DC Power Grids in de industrie

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 daardoor het energieverbruik worden verlaagd. Bovendien is het mogelijk de volledige remenergie van hefprocessen te gebruiken. De anders in warmte verloren gegane energie wordt als elektrische energie terug aan het gelijkstroomnet geleverd. 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. Deze omstandigheid vereist een nieuwe benadering van de ontwikkeling van connectoren. In onderzoeksprojecten werden door Phoenix Contact verschillende technologieën voor DC-connectoren ontwikkeld. Met blustechnieken in connectoren zijn nu innovatieve benaderingen gevonden om operators te beschermen tegen de gevaren van de vlamboog.