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.
Alimentazione in DC nel settore industriale La tecnologia DC orientata al futuro di Phoenix Contact consente l'immissione, l'accumulo e la distribuzione di energia sostenibile e rigenerativa. Scopri le nostre soluzioni DC per applicazioni microgrid 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, senza 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, 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 dell'alimentazione in DC nel settore industriale
FAQ: tecnologia a corrente continua
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. In termini di efficienza energetica, generalmente le perdite di energia possono essere ridotte del 2 - 4% eliminando le conversioni DC-AC. Inoltre, l'utilizzo di un accumulo idoneo permette di ridurre la potenza di alimentazione fino all'80%. Lo sfruttamento completo dell'energia di frenata consente anche di risparmiare il 15 - 20% di energia in più, a seconda dell'applicazione.
In un'applicazione in corrente continua, l'uso del rame può essere ridotto fino al 55%, a parità di potenza. 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 il 2 - 4% 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 all'alimentazione in DC Phoenix Contact è un partner competente per l'utilizzo di grid DC nel settore industriale
Essendo uno dei 39 partner dell'industria e della ricerca, anche noi facciamo parte del progetto di ricerca DC-INDUSTRIE 2 dello ZVEI, finanziato dal Ministero federale dell'economia e della protezione del clima tedesco.
Phoenix Contact è naturalmente coinvolta anche nel progetto di successione diretta 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 un'alimentazione elettrica efficiente, sicura e stabile per 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 dell'alimentazione in DC industriale nell'automazione di fabbrica, con particolare attenzione a installazioni di impianti elettrici a prova di futuro.
Uno dei problemi principali che Phoenix Contact sta affrontando, ad esempio, è la prevenzione degli archi voltaici nell'area dei connettori DC.
Dalla teoria alla pratica
Phoenix Contact va però oltre, perché la ricerca da sola non ci 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.
Per questo motivo il nuovo Edificio 60 è stato costruito nel nostro campus, che dispone di una propria grid DC. Naturalmente, ci affidiamo ai nostri prodotti sviluppando ulteriori componenti compatibili con l'alimentazione in DC.