Egyenáramú hálózatok az iparban A Phoenix Contact jövőbe mutató egyenáramú technológiája lehetővé teszi a fenntartható és megújuló energia betáplálását, tárolását és elosztását. Fedezze fel egyenáramú megoldásainkat a biztonságos egyenáramú mikrohálózati alkalmazásokhoz.

Munkatársak egy gyártócsarnokban egy egyenáramú hálózat sematikus ábrázolásával

Innovatív DC technológia a fenntarthatóságért – itt és most A fenntarthatóság több, mint egy jelszó: kezdettől fogva ez a feladatunk.

A Phoenix Contact magával viszi Önt a megújuló módon előállított, hatékonyan tárolt és elosztott energiával működő világba. Az elektromos energia ezzel mindig és mindenhol használható. Ezért mi a Phoenix Contactnál az egyenáramú technológia mikrohálózatokban való biztonságos felhasználását célzó koncepciókban és megoldásokban bízunk.

A fenntarthatóság már a DC-technológia helyes alkalmazásánál elkezdődik.

Dr. Christian Helmig, alelnök, Field Device Connectors és Dr. Martin Wetter, ügyvezető alelnök, Innovation - Phoenix Contact GmbH & Co. KG
A Phoenix Contact alelnökei: Dr. Martin Wetter és Dr. Christian Helmig
Mérnöknő egy autógyár gyártócsarnokában

Egyenáram – a jövő ipari energiarendszere? Az előállítástól a tároláson át a tápellátásig

A mai világban a legtöbb végkészülék már egyenárammal (DC, angolul Direct Current) működik. Az ipari környezetben a töltőállomásokat és az elektromos hajtásokat is egyenáram táplálja, amit váltakozó áramból állítanak elő. Ebből kiindulva kutatták a DC-INDUSTRIE és DC-INDUSTRIE 2 projekt keretében különböző vállalkozások az egységes, egyenáram-alapú Smart Grid kialakításának lehetőségeit.

Munkatárs a Phoenix Contact gépgyárában

Az alapgondolat az, hogy a megújuló energiaforrások által előállított egyenárammal közvetlenül, átalakítási veszteségek nélkül lehessen árammal ellátni a hálózat fogyasztóit, pl. gépeket, motorokat, szállítószalagokat.

Az egyenáramú hálózat létrehozásával lehetségessé válik, hogy a berendezés fékezési energiáját elektromos áramként vissza lehessen vezetni a hálózatba. Az előállított felesleget energiatároló rendszerekben lehet gyűjteni és szükség esetén a hálózatba visszatáplálni. A betáplált teljesítmény ezáltal akár 80%-kal csökkenhet. Mindezeken túl, csökkenthető a nyilvános hálózat terhelési csúcsa és terhelése is.

A DC-hálózat előnyei

  • Az energiahatékonyság növelése az energia-visszanyerésnek, a megújuló energiák átalakításmentes használatának és az energiatárolásnak köszönhetően
  • Erőforrás-optimalizálás a rézfelhasználás akár 55%-os csökkentésével, a csökkenő készülékköltségekkel és a kisebb helyigénnyel
  • A tápellátó hálózat kiesései miatti gyártási leállások megelőzése
  • Az energiaáramlások intelligens vezérlésének alapja

