DC 전원 그리드

G60 – DC 그리드의 전력 공급 예 피닉스컨택트의 새로운 Building 60은 재생 가능한 형태의 에너지가 가지고 있는 잠재력을 최대한 활용합니다. 피닉스컨택트가 자체적으로 소유한 이 산업용 DC 그리드는 새로운 고전압 DC 기술 연구를 위한 플랫폼을 제공합니다.

독일 NRW에 위치한 피닉스컨택트 Blomberg 지사의 Building 60
새로운 Building 60 및 DC 그리드를 계획하는 직원

과제

탄소 중립 및 탈탄소화는 피닉스컨택트가 추진하는 글로벌 목표이기도 합니다. All Electric Society의 미래 비전이 제시하는 세상은 재생 가능한 자원의 에너지를 충분한 양과 경제적인 가격으로 사용할 수 있는 세상입니다. 이 비전을 위해서는 인텔리전트 에너지 관리와 함께 전원 공급 및 섹터 커플링을 위한 지속 가능한 개념이 필요합니다. 한 가지 접근 방식은 해당 산업 분야에서 DC 그리드를 개발하는 것입니다.
DC-INDUSTRIE와 같은 연구 프로젝트는 산업 애플리케이션에서 DC 시스템의 이점을 입증하고 있습니다. 회생 에너지의 사용, 보다 효율적인 섹터 간 전력 전송, 변동성 자원의 보존을 통해 DC 그리드의 에너지 밸런스가 향상됩니다.

Building 60 건설 현장의 직원들

솔루션 DC 그리드가 있는 전용 건물

전기 엔지니어링, 전자 장치 및 자동화 분야의 컴포넌트, 시스템 및 솔루션 제공업체인 피는스컨택트는 자연스럽게 DC 그리드의 장점과 그에 따른 높은 에너지 효율성을 직접 시험해보고 혁신적인 솔루션도 개발하게 되었습니다.
따라서 우리가 자체 개발한 컴포넌트를 사용하여 우리 자신의 DC 그리드를 만든 것은 당연한 결과였습니다. 우리는 Blomberg의 새로운 Building 60에서 DC 그리드에 기존의 솔루션을 사용했고 650 V DC 그리드에 사용할 수 있는 새로운 컴포넌트를 개발했습니다.

건물 옥상 테라스를 가로질러 걸어가며 먼 곳을 바라보는 직원 3명

Building 60의 DC 그리드는 공공 AC 그리드에서 전원이 공급되며 다른 발전기와 저장 시스템을 DC 부하에 연결합니다 PV 시스템을 통한 재생 가능한 전력 생산과 배터리에 에너지를 저장하는 방식은 모두 직류 기반입니다. 이는 설치 및 장치에서 변환 손실의 감소와 자원 절약을 통해 상당한 이점을 얻을 수 있음을 의미합니다.

DC 그리드는 TN 시스템의 650 V 전압 레벨을 통해 PV 시스템, 배터리 저장 시스템 및 e-mobility 충전소를 연결합니다. 또한 이 650 V DC 그리드는 여러 저전압 IT 시스템에 400 V를 공급합니다. 이러한 400 V DC 하위 시스템은 조명, 제어 회로, 생산 시스템과 같은 부하에 연결됩니다.

DC 그리드 세부 정보 안전한 공급을 보장하는 섹터 커플링

전력선이 연결된 고전압 철탑
Building 60의 PV 루프탑 시스템
Building 60 앞의 배터리 저장 시스템
Building 60 앞의 전기차 충전소
사무실의 유리 싱크탱크
전력선이 연결된 고전압 철탑

CHARX 고전력 모듈은 저전압 교류 그리드(AC 그리드)에서 650 V DC 그리드를 공급하는 데 사용됩니다. 또한 이러한 양방향 연결을 통해 다른 피드-인 발전기의 잉여 전력을 공공 공급 네트워크로 피드-백할 수도 있습니다.

