La lungimirante tecnologia a corrente continua di Phoenix Contact consente l'immissione, l'accumulo e la distribuzione di energia sostenibile e rigenerativa. Scopri le nostre soluzioni DC per reti DC sicure.
Tecnologia DC innovativa per una maggiore sostenibilità già oggi
La sostenibilità è più di una parola d'ordine: è sempre stata la nostra missione.
Phoenix Contact ti apre le porte verso un mondo con energia prodotta in modo rigenerativo, stoccata e distribuita in modo efficiente. L'energia elettrica può così essere utilizzata in qualsiasi momento e in qualsiasi luogo. Ecco perché noi di Phoenix Contact ci concentriamo su concetti e soluzioni per l'uso sicuro della tecnologia DC nelle microgrid.
La sostenibilità inizia già con l'uso corretto della tecnologia DC.
La corrente continua: il sistema di energia industriale del futuro?
Dalla produzione, allo stoccaggio, all'alimentazione
Al giorno d'oggi, la maggior parte dei dispositivi terminali è già alimentata con corrente continua (DC, in inglese Direct Current). Sia le stazioni di ricarica che gli azionamenti elettrici negli ambienti industriali funzionano con corrente continua prodotta da corrente alternata. Per questo motivo, diverse aziende del progetto DC-INDUSTRIE e DC-INDUSTRIE 2 hanno lavorato allo sviluppo di una smart grid universale basata sulla corrente continua.
La corrente continua prodotta da fonti di energia rinnovabile fornisce direttamente elettricità alle utenze della rete, ad esempio macchine, motori o nastri trasportatori, riducendo le perdite di conversione.
Grazie al collegamento in rete nell'alimentazione in DC, è anche possibile reimmettere in rete l'energia di frenata di un impianto sotto forma di elettricità. Le eccedenze prodotte vengono raccolte in sistemi a batteria e, se necessario, alimentate nuovamente nella rete. Questo riduce la potenza di alimentazione fino all'80%. Inoltre, è possibile limitare sia il carico di picco che il carico sulla rete pubblica.
Vantaggi di un'alimentazione in DC
Aumento dell'efficienza energetica, grazie al recupero di energia, alle ridotte perdite di conversione e all'utilizzo senza conversione delle energie rinnovabili e agli accumuli
Ottimizzazione delle risorse grazie a una riduzione del consumo di rame fino al 55%, limitazione dei costi per i dispositivi e minore ingombro
Prevenzione di interruzioni della produzione dovute a guasti nella rete di alimentazione
Base per un controllo intelligente dei flussi di energia
Panoramica della DC Power Grid nel settore industriale
Energia solare
Gli impianti fotovoltaici sono importanti produttori di energia rinnovabile. Producono corrente continua e possono quindi essere integrati in modo efficiente in una rete DC senza necessità di conversione in corrente alternata. Saremo lieti di fornirti consulenza sui temi della gestione dell'alimentazione, delle applicazioni fotovoltaiche e della protezione contro le sovratensioni per gli impianti fotovoltaici sul tetto.
L'energia prodotta dagli impianti a energia eolica può essere immessa dal circuito intermedio in una rete DC mediante un DC/DC converter. L'accoppiamento tramite alimentazione in AC non è più necessario.
Qui troverai le nostre soluzioni per gli impianti a energia eolica, il monitoraggio dello stato modulare e la misurazione della corrente atmosferica.
Il collegamento bidirezionale delle stazioni di ricarica elettronica a una DC Power Grid consente di caricare le batterie dei veicoli e di utilizzarle anche come accumulo a breve termine.
In qualità di produttore di tecnologia di ricarica in DC, Phoenix Contact fornisce componenti per lo sviluppo e la costruzione di stazioni di ricarica in DC per auto elettriche. Informati ora sui cavi di ricarica in DC, sui controllori per la ricarica in DC e sull'elettronica di potenza in DC.
Le eccedenze di energia degli impianti fotovoltaici e a energia eolica possono essere usate in modo efficiente tramite elettrolisi per la produzione di combustibili (Power-to-Fuel), idrogeno e metano (Power-to-Gas), ammoniaca e metanolo (Power-to-Liquid) o altri prodotti chimici. Queste sostanze a loro volta vengono utilizzate per produrre energia elettrica, fungendo da batteria. Gli accumuli garantiscono la stabilità della DC Power Grid. Anche l'elettrolisi si basa sulla corrente continua, il che rende ragionevole l'integrazione degli impianti Power-to-X in una rete DC.
