Nu al worden veel eindapparaten gevoed met gelijkstroom (DC, Direct Current). Laadpalen en elektrische aandrijvingen in de industrie werken ook met gelijkstroom.
Hernieuwbare energiebronnen zoals wind en zon wekken ook gelijkstroom op. In een traditioneel wisselstroomnet (AC, Alternating Current) leidt dat tot veel onnodige AC-DC-conversies die energie kosten.
In een gelijkstroomnet wordt de gelijkstroom rechtstreeks toegevoerd, opgeslagen en door verbruikers zoals machines, motoren of transportbanden gebruikt, zonder te worden omgezet in wisselstroom. Daardoor worden conversieverliezen geminimaliseerd. Bovendien kan bijvoorbeeld remenergie worden vastgehouden en kunnen piekbelastingen worden verminderd. Dat verhoogt de energie-efficiëntie aanzienlijk en verlaagt het voedingsvermogen met wel 80%.
Als een van de 39 partners uit industrie en onderzoek maakten wij ook deel uit van het onderzoeksproject DC-INDUSTRIE 2 van het ZVEI dat werd gefinancierd door het Ministerie van Economie en Klimaatbescherming van de Bondsrepubliek Duitsland. Ook aan het volgende gremium, ODCA (Open Direct Current Alliance) neemt Phoenix Contact als oprichtings- en bestuurslid natuurlijk deel.
De All Electric Society Factory in Blomberg beschikt ook over een eigen industrieel gelijkstroomnet en benut het potentieel van hernieuwbare energie volledig. Het gebouw dient als blauwdruk voor een duurzame, efficiënte energievoorziening in de industrie.
Een 650-V-gelijkstroomnet verbindt fotovoltaïsche energie, batterijopslag en verbruikers rechtstreeks met elkaar, vermindert conversieverliezen en maakt efficiënt energiebeheer met een hoge netstabiliteit mogelijk.
Gelijkstroomnetten verhogen de energie-efficiëntie in de productie, omdat conversieverliezen wegvallen en hernieuwbare energie direct kan worden geïntegreerd. Praktische voorbeelden, uit de automobielindustrie bijvoorbeeld, laten het potentieel zien. Modulaire componenten zorgen daarbij voor een veilig en flexibel bedrijf. Bovendien zorgen recuperatie en een verminderd gebruik van materialen voor verdere efficiëntieverbeteringen - een belangrijke stap in de richting van een duurzame industrie.
Computercentra zijn enorme energieverbruikers en staan onder grote druk als gevolg van de toenemende energiebehoefte, de hoge CO₂-uitstoot en stijgende kosten. Met gelijkstroomnetten biedt Phoenix Contact een innovatieve oplossing voor meer efficiëntie, duurzaamheid en voedingszekerheid. Minder conversieverliezen, betere integratie van hernieuwbare energie en minder CO₂-uitstoot zijn slechts enkele van de voordelen. Ontdek hoe onze DC-componenten de weg banen naar Green Data Centers.
Gelijkstroomnetten vormen de basis voor een efficiënte laadinfrastructuur, omdat ze conversieverliezen beperken en bidirectioneel laden mogelijk maken. Voertuigaccu's worden zo als batterijopslagsystemen in het energiebeheersysteem geïntegreerd. Industriële gelijkstroomnetten verbinden energieopwekkers, opslagsystemen en laadinfrastructuur end-to-end en verhogen zo de efficiëntie en voedingszekerheid.
Daardoor ontstaat een schaalbare en toekomstbestendige laadinfrastructuur voor industrie en handel.
DC-gekoppelde batterijopslagsystemen verhogen de efficiëntie van gelijkstroomnetten omdat ze met aanzienlijk minder conversieverliezen werken. Ze stabiliseren het net, maken flexibel gebruik van hernieuwbare energie mogelijk en verlagen de energiekosten.
Het voorbeeld van de All Electric Society Factory toont een schaalbare, duurzame oplossing met hergebruikte batterijen en intelligent energiebeheer.
Ontdek meer over de optimale oplossingen voor de verschillende installatiegebieden.
