Corrente continua per passione Le DC Power Grid possono far risparmiare fino al 20% di energia, rendono direttamente immagazzinabile l'elettricità prodotta e riducono la quantità di risorse necessarie per la loro realizzazione.
DC Twins
Sono i fiori all'occhiello della tecnologia a corrente continua di Phoenix Contact. Martin Wetter e Christian Helmig sono pienamente impegnati nella missione di Phoenix Contact, la All Electric Society. E la corrente continua, ne sono certi, può dare un valido contributo al successo della transizione energetica sostenibile.
È ovunque
Nella vita quotidiana utilizziamo ovunque la tensione continua. "Ogni dispositivo elettrico dotato di display, dalle lavatrici agli smartphone fino all'elettronica delle auto, funziona con la corrente continua. In generale, ogni azionamento elettrico funziona con la corrente continua. E ogni batteria immagazzina corrente continua. Sono pochissimi gli elettrodomestici che funzionano direttamente con la corrente alternata, come i vecchi tostapane o i ferri da stiro" spiega Martin Wetter.
Christian Helmig aggiunge: "La tensione continua è tornata ad essere un problema importante grazie ai produttori di energia rinnovabile, soprattutto di quella solare. Sia nei moduli fotovoltaici sia nelle turbine eoliche, l'energia catturata viene prima convertita in corrente continua. E nei veicoli elettrici, le batterie con corrente continua azionano le ruote".
Campo fotovoltaico sul tetto della All Electric Society Factory di Phoenix Contact
Vantaggi della corrente continua
Ci sono argomenti tangibili che favoriscono i successori di Thomas Alva Edison: efficienza, stoccaggio e risorse. È subito evidente che ad ogni trasformazione di energia, una parte di essa viene persa sotto forma di calore. Se l'elettricità è generata dal vento o dal sole, inizialmente è disponibile in tensione continua. La conversione in corrente alternata "consuma" circa il 20% dell'energia originale. È una percentuale che può essere risparmiata se si rimane nella sfera della corrente continua.
Il secondo vantaggio è il recupero, cioè l'utilizzo dell'energia cinetica in eccesso. "È particolarmente facile con la corrente continua. E questo non è importante solo per la mobilità elettrica, ma anche in molte aree industriali, come i magazzini a grandi altezze o i robot industriali. L'energia viene recuperata quando il movimento si riduce" aggiunge Wetter, responsabile dell'innovazione. "L'efficienza è quindi una delle questioni chiave quando si tratta di aumentare l'uso della corrente continua".
La corrente continua passa dalle stazioni di ricarica alle batterie di trazione dei veicoli elettrici
Lo stoccaggio diretto è un altro punto a favore. L'energia prodotta dalle batterie è in corrente continua. I sistemi a corrente continua possono immagazzinare o recuperare l'energia direttamente nelle batterie senza bisogno di convertirla. La complessità dei sistemi diminuisce e ciò comporta un aumento dell'efficienza.
Ciò che ancora manca è la conservazione delle risorse, che inizia con il risparmio di materiale, dato che i conduttori in rame necessari hanno sezioni significativamente più piccole. Inoltre, la potenza impegnata richiesta, cioè la quantità di energia elettrica che il gestore di rete deve fornire per contratto, può essere inferiore di circa due terzi rispetto a un collegamento convenzionale in corrente alternata. "In questo modo si risparmia immediatamente, anche prima che una macchina sia in funzione" spiega Christian Helmig.