Informati ora sui componenti per il monitoraggio, l'automazione e la digitalizzazione dell'elettrolisi.
Molti dispositivi di comunicazione in ufficio, come PC e monitor, nonché la tecnologia di illuminazione a LED, richiedono internamente una tensione continua. Per collegare queste utenze a un'alimentazione in AC, sono necessari alimentatori con raddrizzatori e circuiti intermedi DC. Tuttavia, se queste utenze sono integrate in una rete DC, è possibile risparmiare una parte considerevole del circuito d'ingresso degli alimentatori. In questo modo si risparmiano componenti, peso e volume.
Nella DC Power Grid si utilizzano motori a corrente continua come azionamento. Tuttavia, anche i motori trifase utilizzati in precedenza possono essere integrati in modo efficiente in una DC Power Grid grazie al circuito intermedio dei convertitori di frequenza. In questo modo è possibile ridurre i picchi di carico, soprattutto con robot e nastri trasportatori potenti. Inoltre, l'energia di frenata può essere recuperata in modo efficiente in una DC Power Grid attraverso il recupero.
Le batterie di accumulo sono utilizzate come elemento di supporto alla rete DC. L'energia in eccesso può essere immagazzinata e resa disponibile quando serve. L'integrazione di batterie riduce anche i picchi di carico, ad esempio durante l'avvio di grandi macchine, e alleggerisce la rete di alimentazione pubblica.
Ti mostriamo soluzioni innovative per le batterie di accumulo.
Un collegamento bidirezionale all'alimentazione in AC consente sia l'alimentazione dalla rete AC alla rete DC, sia il recupero dell'energia in eccesso dalla DC Power Grid alla rete di alimentazione pubblica.
Grid Management
Una gestione della rete efficiente consente un controllo intelligente dei flussi di energia. I colli di bottiglia possono essere identificati ed evitati analizzando i dati. Ciò contribuisce a ottimizzare l'uso dell'energia disponibile.
FAQ: tecnologia a corrente continua
Il settore industriale, in particolare, è alla ricerca di soluzioni adeguate per il raggiungimento degli obiettivi climatici. In tempi di cambiamenti climatici, il mondo deve fare i conti con l'aumento dei costi energetici, la scarsità di risorse e la crescente domanda di energia. Un approccio per risolvere questo problema consiste nel passare da un'alimentazione in AC a un'alimentazione in DC in fabbrica. La produzione di energia rinnovabile, lo stoccaggio di energia e il recupero di energia sono parole chiave della svolta energetica che vengono implementate in una microgrid DC. In questo modo si riducono i consumi energetici e i picchi di carico (limatura del picco). Questo riduce il carico sulla rete di alimentazione, stabilizzandola. La progettazione di una alimentazione in DC nel settore industriale è un approccio per la produzione industriale sostenibile del futuro.
In una microgrid a corrente continua, l'energia elettrica viene prodotta attraverso l'integrazione efficiente di energie rinnovabili generate a emissioni zero. Con un'alimentazione in DC, questa energia viene utilizzata direttamente dalle utenze elettriche senza ulteriore conversione da DC ad AC. Ciò consente di evitare le perdite di conversione, riducendo quindi il consumo energetico. Inoltre, è possibile utilizzare l'intera energia di frenata dei processi di sollevamento. L'energia che altrimenti verrebbe dissipata in calore viene ora reimmessa nell'alimentazione in DC come energia elettrica. Gli accumuli raccolgono le eccedenze di corrente continua per utilizzarle successivamente. Una combinazione di produzione di energia sostenibile, recupero di energia e stoccaggio di energia garantisce una maggiore sostenibilità della fabbrica.
Oltre al risparmio sul consumo energetico, l'utilizzo dell'alimentazione in DC crea anche potenziali di risparmio di materiale e di spazio.
Le perdite di energia possono essere ridotte di circa il 6-8% eliminando le conversioni DC-AC. Inoltre, l'utilizzo di un accumulo idoneo permette di ridurre la potenza di alimentazione fino all'80% dalla rete pubblica. Lo sfruttamento completo dell'energia di frenata consente inoltre di risparmiare dal 15 al 20% di energia in più, a seconda dell'applicazione. Questi fattori aumentano significativamente l'efficienza energetica dell'alimentazione in DC rispetto all'alimentazione in AC.
