産業におけるDCグリッド フエニックス・コンタクトの先進的なDCテクノロジにより、持続可能で再生可能なエネルギーの供給、保管、分岐が可能になります。安全なDCマイクログリッドアプリケーション向けのDCソリューションをご紹介します。

製造工場の従業員とDCグリッドの配置図

今すぐに、より持続可能になるための先進的なDCテクノロジ 持続可能性は単なるはやり言葉ではありません。常に当社のミッションでした。

フエニックス・コンタクトの、再生可能エネルギーが効率的に保管され流通する世界への道のりを共に歩みましょう。これにより電気エネルギーをいつでもどこでも使用できるようになります。フエニックス・コンタクトがマイクログリッドのDCテクノロジの安全な使用のためのコンセプトとソリューションに注力しているのはそのためです。

持続可能性はDCテクノロジを適切に使用することから始まります。

Vice President、Field Device ConnectorsのDr. Christian Helmigと、Executive Vice President、InnovationのDr. Martin Wetter - Phoenix Contact GmbH & Co. KG
フエニックス・コンタクトのVice President:Dr. Martin WetterとDr. Christian Helmig
自動車製造工場内のエンジニア

直流-未来の産業エネルギーシステム? 発電から保管と供給へ

現代の世界では、ほとんどの末端機器は既に直流電流(DC)で駆動されています。産業環境の充電ステーションと電気ドライブは、どちらも交流電流から発電された直流電流で運転されています。そのため、DC-INDUSTRIEプロジェクトとDC-INDUSTRIE 2プロジェクトに取り込むさまざまな企業は、統合されたDCベースのスマートグリッドを研究しました。

フエニックス・コンタクトの工作機械で作業する従業員

これは再生可能なエネルギー源で発電された直流電流を、グリッド内の機械やモータ、ベルトコンベアなどの負荷に、変換損失なく直接給電するという発想です。

DCグリッド内のネットワーク化により、システムの制動エネルギーを電力としてグリッドに供給し戻すこともできます。製造された余剰分は、バッテリーモジュールシステムに収集され、必要な時にグリッドに戻されます。これにより、供給電力を最大80%削減することができます。さらに、公共グリッド内のピーク負荷と負荷を両方削減することができます。

DCグリッドの特長

  • エネルギー回収、再生可能エネルギーの変換なしでの使用、またバッテリーモジュールを通してのエネルギー効率の向上
  • 最大55%銅の消費削減、機器コスト削減、フットプリントの小型化による資源の最適化
  • 給電ネットワークの故障による製造ダウンタイムの回避
  • エネルギーフローのインテリジェントな制御の基礎

