Egyenáram, szenvedéllyel A helyi egyenáramú hálózatoknál akár 20% energiát is meg lehet takarítani, a megtermelt villamos energia közvetlenül tárolható, és csökkenteni lehet a kiépítésükhöz szükséges erőforrások mennyiségét.
A DC ikrek
Ők a Phoenix Contact egyenáramú technológiájának nyilvánosan szereplő arcai. Martin Wetter és Christian Helmig teljes mértékben elkötelezték magukat a Phoenix Contact eszményképe, az All Electric Society mellett. Ők teljesen biztosak abban, hogy az egyenáram értékes hozzájárulást nyújthat a fenntartható energetikai átalakulás sikeréhez.
Az egyenáram mindenhol jelen van
A mindennapi életben folyamatosan egyenfeszültség vesz körül minket. „Minden kijelzővel ellátott elektromos készülékben egyenáram rejtőzik, a mosógépektől az okostelefonokon át az autóelektronikáig. Minden elektromos hajtás általában egyenárammal működik. Minden akkumulátor egyenáramot tárol. Csak nagyon kevés olyan készülék van, amely közvetlenül váltakozó árammal működik, ilyenek például a régi kenyérpirítók vagy vasalók“, magyarázza Martin Wetter.
Christian Helmig pedig hozzáteszi: „Az egyenfeszültség ismét fontos témává vált a megújuló energiatermelés, különösen a napenergia révén. Legyen szó akár napenergiás modulokról, akár szélkerekekről, ezek a begyűjtött energiát először egyenárammá alakítják. Az elektromos járművekben pedig egyenáramú akkumulátorok hajtják a kerekeket.“
Napenergetikai mező az All Electric Society Factory tetején a Phoenix Contactnál
Az egyenáram előnyei
Vannak olyan nyomós érvek, amelyek Thomas Alva Edison kései utódai kezére játszanak: hatékonyság, tárolhatóság és erőforrások. Azonnal nyilvánvaló, hogy az energia minden átalakításakor annak egy része hő formájában elvész. Ha a villamos energia termelésének a szél vagy a Nap a forrása, akkor az kezdetben egyenfeszültségként áll rendelkezésre. A váltakozó árammá való alakítás az eredeti energia mintegy 20%-át felemészti. Ezt meg lehet takarítani, ha a megoldás az egyenáram világában marad.
A második előny a visszatáplálás, azaz a felesleges mozgási energia hasznosítása. „Ez különösen egyszerű az egyenáram esetében. És ez nem csak az elektromobilitásnál fontos, hanem számos ipari területen is, például a magasraktárak vagy az ipari robotok esetében. Az energia visszanyerhető, ha a mozgás lassul“, teszi hozzá Wetter innovációs menedzser. „A hatékonyság ezért az egyik legfontosabb kérdés, amikor az egyenáram fokozott használatáról van szó.“
A töltőoszlopokból egyenáram folyik az elektromos járművek hajtóakkumulátoraiba
A közvetlen tárolhatóság egy másik pluszpont. Az akkumulátorokból származó energia egyenáramú. Az egyenáramú rendszerek átalakítás nélkül közvetlenül akkumulátorokban tárolhatják vagy onnan nyerhetik ki az energiát. A rendszerek bonyolultsága csökken, ami viszont a hatékonyság növekedéséhez vezet.
Az erőforrásokkal való takarékosság hiányzik még, ami az anyagtakarékossággal kezdődik, mivel a szükséges rézvezetők lényegesen kisebb keresztmetszetűek lehetnek. A szükséges csatlakozási teljesítmény, azaz azon villamos energia mennyisége, amelyet a hálózatüzemeltető a szerződés szerint rendelkezésre bocsát, körülbelül kétharmadával kevesebb lehet, mint a hagyományos váltakozó áramú csatlakozás esetén. „Ezzel azonnal pénzt takaríthatunk meg, még mielőtt a gép egyáltalán elindulna“, magyarázza Christian Helmig.
Dr. Martin Wetter elmagyarázza a váltakozó áram előnyeit
A váltakozó áram előnyei
A váltakozó áram előnyei főként a nagy távolságokra történő energiaátvitel során mutatkoznak meg. Dr. Wetter: „Ha egy bizonyos teljesítményt akarok átvinni, akkor áramra és feszültségre van szükségem. Ha nagy teljesítményt akarok átvinni, akkor növelnem kell az áramot vagy a feszültséget, vagy mindkettőt. Az ilyen vezetékek átviteli veszteségei azonban kizárólag az áramtól függnek. Sőt, ezek még négyzetesen is növekednek, azaz az áram kétszerese négyszeres veszteséget jelent. Ezért van az, hogy nagy teljesítményt nagy távolságokra általában váltakozó árammal és nagy feszültséggel továbbítanak. Ez minimalizálja az átviteli veszteségeket. Az átalakítás egyszerű és rendkívül megbízható a megfelelő transzformátorokkal.“ A néhány nagy erőműből és csillag alakú elosztóhálózatokból álló hagyományos technikában tehát a váltakozó áram a jellemző.
