Applikasjonseksempel
23.06.2025

Spranget inn i virkeligheten Bare gjør det. I Blomberg er det bygget en fabrikkbygning der produksjonen kan bli mer energieffektiv og bærekraftig takket være et sofistikert likestrømsnett. Et blikk bak kulissene avslører hvordan likestrøm fungerer i praksis.

All Electric Society Factory
Solcellepanel på en fabrikkbygning

2760 solcellepaneler på et takareal på 11 000 m²

All Electric Society Factory

En solfylt ettermiddag i Blomberg. Lange rader med solcellepaneler bølger seg som et hav av glass på den 11 000 m² store takflaten. Så snart sollyset treffer halvledermaterialet, flyter det strøm. Bortsett fra størrelsen på systemet, er dette et helt normalt syn på mange tyske tak.

Men dette bygget er annerledes: Der vekselrettere andre steder sørger for at likestrømmen fra solcelleanlegget omdannes til vekselstrøm, flyter den her direkte inn i et lokalt likestrømsnett. "Et likestrømsnett optimaliserer hele energikjeden med produksjon, distribusjon, lagring og forbruk", forklarer Tobias Lüke, som er ekspert på likestrømsnett hos Phoenix Contact.

Han starter omvisningen gjerne på taket av bygningen. Her, på solcellefeltet, blir det tydelig hvorfor likestrøm vinner terreng overalt: "Det er ikke bare generatorer som fungerer på likestrøm, men også energilagringssystemer og forbrukere. De fleste elektriske apparater og produksjonsenheter fungerer med likestrøm."

Likestrømsladestasjoner foran All Electric Society Factory

Likestrømsladestasjoner foran All Electric Society Factory

Ta spissene av lasten

Ti ladepunkter finnes også foran All Electric Society Factory. De er viktige aktører i likestrømskosmoset. Tobias Lüke viser derfor vei ned til parkeringsplassen, der energidispenserne står på rekke og rad. "I fremtiden kan firmabiler ikke bare lade drivbatteriene sine via toveis DC-ladepunkter (DC = likestrøm), men også mate energi direkte tilbake i systemet fra disse uten å måtte konvertere den på nytt", forklarer Lüke.

Et blikk inn i en av ladestasjonene viser at Phoenix Contact er godt posisjonert når det gjelder likestrøm. "Overspenning og komponentbeskyttelse, DC-strømbrytere og DC-ladeplugger – energiflyten styres optimalt av effektmodulene våre."

Men bilbatteriene er langt fra alt: Tobias Lüke peker på en lite iøynefallende, hvit container: "En stabil energiforsyning basert på fornybar energi krever tilstrekkelig store og pålitelige lagringssystemer for å kompensere for svingninger", forklarer likestrømseksperten.

"Og vi kan bruke disse lagringssystemene til å balansere ut topplast i forhold til det offentlige forsyningsnettet." Topplast oppstår for eksempel i det store elektriske motorer i produksjonsmaskiner starter opp. Da bruker du kortvarig mer strøm enn det som er avtalt med leverandøren. Og det betaler man dyrt for. "Ved å bufre topplast med batteriene våre klarte vi å redusere strømkostnadene med opptil 80 %."

Automasjonsskap for likestrømsnettet

Automasjonsskap for likestrømsnettet

Tenke, styre og kontrollere

Tobias Lüke leder oss inn i bygningens tekniske katakomber, ned i kjelleren der sentralnervesystemet for likestrømsforsyningen befinner seg. Automasjonsskap etter automasjonsskap. De integrerer ikke bare solenergianlegget, batteriakkumulatoren og ladestasjonene i systemet. Det er også her elektrisitet fra det offentlige nettet mates inn eller overskudd returneres.

"Effektmodulene våre kan brukes bidireksjonalt – altså i begge retninger", forklarer Lüke, og åpner et automasjonsskap der modulene er stilt opp som skuffer. "Takket være den modulære designen kan automasjonsskapene utstyres fleksibelt, og effekten kan enkelt skaleres etter behov."

Likestrømsautomasjonsskap i All Electric Society Factory

Likestrømsautomasjonsskap i All Electric Society Factory

Effektivitet og energisparing med kobber

En omdreining, og automasjonsskapet er åpent. Mye rødt og hvitt i fortrolig samvær – pluss og minus i likestrømsnettet. Det man også umiddelbart legger merke til, er at kabler og andre komponenter er betydelig mindre enn i konvensjonelle distribusjonssystemer – en annen fordel med denne teknologien: "Likestrømsnett krever mindre kobber til kraftoverføring. På denne måten kan man spare opptil 55 % av dette dyre råmaterialet", sier Lüke. De hvite og røde strengene fra solcelleanlegget ender også opp her i kontrollsentralen. De mater den såkalte DC-bussen via DC/DC-omformere med en samlet effekt på 120 kW.

