Gelijkstroomnetten in de industrie De toekomstgerichte gelijkstroomtechnologie van Phoenix Contact maakt duurzame en regeneratieve voeding, opslag en verdeling van energie mogelijk. Ontdek onze gelijkstroomoplossingen voor betrouwbare DC-toepassingen voor netten in eilandbedrijf.

Medewerkers in een productiehal met schematische voorstelling van een gelijkstroomnetwerk

Innovatieve DC-technologie voor meer duurzaamheid in het hier en nu Duurzaamheid is meer dan een modewoord: het is altijd al onze missie geweest.

Phoenix Contact neemt u mee op weg naar een wereld met regeneratief opgewekte energie die efficiënt wordt opgeslagen en verdeeld. Elektrische energie kan dus op elk moment en op elke plaats worden gebruikt. Daarom richten wij ons bij Phoenix Contact op concepten en oplossingen voor een veilig gebruik van gelijkstroomtechnologie in netten in eilandbedrijf.

Duurzaamheid begint al met het juiste gebruik van DC-technologie.

Dr. Christian Helmig, Vice President Field Device Connectors en Dr. Martin Wetter, Executive Vice President Innovation - Phoenix Contact GmbH & Co. KG
Vice Presidents Phoenix Contact: Dr. Martin Wetter en Dr. Christian Helmig
Ingenieur in een productiehal voor auto's

Gelijkstroom – het industriële energiesysteem van de toekomst? Van opwekking via opslag tot en met levering

In de wereld van vandaag worden de meeste eindapparaten al voorzien van gelijkstroom (DC, Engels Direct Current). Zowel laadpalen als elektrische aandrijvingen in de industriële omgeving werken met gelijkstroom die uit wisselstroom wordt gegenereerd. Daarom onderzochten verschillende ondernemingen in het project DC-INDUSTRIE en DC-INDUSTRIE 2 een uniforme, op gelijkstroom gebaseerd Smart Grid.

Medewerker in de machinebouw bij Phoenix Contact

Het idee daarbij is dat de door hernieuwbare energiebronnen opgewekte gelijkstroom de verbruikers in het net, bijv. machines, motoren of transportbanden, direct van stroom voorziet zonder omzettingsverliezen.

Door de netwerkvorming in het DC-net is het ook mogelijk de remenergie van een installatie als elektrische stroom bovendien aan het net terug te leveren. Geproduceerde overschotten worden opgevangen in energiebuffersystemen en, wanneer nodig, aan het net teruggeleverd. Het voedingsvermogen wordt daardoor met max. 80% verminderd. Bovendien kan zowel de piekbelasting als de belasting van het openbare net worden verminderd.

Voordelen van een DC-netwerk

  • Verhoging van de energie-efficiëntie, dankzij energieterugwinning, gebruik van hernieuwbare energie zonder omzetting en energiebuffers
  • Optimalisatie van natuurlijke hulpbronnen door max. 55% minder koperverbruik, lagere apparaatkosten en minder benodigde ruimte
  • Vermijding van productiestilstanden door uitval in het voedingsnet
  • Basis voor intelligente besturing van energiestromen

