All Electric Society의 핵심 기술

Manufacturing-X라고도 하는 산업 디지털화의 맥락에서 봤을 때 AAS(자산 관리 셸)는 어셈블리 내 장치의 디지털 트윈으로 설명될 수 있습니다.

AAS의 핵심 특성은 표준화된 방식으로 데이터 공간을 제공하는 것입니다. 이러한 표준화는 다양한 컴포넌트 및 시스템과 제조업체 간 데이터 교환을 위한 기반을 제공합니다. 그러나 AAS는 인터페이스를 포함할 뿐만 아니라 주요 탄소 수치에도 사용될 수 있습니다. 디지털 트윈은 모든 인터페이스와 속성을 표준화된 방식으로 제공함으로써 특히 섹터 커플링, 특히 일관된 가치 사슬 및 네트워크 시스템 측면에서 새로운 연결 방식을 제시합니다.

오래전부터 해커들은 더 이상 IT 세계에만 집중하지 않았습니다. 운영 기술, 줄여서 OT도 그들의 타깃이 되고 있습니다. 그리고 All Electric Society에는 네트워크로 연결된 인텔리전트 시스템이 필요하기 때문에 이러한 발전은 점점 더 중요해지고 있습니다.

산업 보안의 역할은 이러한 시스템 솔루션을 종합적으로 보호하는 것입니다. 이상적으로라면 자동화 솔루션은 처음부터 사이버 공격으로부터 보호되어야 합니다. 에를 들면 이러한 솔루션에는 TÜV 보안 요구 사항에 따라 인증된 PLCnext Control 제품군의 장치가 포함됩니다. 결국 테스트 완료된 모든 기능을 통해 전체 시스템을 더욱 쉽고 빠르게 보호할 수 있습니다. 여기에는 애플리케이션 수준에서의 고객과의 긴밀한 협력도 포함됩니다.

불안정한 전력 소비량을 보상하는 데 도움이 되는 피드-인 관리는 미래에도 사용 가능한 그리드 및 관련 섹터 커플링을 위한 핵심 기술입니다. 이를 통해 PV 시스템, 열병합 발전소, 풍력 발전 시설 등과 같은 분산 발전 시스템을 전원 그리드에 안전하게 통합할 수 있습니다.

이 경우 생성된 전력을 그리드에 공급하여 그리드가 과부하되거나 불안정해지지 않도록 하는 것이 중요합니다. 그리드 운영자는 주전원 주파수 및 전압은 물론이고 유효 및 무효 전력 활용에 대한 명확한 사양을 제공합니다. 피닉스컨택트의 피드-인 컨트롤러는 규제된 피드-인 문제를 극복하는 데 도움이 됩니다. 피드-인 전원을 정밀하게 제어하면 재생 가능한 에너지원의 효율적인 통합뿐만 아니라 섹터 간의 성공적인 커플링도 가능합니다.

풍력과 태양광 전력은 날씨에 따라 달라집니다. 따라서 자연 환경의 변동에 영향을 받지 않고 지속적으로 전력을 공급하는 에너지 저장 시스템이 필요합니다. 이 시스템은 수요가 적은 시간에 초과 에너지를 저장하고 피크 시간에 방출함으로써 에너지 관리를 최적화합니다. 이는 기존의 피크 부하 발전소에 대한 필요성을 줄여 그리드를 안정화하는 데 도움이 됩니다.

에너지 저장 시스템은 재생 에너지 시스템으로의 전환을 가능하게 하고, 지속 가능한 인프라 개발을 촉진하며 탄소 배출 감소에 기여합니다. 현재 이용할 수 있는 에너지를 나중에 필요할 때를 위해 물리적 및 화학적으로 저장하는 여러 가지 방법이 있습니다. 배터리 저장 시스템, 스토리지 파워 스테이션, 커패시터 등의 에너지 저장 시스템은 지속 가능하고 전기화된 미래를 위해 매우 중요합니다.

태양광 시스템, 풍력 발전 시설 및 기타 소스를 통한 분산형 발전의 증가는 그리드 인프라의 아성을 위협하고 있습니다. 유연하고 미래 지향적인 전력 분배를 보장하기 위해서는 전원 그리드를 비용 효율적으로 확장하고 디지털화해야 합니다. 왜냐하면 에너지 흐름의 정밀한 제어를 통한 병목 현상의 방지가 All Electric Society의 핵심이기 때문입니다. 소비 및 발전 데이터의 분석은 비용 효율적인 인프라 개발과 지속 가능한 전력 분배를 보장합니다.