Martin Wetter spiega i vantaggi della corrente alternata
Vantaggi della corrente alternata
La corrente alternata mostra i suoi vantaggi nella trasmissione di energia su lunghe distanze. Wetter: "Se voglio trasmettere una certa quantità di potenza, ho bisogno di corrente per tensione. Se voglio trasmettere molta potenza, devo aumentare o la corrente o la tensione o entrambe. Tuttavia, la perdita di trasmissione su tali linee dipende esclusivamente dalla corrente. Aumentano addirittura al quadrato, cioè il doppio della corrente equivale a quattro volte le perdite. È per questo che l'alta potenza viene trasmessa su lunghe distanze con corrente alternata e tensioni elevate. In questo modo si riduce al minimo la perdita di trasmissione. Con i trasformatori appropriati la conversione è semplice ed estremamente affidabile". Nella classica tecnologia delle reti di distribuzione con poche grandi centrali elettriche e una distribuzione a stella, la corrente alternata è quindi all'ordine del giorno.
Anche la corrente alternata ottiene un punteggio elevato in termini di maneggevolezza. Martin Wetter commenta: "In realtà non c'è nulla che non possa funzionare con la corrente continua. Ciò che abbiamo ottenuto nel campo della corrente alternata, tuttavia, è uno standard di sicurezza estremamente elevato. Per fare un confronto: solo in Germania, ogni anno muoiono sulle strade circa 3.000 persone. Ma solo 30 sono i morti per scosse elettriche, nonostante l'enorme diffusione".
Christian Helmig spiega le differenze tra DC e AC
Perché il lavoro con la corrente continua è ancora appannaggio dei tecnici? Christian Helmig spiega: "La vera differenza tra la corrente continua (DC) e la corrente alternata (AC) nella vita quotidiana è l'assenza del punto zero di tensione. Se un apparecchio in funzione viene scollegato da una rete a tensione alternata, si crea un arco voltaico. Che però quasi non si nota, perché dura solo una frazione di secondo. Con la corrente continua bisogna fare molta più attenzione. Lo scollegamento di un apparecchio dalla rete elettrica in presenza di tensione continua innesca un pericoloso arco voltaico che rappresenta un rischio enorme sia per l'utente sia per il materiale. Ecco perché uno dei nostri obiettivi di sviluppo del prodotto è quello che la tecnologia per la corrente continua raggiunga un livello di sicurezza simile a quello a cui l'utente finale è abituato con la corrente alternata".
ArcZero - Connettori per DC Power Grid
La cooperazione rafforza l'uso della corrente continua
È qui che entra in gioco Martin Wetter: "Grazie alla nuova elettronica di potenza, ora abbiamo la possibilità di sfruttare nuovamente i vantaggi della tensione continua. E abbiamo i nostri primi prodotti specificamente destinati all'uso diretto della corrente continua. Ma manca ancora la standardizzazione".
Helmig aggiunge: "ArcZero, ad esempio, è il nostro primo connettore sviluppato esclusivamente per la corrente continua. È un circuito integrato che riconosce il contatto. Se tiro la spina sotto carico, anche qui si crea un arco voltaico, ma è minimo perché è la corrente a innescare il circuito".
Wetter: "Questo dimostra perché non possiamo convertire subito tutto in corrente continua. Per ottenere la stessa maneggevolezza, una semplice spina e una semplice presa di corrente avranno un design molto più complesso. Il mondo della corrente alternata è ormai stabilito. Per questo motivo siamo anche membri fondatori della Open Direct Current Alliance (ODCA), in cui più di 70 aziende hanno già unito le forze per sviluppare standard per i dispositivi. Il concetto di sistema è più importante della competizione individuale tra le innovazioni".
La corrente continua ha conquistato Helmig e Wetter
Conclusione
Helmig è fiducioso: "Con l'aumento del numero di show case, sarà sempre più facile utilizzare questa tecnologia. Nel frattempo, l'interesse dei clienti è in continua crescita. Molti dei nostri clienti aziendali vogliono saperne di più sulle esperienze che stiamo realizzando nella All Electric Society Factory e ci vengono persino a trovare".
I due innovatori non hanno dubbi sul successo della loro missione: "Crediamo che questa tecnologia abbia mercato. I vantaggi sono tangibili. Si inserisce perfettamente nella nostra visione di una All Electric Society, per cui i prodotti che verranno sviluppati sono anche validi investimenti per il futuro".
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