Áttekintés: az egyenáramú hálózat az iparban

Interaktív képtérkép: egy ipari egyenáramú hálózat illusztrációja az állomásokkal: nap- és szélenergia, akkumulátoros tároló, Power-to-X, termelés és iroda
Napenergia
A fotovillamos rendszerek a megújuló energia fontos termelői. Egyenáramot termelnek, ezért hatékonyan beköthetők az egyenáramú hálózatba anélkül, hogy az áramot át kellene alakítani. Szívesen adunk tanácsot Önnek a betáplálás-kezeléssel, a fotovillamos alkalmazásokkal és a tetőre szerelt PV-rendszerek túlfeszültség-védelmével kapcsolatban.
Tudjon meg többet
Napenergia
Szélenergia
A szélerőművekből származó energia a köztes áramkörből DC-DC átalakító segítségével az egyenáramú hálózatba táplálható. A váltakozó áramú hálózaton beiktatása már nem szükséges. Itt megtalálja a szélerőművekkel, moduláris állapotfelügyelettel és villámáram-méréssel kapcsolatos megoldásainkat.
Tudjon meg többet
Szélenergia
Töltőhálózat
Az e-töltőállomások egyenáramú hálózathoz való kétirányú csatlakoztatása lehetővé teszi a járművek akkumulátorainak töltését és rövid távú energiatárolóként való felhasználását. A DC-töltéstechnika előállítójaként a Phoenix Contact részegységeket szállít a villanyautók DC töltőállomásainak fejlesztéséhez. Tájékozódjon most a DC töltőkábelekről, DC töltésvezérlőkről és DC teljesítményelektronikáról.
Tudjon meg többet
Töltőhálózat
Power-to-X
A fotovillamos és szélerőmű-rendszerek által termelt és fel nem használt energiát elektrolízis alkalmazásával üzemanyagok (power-to-fuel), hidrogén és metán (power-to gas), ammónia és metanol (power-to-liquid) vagy más vegyi anyagok előállítására lehet felhasználni. Ezek az anyagok pedig ismét elektromos energia előállítására használhatók, ezért energiatárolóként működnek. Az energiatárolók biztosítják az egyenáramú hálózatok stabilitását. Az elektrolízis szintén egyenáramra épül, ami észszerűvé teszi a Power-to-X rendszerek egyenáramú hálózatba való integrálását. Tájékozódjon most az elektrolízis felügyeleti, automatizálási és digitalizálási részegységeiről.
Tudjon meg többet
Power-to-X
Iroda és világítás
Számos irodai kommunikációs készülék, például a számítógépek és képernyők, valamint a LED-es világítástechnika belsőleg egyenfeszültséget igényel. Ahhoz, hogy ezeket a fogyasztókat váltakozó áramú hálózatra lehessen csatlakoztatni, egyenirányításra és egyenáramú köztes áramkörökre van szükség. Ha azonban ezeket a fogyasztókat egyenáramú hálózatba integrálják, a tápegységek bemeneti kapcsolásainak jelentős része megtakarítható. Ezzel alkatrészek, súly és hely takarítható meg.
Iroda és világítás
Robotok és szállítószalagok
Az egyenáramú hálózatokban a hajtómotorok egyenáramú motorok. A korábban használt háromfázisú motorok azonban a frekvenciaváltók egyenáramú köztes áramköreinek köszönhetően hatékonyan integrálhatók egyenáramú hálózatba is. A terhelési csúcsok így csökkenthetők, különösen a nagy teljesítményű robotok és szállítószalagok esetében. Ráadásul az egyenáramú hálózatokban hatékonyan visszanyerhető a fékezési energia.
Robotok és szállítószalagok
Energiatároló rendszerek
Az egyenáramú hálózatokban akkumulátoros tárolókat használnak a hálózat támogatására. A felesleges energia tárolható, és szükség esetén rendelkezésre áll. Az energiatárolók integrálása csökkenti a terheléscsúcsokat is, például nagy gépek indításakor, és tehermentesíti a tápellátó hálózatot. Innovatív megoldásokat mutatunk az energiatároláshoz.
Tudjon meg többet
Energiatároló rendszerek
Csatlakozás a váltakozó áramú hálózathoz
A váltakozó áramú hálózathoz való kétirányú csatlakozás lehetővé teszi mind a váltakozó áramú hálózatból az egyenáramú hálózatba történő betáplálást, mind pedig az egyenáramú hálózatból származó többletenergia visszatáplálását a nyilvános tápellátó hálózatba.
Csatlakozás a váltakozó áramú hálózathoz
Hálózatfelügyelet
A hatékony hálózatmenedzsment lehetővé teszi az energiaáramlás intelligens vezérlését. Az adatok elemzésével azonosíthatók és elkerülhetők a szűk keresztmetszetek. Ez segít a rendelkezésre álló energia felhasználásának optimalizálásában.
Hálózatfelügyelet