Building 60의 PV 루프탑 시스템

100kW 피크 PV 시스템은 저전압 DC 배전 그리드에 연결됩니다. PV를 통한 재생 가능한 전력 생산은 직류에 기반합니다. MPP 추적 기능이 있는 19인치 포맷의 CHARX power 모듈을 사용하면 AC 전원 그리드과 동기화할 필요가 없기 때문에 필수 작업인 DC/DC 변환이 특히 쉬워집니다. 에너지 관리 시스템(EMS)을 사용한 발전기와 부하의 인텔리전트 네트워킹은 배터리 저장 시스템을 사용하는 PV를 통해 전력 생산의 불안정한 특성을 통합하여 공공 전원 공급 그리드로부터의 전기 공급을 최소화합니다.

Building 60 앞의 배터리 저장 시스템

더 오래 지속되는 전력에 대한 요구 사항을 보완하기 위해 240 kWh 배터리 저장 시스템이 Building 60에 통합되었습니다. 배터리 저장 시스템은 표준에 따른 화재 예방과 보험 관련 이유로 건물 외부에 위치합니다.
예를 들면, 대형 기계의 시동 시 배터리 저장 시스템을 사용하여 피크 부하(피크 절감)를 처리할 수 있습니다. 공공 전력망에 장애가 발생한 경우에도 배터리 저장 시스템을 사용할 수 있기 때문에 전체 DC 전원 그리드의 공급 안정성과 보안이 보장됩니다.

Building 60 앞의 전기차 충전소

전기 충전소를 650 V DC 그리드에 양방향으로 연결하면 전기가 두 방향으로 흐를 수 있습니다 이는 차량 배터리를 짧은 시간 내에 충전하여 에너지 저장 시스템으로 사용할 수 있음을 의미합니다. PLCnext Control 제품군의 인텔리전트 장치와 EMS(에너지 관리 시스템)를 결합하면 매우 높은 피크 부하를 단기간에 처리하고 그리드 품질에 기여할 수 있습니다.

사무실의 유리 싱크탱크

영구 설치의 경우 650 V DC 그리드가 사내 부하를 공급합니다. 또한 분기 회로는 모바일 장치의 조명 및 연결 등을 위해 400 V DC 전압 레벨에서 절연 컨버터를 통해 650 V DC 그리드로부터 전원을 공급받습니다. 따라서 400 V 하위 DC 그리드는 절연된 DC 회로(DC-IT 시스템)입니다.
현재 AC 저전압 레벨의 AC 전압 장치에는 PC, 디스플레이 및 LED 조명 기술에 전력을 공급하기 위해 내부 정류 및 DC 중간 회로가 있는 파워 서플라이가 필요합니다. 이러한 장치가 DC 그리드에서 직접 전원을 공급받는다면 피드-인 회로의 무게와 부피를 상당 부분 줄일 수 있습니다.
DIN VDE 0100-410에 따른 개인 보호는 분기 회로의 낮은 전압이 고려되었습니다. IT 시스템은 절연 상태를 모니터링하고 오류가 발생할 경우 종료됩니다.
CHARX DC-DC 컨버터가 있는 DC 분기 회로는 고성능 산업용 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. QUINT POWER 제품군의 DIN 레일 파워 서플라이는 24 V DC 보조 공급 전압이 필요한 모든 곳에서 사용할 수 있습니다.

DC 그리드의 구조

전압 레벨이 있는 Building 60의 DC 그리드 개요도

DC 그리드의 이점 개요 직류의 이점

  • 재생 가능한 에너지원의 효율적인 연결
  • 피크 부하의 보상(피크 절감)
  • 효율적인 에너지 관리 및 비용 절감
  • 높은 수준의 그리드 안정성
  • 손쉬운 에너지 회생

연락처

직접 DC 그리드를 개발하여 보다 지속 가능한 미래를 함께 만들어갑시다.

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DC 그리드 실현을 지원하고 제품 및 솔루션에 대해 조언해 드리겠습니다.