A váltakozó áram a kezelhetőség szempontjából is magas pontszámot ér el. Martin Wetter megjegyzi: „Tulajdonképpen nincs olyan dolog, ami ne működne egyenárammal. Amit azonban a váltakozó áram területén elértünk, az a rendkívül magas biztonsági színvonal. Összehasonlításképpen: csak Németországban évente körülbelül 3000 ember hal meg a közúti közlekedésben. De csak 30 halálos áldozatot követel az áramütés, a hatalmas elterjedés ellenére.“
Dr. Christian Helmig elmagyarázza a DC és AC közötti különbségeket
Mi az oka annak, hogy az egyenárammal való foglalkozás még mindig a szakemberek területe? Christian Helmig elmagyarázza: „A mindennapi életben az egyenáram és a váltakozó áram közötti valódi különbség az, hogy a feszültségnek nincs nullátmenete. Ha a váltakozó feszültségű hálózatban egy üzemelő készüléket leválasztanak a hálózatról, akkor ív keletkezik. De ezt alig lehet észre venni, mivel csak a másodperc töredékéig tart. Az egyenáramnál sokkal éberebbnek kell lenni. Egy egyenfeszültség alatt álló készülék hálózatról történő leválasztása veszélyes elektromos ívet vált ki, amely komoly veszélyt jelent mind a felhasználóra, mind az anyagra nézve. Ezért a termékfejlesztésünk egyik célja az, hogy az egyenáramú technológiában is hasonló biztonsági szintet érjünk el, mint amilyet a végfelhasználó a váltakozó áramnál megszokott.“
ArcZero – dugaszolható csatlakozók egyenáramú hálózatokhoz
Az együttműködés erőssé teszi az egyenáramot
Itt jön Martin Wetter a képbe: „Az új teljesítményelektronikának köszönhetően most már lehetőségeink vannak arra, hogy újra kihasználjuk az egyenfeszültség előnyeit. Más meg is vannak az első olyan termékeink, amelyek kifejezetten az egyenáram közvetlen használatára irányulnak. De még mindig hiányzik a szabványosítás.“
Dr. Helmig hozzáteszi: „A mi ArcZero termékünk például az első olyan dugaszolható csatlakozó, amelyet kizárólag az egyenáramhoz fejlesztettünk ki. Az érintkezést felismerő áramkör integrálva van. Ha terhelés alatt kihúzom a dugaszt, akkor itt is elektromos ív keletkezik, de csak minimális, mert az áram működteti az áramkört.“
Wetter: „Ez megmutatja azt, hogy miért nem tudunk mindent azonnal egyenáramúvá átalakítani. Egy egyszerű dugasz és egy egyszerű csatlakozóaljzat konstrukciója sokkal költségesebb lenne az ugyanilyen működés eléréséhez. A váltakozó áram a világban egyszerűen már meggyökeresedett. Ezért alapító tagjai vagyunk az Open Direct Current Alliance (ODCA) szövetségnek is, amelyben már több, mint 70 vállalat egyesítette erőit a készülékekre vonatkozó szabványok kidolgozására. A rendszer gondolata fontosabb, mint az innovációk közötti egyéni verseny.“
Dr. Helmig és dr. Wetter meg van győződve a DC előnyeiről
Összegzés
Dr. Helmig bizakodik: „Ahogy a bemutatható esetek száma növekszik, úgy lesz egyre egyszerűbb ezt a technológiát használni. Időközben az ügyfelek érdeklődése folyamatosan növekszik. Sok ipari ügyfelünk szeretne többet megtudni azokról a tapasztalatokról, amelyeket az All Electric Society Factory üzemeltetése közben szerzünk, és meg is látogatnak minket.“
A két újító nem kételkedik küldetésük sikerében: „Hiszünk abban, hogy ennek a technológiának van értelme. Az előnyök nyilvánvalóak. Tökéletesen illeszkedik az All Electric Society teljesen elektromos társadalomról alkotott elképzelésünkhöz, így a kifejlesztendő termékek is kifizetődő befektetést jelentenek a jövőbe.“
Lépjen kapcsolatba szakértőinkkel!
További hozzájárulások
Egyenáramú hálózatok a szektorok összehangolásához
Az elektromobilitás, a napelemes rendszerek és az akkumulátoros tárolók forradalmasítják az ipart.
Akkumulátoros tároló, mint funkcionális megerősítő
A Phoenix Contact nyílt vezérléstechnikát alkalmaz az energia termelése, tárolása és további felhasználása közötti hézagok áthidalására.