AC 또는 DC에 상관없이 일반적으로 하나의 에너지 형태에서 다른 형태의 에너지로 전기를 변환하는 모든 작업은 어느 쪽에도 이익이 되지 않는 사업과 같습니다. 이는 특히 생산자와 구매자 사이의 경계가 점점 더 모호해지는 All Electric Society에서 중요성이 커지고 있습니다.

변환 손실을 제한하기 위해 우리는 섹터 커플링에 DC 그리드를 사용합니다. DC 그리드의 장점은 분명한 효율성 개선, 수율 증가, 설치 단순화입니다 예를 들면, 주전원에서 정류기를 제거할 수 있기 때문에 재생 가능한 에너지원을 더 쉽게 통합할 수 있습니다. DC 그리드의 또 다른 장점은 제동 과정에서 전기 모터가 발전기의 역활을 하면 제동 에너지를 더 쉽게 회수할 수 있다는 것입니다.

데이터는 투명성을 창출합니다. 데이터를 통해 상호 연결된 하위 프로세스 내의 상호 작용을 보여주는 정보를 얻을 수 있습니다. 데이터 교환에는 의사 소통이 필요합니다. 그리고 이와 관련하여 자동화 기술은 구조적 변화를 겪고 있습니다. 다양한 공공 애플리케이션의 통신 기술이 생산 현장에 점점 더 많이 도입되고 있습니다. 이에 대한 예는 원래는 차량의 멀티미디어 애플리케이션을 연결하기 위해 개발된 두 번째 SPE(Single Pair Ethernet)인 TSN(Time Sensitive Networking)입니다.

All Electric Society에서 이러한 기술은 특별히 개발된 칩 없이도 커플링된 섹터 간의 통신을 향상시킵니다. 앞으로는 대량 생산에 의한 원가 절감으로 인해 맞춤형 커뮤니케이션이 더욱 쉬워지고 비용 효율성도 높아질 것입니다.

운송의 전기화는 All Electric Society의 핵심이며, 이를 위해서는 풀 커버리지와 인텔리전트 충전 인프라가 필요합니다. 이는 충전 시설의 효율적인 사용을 위한 전제 조건인 지능형 부하 관리 시스템을 특징으로 합니다.

이러한 시스템은 고전력 충전(HPC)을 통한 고속 충전뿐만 아니라 Vehicle-to-Grid 개념의 양방향 충전도 가능합니다. 이는 전기차가 에너지를 받아들이고 저장할 수 있을 뿐만 아니라 필요할 때 이를 그리드에 다시 공급할 수도 있기 때문입니다. 피닉스컨택트의 인텔리전트 CHARX control 충전 컨트롤러는 우선 순위에 따라 에너지를 공급하여 그리드 안정화와 재생 에너지 통합에 기여하는 방법을 보여주는 대표적인 예입니다.

피크 절감 및 부하 시프팅은 효과적인 부하 관리를 위한 핵심 용어입니다. 두 가지 방법 모두 전원 그리드에서 값비싼 피크 부하를 방지합니다. 피크 절감의 경우, 에너지 저장 시스템의 목표에 따른 사용과 지속 가능한 에너지 관리를 통해 피크 부하가 감소합니다 반면, 부하 시프팅의 경우 목표는 에너지 소비 최고치를 수요가 낮은 시간으로 옮기는 것입니다.

이를 위해서는 포괄적인 에너지 모니터링 등을 통해 초기 단계에서 예상되는 필요 수량에 대한 아이디어를 얻는 것이 중요합니다. 부하 관리는 파워 서플라이의 효율성을 촉진하고 All Electric Society의 현대적인 에너지 인프라 설계에 기여합니다.

All Electric Society의 핵심 과제는 재생 가능한 에너지원에서 생성된 전기를 운송 가능하고 내구성이 뛰어나게 만들어 시간과 관계없이 언제든지 사용할 수 있게 만드는 것입니다.

이를 수행하는 한 가지 방법은 과도한 풍력 및 태양광 전력으로 녹색 수소를 전기 분해하는 것입니다. 수소는 운반 및 저장이 가능할 뿐만 아니라 메탄올, 암모니아 등과 같은 연료 합성의 기초가 되기도 합니다. 더욱이, 수소는 프로세스 산업에서 중요한 요소입니다. 수소는 제철소에서 사용하는 무연탄에서 추출한 코크스를 대체하여 철강 생산을 효과적으로 탈탄소화하는 데 필수적입니다. 그리고 연료 전지의 "연료"로 사용될 때 수소의 산화를 제어하면 많은 전기 및 열 에너지가 생성됩니다. 에너지가 필요할 때 이 두 가지 형태의 에너지를 모두 사용할 수 있습니다.