De industriële sector is op zoek naar geschikte oplossingen om de klimaatdoelstellingen te verwezenlijken. Stijgende energiekosten, schaarse hulpbronnen en een toenemende energiebehoefte stellen de industrie voor nieuwe uitdagingen. Dit probleem kan onder meer worden opgelost door over te schakelen van een wisselstroomnet naar een gelijkstroomnet. Hernieuwbare energieopwekking, energieopslag en energieterugwinning zijn sleutelwoorden die in een DC-net in eilandbedrijf worden geïmplementeerd. Zo worden het energieverbruik en de piekbelasting verminderd (peak shaving). Dit ontlast en stabiliseert het voedingsnet. Het ontwerp van gelijkstroomnetten in de industrie is één benadering voor een duurzame, industriële productie.
In een op gelijkstroom gebaseerd net in eilandbedrijf wordt elektrische stroom opgewekt door de efficiënte integratie van hernieuwbare energie die CO₂-neutraal wordt geproduceerd. Deze energie wordt direct gebruikt door elektrische verbruikers in een gelijkstroomnet zonder verdere omzetting van DC naar AC. Hierdoor kan er op conversieverliezen worden bespaard en kan het energieverbruik worden verlaagd. Bovendien kan de complete remenergie van hefprocessen, die anders verloren zou gaan in de vorm van warmte, worden gebruikt. In plaats daarvan wordt de remenergie als elektrische energie teruggevoerd naar het gelijkstroomnet. Energiebuffers verzamelen overschotten van DC-stroom voor later gebruik.
Een combinatie van duurzame energieopwekking, energieterugwinning en energieopslag zorgt voor meer duurzaamheid en een hogere energie-efficiëntie in de fabriek.
Het gebruik van een gelijkstroomnet bespaart niet alleen energie, maar ook materiaal en ruimte.
Energieverliezen kunnen met ongeveer 6 tot 8% worden gereduceerd door af te zien van DC-AC-conversies. Aanvullend daarop leidt het gebruik van een geschikte energiebuffer tot een vermindering van het voedingsvermogen uit het openbare net van max. 80%. Het complete gebruik van de remenergie maakt bovendien 15 tot 20% meer energiebesparing mogelijk, afhankelijk van de toepassing. Deze factoren verhogen de energie-efficiëntie in gelijkstroomnetten aanzienlijk in vergelijking met wisselstroomnetten.
Het potentieel voor materiaal- en ruimtebesparing is ook aanzienlijk. In gelijkstroomnetten zijn besparingen tot 40% aan koper en isolatiemateriaal mogelijk bij hetzelfde vermogen. In tijden van schaarse natuurlijke hulpbronnen is dit significant. Gelijkstroomapparaten hebben ook een aanzienlijk kleinere bouwvorm dan AC-apparaten. Het verminderde materiaalverbruik bespaart nog meer ruimte.
De omzetting van gelijkstroom in wisselstroom of van gelijkspanning in wisselspanning gaat gepaard met verliezen, aangezien voor de omzetting energie nodig is. Dit verhoogt het energieverbruik, waardoor de energie-efficiëntie afneemt. Bovendien zijn DC-AC-omzetters nodig, die overeenkomstige ruimte in de toepassing vergen, die door niet om te zetten wordt bespaard.
Het directe gebruik van gelijkstroom naar verbruikers vervangt de vroegere DC-AC-DC-omzettingen. Daardoor stijgt de energie-efficiëntie, omdat een zuiver gelijkstroomnet typisch 6 tot 8% energie bespaart in vergelijking met een wisselstroomnet. Verdere besparingen zijn mogelijk door het gebruik van remenergie en de directe opslag van de gelijkstroom.
Bij gelijkstroomtoepassingen kan een vlamboog schade veroorzaken aan contacten en onderdelen van de behuizing en in het ergste geval ook gevaar opleveren voor de gebruikers. Daardoor is een nieuwe benadering van de ontwikkeling van componenten vereist. In onderzoeksprojecten zijn door Phoenix Contact verschillende technologieën voor DC-connectoren ontwikkeld. Met blustechnologie in connectoren is nu een innovatieve aanpak gevonden die componenten en operators beschermt tegen de gevaren van vlambogen.
