martin Wetter kertoo: "Uuden tehoelektroniikan ansiosta meillä on jälleen keinoja hyödyntää jälleen tasajännitteen etuja. Meillä on myös ensimmäiset tuotteet, jotka on suunnattu erityisesti tasavirran suoraan käyttöön. Standardointi ei ole kuitenkaan vielä valmis."

Helmig lisää: "Esimerkiksi ArcZero on ensimmäinen pistoliittimemme, jonka olemme kehittäneet yksinomaan tasavirtaa varten. Siihen on integroitu kosketuksen tunnistava piiri. Jos irrotan pistokkeen kuormitettuna, myös tässä syntyy valokaari, mutta se on vain minimaalinen, koska virta aktivoi virtapiirin."

Wetter: "Tämä osoittaa, miksi emme voi muuttaa kaikkea heti tasavirraksi. Yksinkertaisen pistokkeen ja pistorasian rakenne on paljon monimutkaisempi, jotta niitä voidaan käsitellä samalla tavalla. Siinä vaihtovirtaympäristö on vakiintunut. Siksi olemme myös perustajajäseniä Open Direct Current Alliancessa (ODCA), jossa jo yli 70 yritystä on yhdistänyt voimansa laitteiden standardien kehittämiseksi. Järjestelmäkonsepti on tärkeämpi kuin yksittäisten innovaatioiden välinen kilpailu."

Tasavirta on vakuuttanut Christian Helmigin ja Martin Wetterin

Yhteenveto

Christian Helmig on luottavainen: "Kun esittelykohteiden määrä kasvaa, tämän tekniikan käyttöönotto helpottuu jatkuvasti. Myös asiakkaiden kiinnostus kasvaa koko ajan. Monet teollisuusasiakkaamme haluavat tietää enemmän kokemuksista, joita saamme parhaillaan All Electric Society Factoryssa, ja he myös vierailevat luonamme."

Innovaattorit eivät epäile tehtävänsä onnistumista: "Uskomme, että tämä teknologia on järkevää. Edut ovat ilmeiset. Se sopii täydellisesti visioomme All Electric Society -yhteiskunnasta, joten kehitettävät tuotteet ovat myös kannattavia investointeja tulevaisuuteen."