GYIK: egyenáramú technológia

Munkatársak egy napenergiás rendszer mellett
Pillantás felülről egy autógyár szerelőcsarnokába
Munkatárs energiaadatokat megjelenítő táblagéppel
Transzformátorállomás
Egy munkatárs egy kapcsolószekrényen dolgozik
Munkatársak egy napenergiás rendszer mellett

Különösen az ipari szektor keresi a klímacélok megvalósításának alkalmas megoldásait. A klímaváltozás korában a világot az energiaárak emelkedése, az erőforrások szűkössége és a növekvő energiaigény foglalkoztatja. Az egyik megoldási lehetőség az, ha a gyárak váltakozó áramú hálózatát egyenáramú hálózattá állítják át. A megújuló energiatermelés, az energiatárolás és az energia-visszanyerés a klímaváltozás vezérszavai, amelyeket az egyenáramú mikrohálózattal lehet megvalósítani. Ezzel csökken az energiafelhasználás és csökkennek a csúcsterhelések (terhelési csúcsok levágása, Peak Shaving). Ez tehermentesíti és stabilizálja a tápellátó hálózatot. Az ipari egyenáramú hálózat létrehozása jó kezdeményezés a jövő fenntartható ipari termelése érdekében.

Pillantás felülről egy autógyár szerelőcsarnokába

Az egyenáramú mikrohálózatban az elektromos áram megújuló energiából, CO₂-semleges módon termelődik. Ezt az energiát az egyenáramú hálózat elektromos fogyasztói közvetlenül, DC-AC átalakítás nélkül használják fel. Ezáltal megtakaríthatók az átalakítási veszteségek, ez pedig csökkenti az energiafogyasztást. Ehhez adódik a fékezési energia teljes felhasználásának lehetősége. Az egyébként hőleadással elvesző energiát így elektromos energiaként vissza lehet táplálni az egyenáramú hálózatba. Az energiatárolók későbbi felhasználásra összegyűjtik a fel nem használt energiát.
A fenntartható energiatermelés, az energia-visszanyerés és az energiatárolás kombinációja növeli a fenntarthatóságot a gyárban.

Munkatárs energiaadatokat megjelenítő táblagéppel

Az egyenáramú hálózat alkalmazásával az energiafogyasztási megtakarítások mellett anyag- és helymegtakarításra is van lehetőség. Az energiahatékonyságra vonatkozóan az energiaveszteségek jellemzően 2-4%-kal csökkenthetők azzal, hogy nem kell DC-AC átalakítókat használni. Ezt kiegészítve, a megfelelő energiatároló használatával a betáplált teljesítmény akár 80%-kal csökkenthető. A fékezési energia teljes felhasználása ezenkívül 15-20%-kal több energiamegtakarítást tesz lehetővé, az alkalmazástól függően.

Az egyenáramú alkalmazásban a rézfelhasználás akár 55%-kal csökkenhet, változatlan teljesítmény mellett. A szűkös energiaforrások világában ez jelentős. Az egyenáramú készülékek mérete ezenkívül jelentősen kisebb, mint az AC készülékeké. A kisebb anyagfelhasználás további helyet takarít meg.

Transzformátorállomás

Az egyenáram váltakozó árammá, illetve a váltakozó áram egyenárammá alakítása veszteségekkel jár, mivel az átalakításhoz energia szükséges. Ezzel nő az energiafelhasználás, ez pedig csökkenti az energiahatékonyságot. A DC-AC átalakítókhoz megfelelő hely is szükséges az alkalmazásban, ami az átalakítás kihagyásával felszabadul.