Anche il potenziale di risparmio di materiale e di spazio è notevole. Nell'alimentazione in DC, a parità di potenza, è possibile risparmiare fino al 40% di rame e materiale isolante. In tempi di scarsità di risorse, questo è un dato significativo. Inoltre, i dispositivi in DC hanno dimensioni notevolmente inferiori rispetto ai dispositivi in AC. Il ridotto consumo di materiale consente di risparmiare ulteriore spazio.
La conversione della corrente continua in corrente alternata o della tensione continua in tensione alternata comporta delle perdite, poiché la conversione richiede energia. Questo aumenta il consumo di energia, a discapito quindi dell'efficienza energetica. Inoltre, sono necessari convertitori DC-AC che richiedono uno spazio corrispondente nell'applicazione, che viene risparmiato evitando la conversione.
L'uso diretto della corrente continua per le utenze rende superflue le conversioni DC-AC-DC finora imprescindibili. Ciò aumenta l'efficienza energetica, in quanto un'alimentazione in DC esclusiva risparmia in genere dal 6 all'8% di energia rispetto a un'alimentazione in AC. Ulteriori risparmi sono possibili grazie all'utilizzo dell'energia di frenata e allo stoccaggio diretto della corrente continua.
Nelle applicazioni in corrente continua, un arco voltaico può causare danni ai contatti e alle parti della custodia, nel peggiore dei casi rappresentando un pericolo anche per gli operatori. Ciò richiede un nuovo approccio per lo sviluppo di connettori. Nell'ambito di progetti di ricerca, Phoenix Contact ha sviluppato diverse tecnologie per i connettori DC. Con le tecniche di spegnimento nei connettori, ora sono stati trovati approcci innovativi per proteggere gli operatori dai pericoli dell'arco voltaico di separazione.
Ci affidiamo alla DC Power Grid
Phoenix Contact è un partner competente per l'utilizzo di reti DC nel settore industriale
Essendo uno dei 39 partner dell'industria e della ricerca, anche noi facciamo parte del progetto DC-INDUSTRIE 2 di ZVEI, finanziato dal Ministero federale dell'economia e della protezione del clima tedesco. In qualità di membro fondatore e membro del CdA, Phoenix Contact è naturalmente coinvolta anche nella conseguente commissione, la ODCA (Open Direct Current Alliance).
Per quanto riguarda la necessaria transizione energetica nella produzione industriale e il conseguente massimo sfruttamento delle energie rinnovabili, il progetto si è posto l'obiettivo di alimentare in maniera efficiente, sicura e stabile gli impianti produttivi in corrente continua.
Phoenix Contact partecipa a comitati e gruppi di lavoro nazionali e internazionali e conduce un'intensa attività di ricerca sull'uso della DC Power Grid industriale nell'automazione di fabbrica, con particolare attenzione a impianti elettrici orientati al futuro. Uno dei problemi principali che Phoenix Contact sta affrontando, ad esempio, è la prevenzione degli archi voltaici nell'ambito dei connettori DC.
Dalla teoria alla pratica
Alimentazione in DC nella produzione e negli edifici
Phoenix Contact va però oltre, perché la ricerca da sola non basta. In qualità di leader nell'innovazione ed esperti di installazione di impianti elettrici, volevamo fare il primo passo, essere presenti in prima persona, fare esperienza e risolvere i problemi. Un'area di applicazione promettente per l'alimentazione in DC è il settore della produzione di automobili. Quando uno dei nostri partner dell'ODCA ha pianificato l'installazione di un'alimentazione in DC come sistema di prova, siamo stati in grado di fornire un rapido supporto con i nostri componenti compatibili con la corrente continua.
Anche nel nostro stesso campus di Blomberg abbiamo installato nel nuovo edificio, la All Electric Society Factory, una DC Power Grid. Dalla progettazione all'installazione finita, è stato creato un modello per una rete DC industriale. Naturalmente, ci affidiamo in tal caso ai nostri prodotti sviluppando ulteriori componenti compatibili con l'alimentazione in DC. Grazie alla continua ricerca e allo sviluppo dei nostri prodotti e delle nostre soluzioni, creiamo una fornitura di energia sostenibile ed efficiente che soddisfa i requisiti dell'industria moderna.
In qualità di precursore della All Electric Society, le tecnologie e le soluzioni sviluppate nella All Electric Society Factory sono innovative e ovviamente disponibili anche per i nostri clienti.
La corrente continua come precursore di una produzione a emissioni zero di CO₂
La All Electric Society Factory: un ottimo esempio di rete DC
Anche il nuovo edificio situato a Blomberg dispone di una propria DC Power Grid industriale e sfrutta appieno il potenziale delle forme di energia rinnovabile.