Een overzicht van het gelijkstroomnet in de industrie

Interactieve beeldkaart: Illustratie van een gelijkstroomnet in de industrie met de stations: zon, wind, accuopslag, Power-to-X, productie en kantoor
Zonne-energie
Fotovoltaïsche installaties zijn belangrijke opwekkers van hernieuwbare energie. Ze produceren gelijkstroom en kunnen zo efficiënt worden geïntegreerd in een DC-grid zonder dat conversie naar AC noodzakelijk is. Wij adviseren u graag over de onderwerpen energiemanagement, fotovoltaïsche toepassingen en overspanningsbeveiliging voor PV-dakinstallaties.
Meer lezen
Zonne-energie
Windenergie
De energie van windturbines kan vanuit het DC-tussencircuit naar een DC-grid worden gevoerd met behulp van een DC/DC-converters. Koppeling via een wisselstroomnet is niet langer nodig. Vind hier onze oplossingen voor windturbines, modulaire toestandsbewaking en bliksemstroommeting.
Meer lezen
Windenergie
Laadinfrastructuur
De bidirectionele koppeling van e-laadpalen met een gelijkstroomnet maakt het mogelijk om voertuigaccu's op te laden en ook te gebruiken als energiebuffer voor de korte termijn. Als fabrikant van DC-laadtechniek levert Phoenix Contact componenten voor de ontwikkeling en opbouw van DC-laadpalen voor e-auto's. Kom nu meer te weten over DC-laadkabels, DC-laadcontrollers en DC-vermogenselektronica.
Meer lezen
Laadinfrastructuur
Power-to-X
Energieoverschotten van solarinstallaties en windturbines en windturbines kunnen via elektrolyse efficiënt worden gebruikt voor de productie van brandstoffen (power-to-fuel), waterstof en methaan (power-to-gas), ammoniak en methanol (power-to-liquid) of andere chemicaliën. Deze stoffen worden op hun beurt gebruikt om elektrische energie op te wekken en vervullen zo de rol van energiebuffer. Energiebuffers zorgen voor stabiliteit in gelijkstroomnetten. Elektrolyse is ook gebaseerd op gelijkstroom, wat de integratie van Power-to-X-installaties in een DC-grid zinvol maakt. Ontdek nu de componenten voor bewaking, automatisering en digitalisering van elektrolyse.
Meer lezen
Power-to-X
Kantoor en verlichting
Veel communicatieapparaten op kantoor, zoals pc's en beeldschermen, en ook ledverlichtingstechniek hebben intern gelijkspanning nodig. Om deze verbruikers aan te sluiten op een wisselstroomnet zijn voedingseenheden met gelijkrichters en DC-tussencircuits nodig. Als deze verbruikers echter in een DC-grid worden geïntegreerd, kan op een aanzienlijk deel van de ingangsschakelingen van de voedingseenheden worden bespaard. Dat bespaart componenten, gewicht en volume.
Kantoor en verlichting
Robots en transportbanden
Gelijkstroommotoren worden gebruikt als aandrijvingen voor gelijkstroomnetten. Eerder gebruikte draaistroommotoren kunnen echter ook efficiënt worden geïntegreerd in een gelijkstroomnet dankzij het DC-tussencircuit in frequentieomvormers. Belastingspieken kunnen op deze manier worden verminderd, vooral met krachtige robots en transportbanden. Bovendien kan remenergie in een gelijkstroomnet efficiënt worden teruggewonnen door middel van recuperatie.
Robots en transportbanden
Energiebuffersystemen
Accuopslagsystemen worden gebruikt in DC-grids om het elektriciteitsnet te ondersteunen. Overtollige energie kan worden opgeslagen en, indien nodig, beschikbaar worden gemaakt. De integratie van energiebuffers vermindert ook de belastingspieken, bijvoorbeeld bij het opstarten van grote machines, en ontlast het openbare voedingsnet. Wij tonen u innovatieve oplossingen voor energiebuffers.
Meer lezen
Energiebuffersystemen
Koppeling met het wisselstroomnet
Een bidirectionele koppeling met het wisselstroomnet maakt zowel de voeding uit het wisselstroomnet aan het DC-grid als de teruglevering van overtollige energie van het DC-grid aan het openbare voedingsnet mogelijk.
Koppeling met het wisselstroomnet
Grid Management
Efficiënt netbeheer maakt intelligente besturing van energiestromen mogelijk. Knelpunten kunnen worden geïdentificeerd en vermeden door gegevens te analyseren. Dit helpt om het gebruik van de beschikbare energie te optimaliseren.
Grid Management

FAQ: Gelijkstroomtechnologie

Medewerkers naast een solarinstallatie
Zicht van bovenaf op een productiehal voor auto's
Medewerker met tablet waarop energiegegevens worden weergegeven
Transformatorstation
Een medewerker werkt aan een schakelkast
Medewerkers naast een solarinstallatie

Vooral de industriële sector is op zoek naar geschikte oplossingen om de klimaatdoelstellingen te verwezenlijken. In tijden van klimaatverandering heeft de wereld te maken met stijgende energiekosten, schaarse natuurlijke hulpbronnen en een toenemende vraag naar energie. Dit probleem kan onder meer worden opgelost door in de fabriek over te schakelen van een wisselstroomnet naar een gelijkstroomnet. Hernieuwbare energieopwekking, energieopslag en energieterugwinning zijn sleutelwoorden van de klimaatverandering, die in een DC-microgrid worden geïmplementeerd. Zo worden het energieverbruik en de piekbelasting verminderd (piekscheren). Dit ontlast en stabiliseert het voedingsnet. Het ontwerp van een gelijkstroomnet in de industrie is een benadering van duurzame industriële productie in de toekomst.

