Réseaux de courant continu dans l'industrie

Les réseaux de courant continu améliorent l'efficacité énergétique dans la production, car ils éliminent les pertes de conversion et permettent d'intégrer directement les énergies renouvelables. Des exemples concrets, comme ceux issus de l'industrie automobile, démontrent ce potentiel. Des composants modulaires garantissent un fonctionnement sûr et flexible. De plus, la récupération d'énergie et la réduction de la consommation de matériaux permettent des gains d'efficacité supplémentaires – une étape importante vers une industrie durable.

Les data centers sont d'énormes consommateurs d'énergie et subissent une pression considérable en raison de la hausse des besoins énergétiques, des émissions élevées de CO₂ et de l'augmentation des coûts. Avec les réseaux de courant continu, Phoenix Contact propose une solution innovante permettant d'accroître l'efficacité, la durabilité et la sécurité d'alimentation. Moins de pertes de conversion, une meilleure intégration des énergies renouvelables et une réduction des émissions de CO₂ ne sont que quelques-uns des avantages. Découvrez comment nos composants DC ouvrent la voie aux data centers écologiques.

Les réseaux DC constituent la base d'une infrastructure de charge efficace, car ils réduisent les pertes de conversion et permettent la charge bidirectionnelle. Les batteries des véhicules sont ainsi intégrées dans la gestion de l'énergie en tant que dispositifs de stockage d'énergie. Les réseaux DC industriels relient de manière continue les producteurs d'énergie, les dispositifs de stockage et l'infrastructure de charge, améliorant ainsi l'efficacité et la sécurité d'alimentation.
Il en résulte une infrastructure de charge évolutive et pérenne pour l'industrie et le commerce.

Les systèmes de stockage sur batterie couplés en courant continu augmentent l'efficacité des réseaux DC, car ils fonctionnent avec des pertes de conversion nettement moindres. Ils stabilisent le réseau, permettent une utilisation flexible des énergies renouvelables et réduisent les coûts énergétiques.
L'exemple de la All Electric Society Factory illustre une solution évolutive et durable utilisant des batteries réutilisées et une gestion intelligente de l'énergie.

Dans un micro-réseau basé sur le courant continu, l'électricité est produite par l'intégration efficace d'énergies renouvelables, dont la production est neutre en matière de CO₂. Cette énergie est utilisée directement par les récepteurs électriques dans un réseau de courant continu, sans autre conversion de DC en AC. Cela permet d'éviter les pertes de conversion et de réduire la consommation d'énergie. De plus, toute l'énergie de freinage issue des processus de levage, qui serait autrement perdue sous forme de chaleur, peut être exploitée. Au lieu de cela, l'énergie de freinage est réinjectée sous forme d'énergie électrique dans le réseau DC. Les dispositifs de stockage d'énergie collectent les excédents d'électricité DC pour une utilisation ultérieure.
Une combinaison de production d'énergie durable, de récupération d'énergie et de stockage d'énergie permet d'améliorer la durabilité et l'efficacité énergétique de l'usine.

L'utilisation d'un réseau de courant continu permet non seulement d'économiser de l'énergie, mais aussi des matériaux et de l'espace.

Les pertes d'énergie peuvent être réduites d'environ 6 à 8 % en renonçant aux conversions DC-AC. En complément, l'utilisation d'un dispositif de stockage d'énergie approprié entraîne une réduction de la puissance injectée du réseau public pouvant aller jusqu'à 80 %. L'utilisation complète de l'énergie de freinage permet de plus de réaliser 15 à 20 % d'économies d'énergie supplémentaires, selon l'application. Grâce à ces facteurs, l'efficacité énergétique dans les réseaux DC augmente de manière significative par rapport aux réseaux de courant alternatif.

Les potentiels en matière d'économie de matériaux et d'espace sont également considérables. Dans les réseaux de courant continu, il est possible, à puissance égale, d'économiser jusqu'à 40 % de cuivre et de matériaux isolants. En période de ressources limitées, cela est significatif. De plus, le design des appareils DC est nettement plus compact que celui des appareils AC. La réduction de la consommation de matériaux permet de gagner encore plus de place.

La conversion d'un courant continu en courant alternatif ou d'une tension continue en tension alternative entraîne des pertes car de l'énergie est nécessaire pour effectuer une conversion. La consommation d'énergie augmente donc, ce qui nuit à l'efficacité énergétique. De plus, des convertisseurs DC-AC sont nécessaires et nécessitent un espace correspondant dans l'application, espace qui est économisé en renonçant à une conversion.

L'utilisation directe du courant continu vers les récepteurs remplace les anciennes conversions DC-AC-DC. L'efficacité énergétique s'en trouve améliorée puisqu'un réseau purement DC économise typiquement 6 à 8 % d'énergie par rapport à un réseau de courant alternatif. D'autres économies sont possibles grâce à l'utilisation de l'énergie de freinage et au stockage direct du courant continu.

Dans les applications à courant continu, un arc électrique peut endommager les contacts et les pièces du boîtier et, dans le pire des cas, représenter un danger pour les utilisateurs. Cette situation nécessite une nouvelle approche dans le développement des composants. Dans le cadre de projets de recherche, Phoenix Contact a développé différentes technologies pour les connecteurs DC. Grâce à des techniques d'extinction intégrées aux connecteurs, une solution innovante a été trouvée pour protéger les composants et les opérateurs contre les dangers de l'arc de coupure.