Likestrømmen distribueres fra lavspent hovedfordelingstavle til produksjonsområdet. Her fungerer belysningen direkte med energi fra likestrømsnettet. To grener fører til tilkoblingen til produksjonsmaskinene. "I likestrømsnettet kan vi utnytte bremseenergien fra roboter og drivenheter og mate den direkte tilbake i systemet", sier Lüke, og forklarer den neste viktige fordelen med likestrøm. "Avhengig av bruksområde kan denne gjenvinningen alene øke effektiviteten med opptil 20 %."

Hvis det fortsatt er overskuddsenergi i likestrømsnettet til tross for alle forbrukerne og lagringsenhetene, mates den tilbake til det offentlige vekselstrømsnettet via de toveis AC/DC-omformerne på en nettkonform måte.

Effektbryter CONTRACTON ELR HDC

Effektbryter CONTRACTON ELR HDC

Det blir håndgripelig

ELR HDC-bryteren brukes overalt der likestrømslast må kobles på en sikker måte i All Electric Society Factory. Den kombinerer funksjonene beskyttelse, kobling, overvåking, forhåndslading og nettverkskapasitet. Energistrømmen registreres av spesielle likestrømsmålere. Og ArcZero-likestrømspluggforbinderen brukes til å forbinde likestrømstilkoblinger. Den muliggjør lysbuefri til- og frakobling under belastning.

Lastkontroll og nettstyring på høyere nivå håndteres av programvareplattformen PLCnext Engineer. Den kombinerer de enkelte områdene til et helhetlig system. Kontrolleren integrerer også data som strømkostnader på strømbørsen, værprognoser og daglig oppdaterte data fra målestasjonen på taket i bygningens energistyringssystem.

Tobias Lüke

Tobias Lüke, ekspert på likestrømsnett

Ikke bare snakke

All Electric Society Factory i Blomberg har allerede et rykte i bransjen som strekker seg langt utenfor landets grenser. Ikke bare snakke, men faktisk omsette i praksis – likestrøm fungerer allerede her og nå, noe produksjon som er designet for likestrøm demonstrerer hver dag med sin energibalanse.

"Dette systemet er samtidig også eksplisitt designet for eksperimentelle formål og operasjonelle tester", legger Tobias Lüke til. Samlet sett håper arrangørene av dette pilotprosjektet å oppnå ytterligere besparelser og økt effektivitet. Planene omfatter bygging av et lite vindkraftverk, en elektrolyser for hydrogenproduksjon og brennstoffceller, som i sin tur genererer strøm fra det lagrede hydrogenet.

Phoenix Contact har lenge vært opptatt av å forske på og etablere likestrømsteknologi og er en av grunnleggerne av Open Direct Current Alliance (ODCA). Da planleggingen av bygget startet, fantes det knapt noen komponenter og standarder for bruk av likestrømsteknologi på markedet. I dag er det annerledes, understreker Tobias Lüke: "Med de tilgjengelige komponentene, fremskritt innen regelverk, økende ekspertise og samarbeid med kompetente partnere, lønner det seg også for andre selskaper å ta steget."

Det har blitt mørkt i Blomberg. Vi er ved slutten av omvisningen, og Tobias Lüke lukker porten til det som sannsynligvis er en av de mest innovative fabrikkbygningene i Europa.

All Electric Society Factory om natten

Fasit

Likestrøm har lenge omgitt oss, i alle hjørner av hverdagen vår. Et helhetlig syn på denne energien innebærer imidlertid en skattekiste av potensielle besparelser. All Electric Society Factory har satt seg fore å grave frem denne skatten. Og ikke bare som et engangstilfelle, men som en blåkopi for mange andre industri- og produksjonsbygg.

Innføring av likestrømsanlegg i produksjonslogistikk og industri har et stort potensial for energibesparelser, spesielt for dynamisk last som roboter i produksjonen: Toppeffekten kan økes med opptil 85 % og energieffektiviteten med opptil 20 %.

Når dette implementeres konsekvent, mister man straks skrekken for spøkelset med dyr industristrøm. Bygningen som energikilde og -lager – og det i dag, med eksisterende teknologi og i et tøft produksjonsmiljø.

Forfatter: Phoenix Contact

E-post:

Ta kontakt med ekspertene våre

Ekspertteam All Electric Society
All Electric Society-Expertenteam
"Vi gir deg gjerne råd om All Electric Society og sektorkobling."

Ytterligere bidrag