産業におけるDCグリッドの一覧

インタラクティブイメージマップ:ステーションのある産業用DCグリッドの表現:太陽光、風力、バッテリーストレージシステム、Power-to-X、製造、オフィス
太陽光発電
太陽光発電システムは、再生可能エネルギーの発電に重要です。直流を発電するため、ACへの変換の必要がなくDCグリッドに効率的に統合することができます。供給管理、太陽光発電アプリケーション、屋上設置型太陽光発電向けのサージ保護など、あらゆる面でアドバイスをさせていただきます。
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太陽光発電
風力発電
風力タービン発電機からのエネルギ-は、DC/DCコンバータを使用して、DC中間回路から変換損失なしで、直接DCグリッド内に給電することができます。AC送電網によるカップリングは不要になります。 風力発電、モジュール型状態監視、雷電流測定向けのソリューションの詳細をこちらからご覧ください。
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風力発電
充電インフラ
充電ステーションをDCグリッドに双方向接続することにより、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も可能です。 DC充電テクノロジの製造者として、フエニックス・コンタクトは電気自動車向けのDC充電システムの開発および設置向けの機器を供給しています。DC充電ケーブル、DC充電コントローラ、DCパワーエレクトロニクスの詳細をご覧ください。
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充電インフラ
Power-to-X
ソーラープラントと風力発電所からの余剰エネルギーは、電気分解によって、燃料(power-to-Fuel)、水素とメタン(power-to-gas)、アンモニアとメタノール(power-to-liquid)などの化学品の生産に効率的に利用することができます。これらの物質は、電気エネルギーを生成するために使用され、バッテリーモジュールの役割を担います。バッテリーモジュールシステムにより、DCグリッドの安定性を確保します。電解も直流に基づいており、Power-to-XシステムのDCグリッドへの統合が効率的になります。 電気分解の監視、自動化、デジタル化向けのコンポーネントの詳細を今すぐご覧ください。
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Power-to-X
オフィスと照明
PCやディスプレイなどの多くのオフィス通信機器と、LED照明テクノロジには、内部にDC電圧が必要です。これらの負荷をAC送電網に接続するには、調整機能とDC中間回路を備えた電源ユニットが必要です。しかし、これらの負荷をDCグリッドに統合すると、電源ユニットの入力回路の大部分を節約することができます。これによりコンポーネント、重量、体積を節約することができます。
オフィスと照明
ロボットおよびコンベアベルト
DCモータは、DCグリッドのドライブとみなされます。しかし、以前使われていた三相モータも、周波数変換器内のDC中間回路を介してDCグリッドに効率的に統合することができます。これにより、特に高性能のロボットやベルトコンベアのピーク負荷を削減することができます。さらに、DCグリッドの制動エネルギーを、回復により効率的に回収することができます。
ロボットおよびコンベアベルト
バッテリーモジュールシステム
バッテリーモジュールシステムは、グDCグリッドのリッドをサポートするために使用されます。余剰エネルギーは、保存して必要な時に利用できます。バッテリーモジュールシステムの統合により、例えば大型機械の起動時のピーク負荷も軽減でき、公衆給電ネットワークを緩和することができます。 バッテリーモジュールシステム向けの革新的なソリューションをご紹介します。
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バッテリーモジュールシステム
AC送電網への接続
ACグリッドへの双方向接続により、AC送電網からDCグリッドへの電力供給と、余剰エネルギーをDCグリッドから公衆供給ネットワークに供給することが可能になります。
AC送電網への接続
グリッド管理
効率的なグリッド管理により、エネルギーフローのインテリジェントな制御が可能になります。データを解析することで、ボトルネックを特定して回避することができます。これは、利用可能なエネルギーを最大限に活用することに役立ちます。
グリッド管理

FAQ:DCテクノロジ

ソーラーシステムの隣にいる従業員
自動車製造工場内の上空から見た図
エネルギーデータを表示するタブレットを持つ従業員
変圧器ステーション
制御盤で作業する従業員
ソーラーシステムの隣にいる従業員

産業部門は特に、気候目標を達成するための適切なソリューションを探しています。気候変動の時代に、世界はエネルギーコストの上昇、乏しい資源、エネルギー需要の高まりに対処しています。この問題を解決する1つのアプローチは、工場においてAC送電網からDCグリッドに切り替えることです。再生可能な発電、バッテリーモジュール、エネルギー回収は、DCマイクログリッドに実装できる気候変動のキーワードです。これによりエネルギー消費を削減し、ピーク負荷を軽減(ピークシェービング)が実現します。その効果は給電ネットワークを軽減し安定させます。産業向けDCグリッドの設計は、持続可能な工業生産の未来のための1つのアプローチです。

自動車製造工場内の上空から見た図

DCベースのマイクログリッドでは、電力はカーボンニュートラルな製造からの再生可能エネルギーを効率的に統合することで発電されます。このエネルギーは、DCからACへの変換を行うことなく、DCグリッド内の負荷によって直接使用されます。プロセスは変換損失を節約し、その結果エネルギー消費を削減することができます。さらに、つり上げプロセスの制動エネルギーをすべて使用することが可能です。熱として失われるはずだったエネルギーを、電気エネルギーとしてDCグリッドに供給し戻すことができます。バッテリーモジュールは過剰DC電力を後で使用できるように収集します。
持続可能な発電、エネルギー回収、バッテリーモジュールを組み合わせることにより、工場における持続可能性が向上します。