Zicht van bovenaf op een productiehal voor auto's

In een op gelijkstroom gebaseerde microgrid 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 kan 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 in het gelijkstroomnet gevoed. Energiebuffers verzamelen overschotten van DC-stroom voor later gebruik.
Een combinatie van duurzame energieopwekking, energieterugwinning en energieopslag zorgt voor meer duurzaamheid in de fabriek.

Medewerker met tablet waarop energiegegevens worden weergegeven

Het gebruik van een gelijkstroomnet bespaart niet alleen energie, maar ook materiaal en ruimte. Wat energie-efficiëntie betreft, kunnen energieverliezen gewoonlijk met 2 tot 4% worden verminderd door af te zien van DC-AC-conversies. Aanvullend daarop leidt het gebruik van een geschikte energiebuffer tot een vermindering van het voedingsvermogen van max. 80%. Het complete gebruik van de remenergie maakt bovendien 15 tot 20% meer energiebesparing mogelijk, afhankelijk van de toepassing.

Het koperen inzetstuk in een gelijkstroomtoepassing kan met max. 55% worden verkleind, 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.

Transformatorstation

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 wordt bespaard door niet om te zetten.

Het directe gebruik van gelijkstroom naar consumenten vervangt de vroegere DC-AC-DC-omzettingen. Daardoor stijgt de energie-efficiëntie, omdat een zuiver DC-grid typisch 2 tot 4% energie bespaart in vergelijking met een AC-grid. Verdere besparingen zijn mogelijk door het gebruik van remenergie en de directe opslag van de gelijkstroom.

Een medewerker werkt aan een schakelkast

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.

Logo van de ODCA

Wij vertrouwen op gelijkstroomnetwerken Phoenix Contact is een competente partner voor het gebruik van DC-grids in de industrie

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 federale ministerie van Economie en klimaatbescherming.
Ook aan het directe vervolgproject ODCA (Open Direct Current Alliance) neemt Phoenix Contact natuurlijk deel.

Dr. Christian Helmig, Vice President Field Device Connectors en Dr. Martin Wetter, Executive Vice President Innovation van Phoenix Contact GmbH & Co. KG voor een gelijkstroomverdeling

Met het oog op de noodzakelijke energietransitie in de industriële productie en het daarmee gepaard gaande maximale gebruik van hernieuwbare energie streeft het consortium naar efficiënte, veilige en robuuste energievoorziening van productie-installaties met gelijkstroom.

Phoenix Contact is daarbij betrokken in het kader van nationale en internationale consortia en onderzoekt intensief het gebruik van industriële gelijkstroomnetten op het gebied van de fabrieksautomatisering met de focus op toekomstbestendige elektro-installatie.

Een van de belangrijkste onderwerpen waar Phoenix Contact zich bijv. mee bezighoudt, is het voorkomen van vlambogen bij DC-connectoren.

Medewerkers die een gebouw met een DC-net plannen

Van theorie naar praktijk

Phoenix Contact gaat echter nog verder, omdat alleen onderzoek voor ons onvoldoende is. Als innovatieleider en specialist voor elektro-installatie wilden wij de eerste stap zetten om zelf ervaringen te verzamelen en problemen op te lossen.
Daarom ontstond het nieuwe Gebouw 60 op onze campus dat een eigen DC-grid heeft. Natuurlijk kiezen wij daarbij voor onze eigen producten en ontwikkelen wij in het kader daarvan verdere componenten die geschikt zijn voor gelijkstroom.

Gelijkstroom als kartrekker voor CO₂-neutrale productie
Gebouw 60 – een modelvoorbeeld van een DC-grid
Het nieuwe Gebouw 60 in Blomberg beschikt ook over een eigen industrieel gelijkstroomnet en benut het potentieel van hernieuwbare energie volledig.
Voor gelijkstroomtoepassing G60
Phoenix Contact-locatie in Blomberg, NRW