DC送電網

G60 – DCグリッドの感動的な事例新しいBuilding 60は、再生可能なエネルギー形態の可能性をフル活用しています。この独自の産業用DCグリッドは、新しい高電圧DCテクノロジを研究するための土台となります。

ドイツNRWのフエニックス・コンタクトのブロムベルク（Blomberg）拠点にあるBuilding 60

課題

カーボンニュートラル性と脱炭素は世界的な目標であり、フエニックス・コンタクトもそれに邁進しています。All Electric Societyという将来のビジョンは、再生可能な資源からのエネルギーが、十分な量と手ごろな価格で利用可能になる世界のことです。このビジョンには、電源とセクターカップリング、それにインテリジェントなエネルギー管理のための持続可能なコンセプトが必要です。1つのアプローチは産業のDCグリッドを開発することです。
DC-INDUSTRIEなどの研究プロジェクトは、産業アプリケーションにおけるDCシステムのメリットを既に示しています。回復エネルギーの利用、セクター間のより効率的な電源供給、変動の大きい資源の保護により、DCグリッドにおけるより良いエネルギーバランスを実現することができます。

ソリューション DCグリッドを備えた独自のビル

当社は電気エンジニアリング、電子機器、オートメーションの分野のコンポーネント、システム、ソリューションのプロバイダーとして、DCグリッドのメリットと、それに関連する向上したエネルギー効率を自身で試し、革新的なソリューションも開発したいと思うのは当然のことです。
そのため、独自のDCグリッドを自社コンポーネントでセットアップすることも当然でした。ブロムベルク（Blomberg）の新しいBuilding 60のDCグリッドに既存のソリューションを使用し、650 V DCグリッドで使用できる新しいコンポーネントを開発しました。

Building 60のDCグリッドは、とりわけ公衆ACグリッドから給電され、他の発電機やストレージシステムをDC負荷に接続します。太陽光発電システムによる再生可能な発電と、バッテリーへのエネルギー保存の両方が、直流ベースです。つまり、変換損失の削減と設備と機器の材料節約によって、大きなメリットがあります。

DCグリッドは太陽光発電システム、バッテリーストレージシステム、E-Mobility充電ステーションを、TNシステムの650 V電圧レベル経由で接続します。さらに、この650 V DCグリッドは複数の低電圧ITシステムに400 Vで給電します。この400 V DCサブシステムは、照明、制御回路、製造システムなどの負荷に接続されています。

DCグリッドの詳細セクターカップリングにより安全な供給を確保

AC送電網からの電源入力

CHARX High Powerモジュールは、低電圧交流送電網（ACグリッド）から650 V DCグリッドに給電するのに使用されます。この双方向接続により、他の電源入力発電機からの余剰電力を、公衆供給ネットワークに戻すこともできます。

太陽光発電からの電源入力

ピーク電力100 kWの太陽光発電システムは、低電圧DC送電網に接続されています。太陽光発電による再生可能な発電は、直流ベースです。MPPトラッキング付きの19インチ形式のCHARX powerモジュールでは、AC送電網との同期が不要なため、必要なDC/DC変換が非常に容易になります。発電機と負荷をエネルギー管理システム（EMS）でインテリジェントにネットワーク化することにより、バッテリーストレージシステムを使用することで太陽光発電の変動しやすい性質を相殺できるため、公衆送電網からの電力の供給を最小化することができます。

バッテリーストレージシステム

Building 60の、より長期的な電力要件を補うため、A 240 kWhのバッテリーストレージシステムが統合されています。規格に従って、火災保護と保険の理由からビルの屋外に設置されています。
バッテリーストレージシステムは、例えば大型機械を起動する際に、ピーク負荷をカバーするのに使用され、ピークシェービングと言われます。バッテリーストレージシステムは、公衆グリッドの故障の際にも使用でき、DCグリッド全体の安定性と供給の安全保障を確保します。

E-Mobilityと充電インフラ

充電ステーションを650 V DCグリッドに双方向接続することにより、電気が2方向に流れます。つまり、EVバッテリーを充電でき、突然必要になった場合にはエネルギー貯蔵システムとして使用することができます。PLCnext Control製品ラインアップのインテリジェントな機器やEMS（エネルギー管理システム）と組み合わせると、非常に高いピーク負荷を短期間でカバーでき、グリッドの品質に貢献することができます。

DCグリッド内の負荷

常設施設で、650 V DCグリッドが社内の負荷に給電します。さらに、分岐回路は650 V DCグリッドから、例えば照明やモバイル機器の接続用に、400 V DC電圧レベルの絶縁コンバータ経由で給電されます。そのため400 VのサブDCグリッドは、絶縁DC回路です（DC-ITシステム）。
現在、AC低電圧レベルのAC電圧機器がPCやディスプレイ、LED照明テクノロジに給電するには、内部調整機能とDC中間回路を備えた電源が必要です。これらの機器がDCグリッドから直接給電されれば、電源入力回路の大部分の重量と体積を節約することができます。
分岐回路内の低電圧に関しては、DIN VDE 0100-410に基づく個人保護が考慮されています。ITシステムは、絶縁が監視され、エラー時には動作を停止します。
CHARX DC-DCコンバータを備えたDC分岐回路は、高性能産業用アプリケーションに使用することができます。QUINT POWER製品シリーズのDINレール電源は、24 V DCの補助電源電圧が必要なところで使用することができます。