エネルギーデータを表示するタブレットを持つ従業員

DCグリッドを使用することで、エネルギー消費の削減に加えて、材料とスペースも削減できる可能性があります。エネルギー効率の点では、エネルギー損失は、DC-AC変換を排除することで通常2~4%削減することができます。さらに、適切なバッテリーモジュールを使用することで、供給電力を最大80%削減することができます。制動エネルギーを完全に使用することよっても、アプリケーションに応じてさらに15~20%のエネルギー削減が可能です。

DCアプリケーションでの銅の使用は、パフォーマンスを犠牲にすることなく最大55%削減することができます。これは資源が十分ではない時期には重要です。またDC機器はAC機器より遙かに小型です。材料支出を削減することで、さらに省スペースを実現することもできます。

変圧器ステーション

直流電流を交流電流に、あるいは交流電流を直流電流に変換することには、変換にもエネルギーが必要なため損失が伴います。これによりエネルギー消費が増加し、その結果エネルギー効率が低下します。さらに、DC-ACインバータが必要です。そのためアプリケーション内に対応するスペースが必要です。このスペースは変換しないことで節約することができます。

直流電流を直接負荷に給電することで、これまでのDC-AC-DC変換の代わりになります。純粋なDCグリッドは、AC送電網と比較して、通常エネルギー消費が2~4%少ないため、これによりエネルギー効率が向上します。制動エネルギーを使用し、直流電流を直ちに保管することで、さらなる節約が可能です。

制御盤で作業する従業員

DCアプリケーションでは、電気アークによって接点やケース部品が損傷することがあり、最悪の場合ユーザーにも危害が及びます。このような状況下では、コネクタ開発への新しいアプローチが必要です。研究プロジェクトで、フエニックス・コンタクトによりDCコネクタ用のさまざまなテクノロジが開発されました。コネクタの消火テクニックにより、オペレータを電気アークの危険から保護するための革新的なアプローチが発見されています。

ODCAのロゴ

DCグリッドへの信頼 フエニックス・コンタクトは産業におけるDCグリッドの使用に関するエキスパート・パートナーです

当社は、産業と研究からの39のパートナーの1社として、ZVEIのDC-INDUSTRIE 2研究プロジェクトにも参加しました。これはドイツ連邦経済・気候保護省(German Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Action)が資金援助していました。
必然的に、フエニックス・コンタクトは直接的な継承プロジェクトであるODCA(Open Direct Current Alliance)にも関与しています。

DC分岐システムの前のVice President、Field Device ConnectorsのDr. Christian Helmigと、Executive Vice President、Innovation of Phoenix Contact GmbH & Co. KG のDr. Martin Wetter

工業生産において必要なエネルギー革命と、関連して再生可能エネルギーを最大限使用することに関しては、ワーキンググループは製造プラントに直流を効率的かつ安全で堅牢な方法で供給することを目標にしています。

フエニックス・コンタクトは国内外のタスクフォースに参加し、将来に備えた電気設備を中心に、産業用DCグリッドをファクトリーオートメーションで使用することに関して、徹底した研究を実施しています。

例えばフエニックス・コンタクトが取り組んでいる中心的のトピックの1つは、DCコネクタ分野のアーク放電の回避です。

DCグリッドのある建物を計画する従業員

理論から実践へ

フエニックス・コンタクトは、それでもさらに前進しています。研究のみでは十分ではないからです。電気設備のイノベーションをリードするエキスパートとして、最初のステップを踏み出し、存在感を示し、経験を積んで問題を解決したかったのです。
そのため、独自のDCグリッドを備えた新しいBuilding 60をキャンパス内に建設しました。当然、当社は自社製品を信頼し、プロジェクトの一環としてDC対応コンポーネントをさらに開発しています。

直流がカーボンニュートラルな製造を強化
Building 60 – DCグリッドの感動的な事例
ブロムベルク(Blomberg)にある新しいBuilding 60には、独自の産業用DCグリッドもあり、再生可能エネルギー形態の可能性をフル活用しています。
B60 DCアプリケーションへ
ドイツNRWのブロムベルク(Blomberg)にあるフエニックス・コンタクトの拠点