Ha a fogyasztók közvetlenül használhatják az egyenáramot, akkor az eddigi DC-AC-DC átalakításokra nincs szükség. Ezzel nő az energiahatékonyság, mivel egy tisztán egyenáramú hálózat jellemzően 2-4% energiát takarít meg az AC-hálózathoz viszonyítva. A fékezési energia felhasználásával és az egyenáram közvetlen tárolásával további megtakarítás lehetséges.

Egy munkatárs egy kapcsolószekrényen dolgozik

Egyenáramú alkalmazásokban ív keletkezhet, ami károsíthatja az érintkezőket és a ház részeit, a legrosszabb esetben pedig a felhasználóra is veszélyt jelenthet. Ez új megközelítést igényel a dugaszolható csatlakozók fejlesztésében. A Phoenix Contact kutatási projektek keretében különböző technológiákat fejlesztett ki az egyenáramú dugaszolható csatlakozókhoz. A dugaszolható csatlakozók kioldási technikáival olyan innovatív megoldásokat találtunk, amelyek megvédik a kezelőt a leválasztáskor keletkező elektromos ív veszélyeitől.

Az ODCA logója

Bízunk az egyenáramú hálózatokban A Phoenix Contact szakértő partner a DC-hálózatok ipari felhasználásának területén

Az ipar és a kutatás 39 partnerének egyikeként mi is részt veszünk a ZVEI DC-INDUSTRIE 2 elnevezésű kutatási projektjében, amelyet a Szövetségi Gazdasági és Klímavédelmi Minisztérium támogat.
A Phoenix Contact természetesen részt vesz az ODCA (Open Direct Current Alliance – Nyílt Egyenáram Szövetség) nevű közvetlen utódprojektben is.

Dr. Christian Helmig, a Field Device Connectors alelnöke és Dr. Martin Wetter, a Phoenix Contact GmbH & Co. KG fejlesztési ügyvezető alelnöke egy egyenáramú elosztó előtt

Az ipari termelés szükséges energetikai átalakulására és a megújuló energiák ehhez csatlakozó maximális kihasználására való tekintettel a munkaközösség a gyártóberendezések hatékony, biztonságos és robusztus egyenáramú energiaellátását tűzte ki célul.

A Phoenix Contact ebben a projektben a nemzeti és nemzetközi munkaközösségek keretében intenzíven kutatja az ipari egyenáramú hálózatok gyárautomatizálási felhasználását, különös tekintettel a jövőálló elektromos szerelésre.

Az egyik központi téma, amellyel a Phoenix Contact foglalkozik, például az egyenáramú dugaszolható csatlakozók területén az ívek kialakulásának megelőzése.

Munkatárs egy egyenáramú hálózattal ellátott épület tervezése közben

Az elmélettől a gyakorlatig

A Phoenix Contact még ennél is tovább lép, mert a kutatás önmagában nekünk nem elég. Vezető vállalatként az innováció terén és az elektromos szerelés szakértőiként mi szerettük volna megtenni az első lépést, ott akartunk lenni, tapasztalatot akartunk gyűjteni, és problémákat akartunk megoldani.
Ezért épült a saját egyenáramú hálózattal ellátott új 60-as épület a telephelyünkön. Ehhez természetesen a saját gyártmányainkat használjuk, és ennek keretében további egyenáramú táplálásra alkalmas egységeket fejlesztünk ki.

Az egyenáram mint a CO₂-semleges termelés úttörője
A 60-as épület – az egyenáramú hálózat mintapéldája
Az új blombergi 60-as épületnek saját ipari egyenáramú hálózata is van, és teljes mértékben kihasználja a megújuló energiaforrásokban rejlő lehetőségeket.
Ugrás a G60 egyenáramú alkalmazáshoz
A Phoenix Contact székhelye Blombergben (Észak-Rajna-Vesztfália)