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La neutralità carbonica e la decarbonizzazione sono gli obiettivi globali che guidano anche Phoenix Contact. La visione della futura All Electric Society prevede un mondo in cui l'energia proveniente da risorse rinnovabili è disponibile in quantità sufficienti e a prezzi accessibili. Questa visione richiede piani sostenibili per l'alimentazione elettrica e l'accoppiamento settoriale, nonché una gestione intelligente dell'energia. Un approccio è l'espansione della DC Power Grid nell'industria.
Progetti di ricerca come DC Industry stanno già dimostrando i vantaggi dei sistemi a corrente continua nelle applicazioni industriali. L'utilizzo dell'energia di recupero, la trasmissione di energia più efficiente tra i settori e la conservazione delle risorse sensibili portano a un migliore bilancio energetico nella DC Power Grid.
In qualità di fornitore di componenti, sistemi e soluzioni nel campo dell'elettrotecnica, dell'elettronica e dell'automazione, vogliamo naturalmente testare personalmente i vantaggi di un'alimentazione in DC e la relativa migliore efficienza energetica, oltre a sviluppare soluzioni innovative.
È stato quindi ovvio per noi creare la nostra alimentazione in DC con i nostri componenti. Per la rete DC nel nostro nuovo edificio, la All Electric Society Factory a Blomberg, abbiamo sia utilizzato soluzioni esistenti che sviluppato nuovi componenti che possono essere utilizzati in una DC Power Grid di 650 V.
Nella All Electric Society Factory la DC Power Grid viene alimentata, tra le altre fonti, dalla rete AC pubblica e collega altri generatori e unità di accumulo con le utenze a corrente continua. Sia la produzione di energia rinnovabile tramite impianti fotovoltaici che l'accumulo di energia in batterie avvengono in corrente continua. Questo offre un grande vantaggio in termini di riduzione delle perdite di conversione e di risparmio di materiale nell'installazione e negli apparecchi.
La DC Power Grid collega impianti fotovoltaici, batterie di accumulo e stazioni di ricarica per la mobilità elettrica attraverso il livello di tensione di 650 V in un sistema TN. Inoltre, diversi sistemi IT a bassa tensione in corrente continua sono alimentati a 400 V da questa rete DC di 650 V. A questi sottosistemi DC da 400 V sono collegate utenze quali ad esempio illuminazione, circuiti di comando e impianti di produzione.
L'alimentazione in DC da 650 V è generata dall'alimentazione a bassa tensione in corrente alternata (alimentazione in AC) tramite moduli CHARX High Power. Il collegamento bidirezionale consente inoltre il ritorno dell'energia in eccesso degli ulteriori alimentatori nella rete di alimentazione pubblica.
Un impianto FV con una potenza di picco di 100 kW è collegato alla distribuzione principale di corrente continua a bassa tensione. La produzione di energia rinnovabile tramite impianti fotovoltaici si basa sulla corrente continua. La conversione DC-DC richiesta è particolarmente semplice utilizzando moduli di potenza CHARX in formato 19" con inseguimento MPP, poiché non è necessaria la sincronizzazione con un'alimentazione in AC. Il collegamento in rete intelligente di generatori e utenze con un sistema di gestione dell'energia (EMS) integra la produzione di energia volatile da impianti fotovoltaici con una batteria di accumulo in modo da ridurre al minimo l'afflusso di energia dalla rete pubblica.
Una batteria di accumulo da 300 kWh è integrata per compensare il fabbisogno di energia di lunga durata nella All Electric Society Factory. Come di consueto, si trova all'esterno dell'edificio per motivi di protezione antincendio e di assicurazione.
La batteria di accumulo può essere utilizzata per coprire i picchi di carico, la cosiddetta limatura del picco, ad esempio per l'avvio di grandi macchine. La batteria di accumulo può essere utilizzata anche in caso di interruzione della rete pubblica, garantendo così la stabilità e la sicurezza di alimentazione in tutta l'alimentazione in DC.
Il collegamento bidirezionale delle stazioni di ricarica elettrica alla rete DC di 650 V consente all'energia di fluire in due direzioni. Le batterie dei veicoli possono quindi essere caricate e utilizzate anche come accumulo a breve termine. In combinazione con l'intelligente controllore della serie PLCnext Control e un EMS (sistema di gestione dell'energia), è possibile coprire picchi di carico molto elevati a breve termine e contribuire alla qualità della rete.
Internamente, l'alimentazione in DC da 650 V alimenta le utenze delle installazioni fisse. Inoltre, i circuiti di corrente finale al livello di tensione di 400 V DC sono alimentati dall'alimentazione in DC da 650 V tramite convertitori isolanti, ad esempio per l'illuminazione e i collegamenti per i dispositivi mobili. Le sub-grid DC da 400 V sono quindi circuiti DC isolati (sistema IT DC).
Gli attuali dispositivi a tensione alternata a livello di bassa tensione AC richiedono internamente alimentatori con raddrizzatori e circuiti intermedi DC per alimentare PC, monitor e tecnologia di illuminazione a LED. Se questi dispositivi vengono alimentati direttamente da un'alimentazione in DC, è possibile risparmiare gran parte del peso e del volume dei circuiti di ingresso.
La tensione ridotta nei circuiti di corrente finale tiene conto della protezione delle persone in conformità alla norma DIN VDE 0100-410. Le reti informatiche sono monitorate per l'isolamento e vengono spente in caso di guasto.
I circuiti di corrente finale DC con i convertitori CHARX DC-DC possono essere utilizzati in potenti applicazioni industriali. Se è necessaria una tensione di alimentazione ausiliaria di 24 V DC, è possibile utilizzare gli alimentatori per guida DIN della famiglia QUINT POWER.
