Oglądane treści są dostosowane dla Polska. Zobacz treści dla Stany Zjednoczone | Wybierz inny kraj
Neutralność CO₂ i dekarbonizacja to globalne cele, które również napędzają Phoenix Contact. Wizja przyszłości All Electric Society opisuje świat, w którym energia ze źródeł odnawialnych jest dostępna w wystarczających ilościach i po przystępnych cenach. Wizja ta wymaga zrównoważonych koncepcji zasilania i łączenia sektorów energii, a także inteligentnego zarządzania energią. Jednym z podejść jest rozbudowa sieci prądu stałego w przemyśle.
Projekty badawcze, takie jak DC Industry, już pokazują korzyści płynące z zastosowania systemów prądu stałego w zastosowaniach przemysłowych. Wykorzystanie energii z rekuperacji, bardziej efektywny przesył energii między sektorami i ochrona wrażliwych zasobów prowadzą do lepszego bilansu energetycznego w sieci prądu stałego.
Jako dostawca komponentów, systemów i rozwiązań w dziedzinie elektrotechniki, elektroniki i automatyki, naturalnie chcemy sami przetestować zalety sieci prądu stałego i związaną z tym lepszą efektywność energetyczną, a także opracować innowacyjne rozwiązania.
Dlatego oczywiste było dla nas wykonanie własnej sieci prądu stałego z własnymi komponentami. W przypadku sieci prądu stałego w naszym nowym budynku All Electric Society Factory w Blombergu wykorzystaliśmy istniejące rozwiązania i opracowaliśmy nowe komponenty, które mogą być stosowane w sieci elektroenergetycznej DC 650 V.
Sieć elektroenergetyczna DC w All Electric Society Factory jest zasilana między innymi z publicznej sieci AC i łączy inne jednostki wytwórcze i magazyny z odbiornikami prądu stałego. Zarówno wytwarzanie energii odnawialnej za pomocą systemów fotowoltaicznych, jak i magazynowanie energii w akumulatorach odbywa się z wykorzystaniem prądu stałego. Zapewnia to znaczne korzyści w postaci zmniejszenia strat konwersji i oszczędności materiałowych w instalacji i urządzeniach.
Sieć DC łączy systemy fotowoltaiczne, magazyn energii i stacje ładowania elektromobilności poprzez poziom napięcia 650 V w systemie TN. Ponadto z tej sieci 650 V DC zasilanych jest napięciem 400 V kilka niskonapięciowych systemów IT DC. Do tych podsystemów 400 V DC są podłączone różne odbiorniki, takie jak oświetlenie, obwody sterowania i systemy produkcyjne.
Sieć 650 V DC jest generowana z niskonapięciowej sieci prądu przemiennego (AC) za pośrednictwem modułów CHARX High Power. Dwukierunkowe połączenie umożliwia również oddawanie nadwyżek energii z innych jednostek wytwórczych do publicznej sieci zasilającej.
System PV o mocy szczytowej 100 kW jest podłączony do głównej rozdzielnicy niskiego napięcia DC. Wytwarzanie energii odnawialnej za pomocą fotowoltaiki opiera się na prądzie stałym. Niezbędna konwersja DC-DC jest szczególnie prosta przy użyciu modułów mocy CHARX w formacie 19″ ze śledzeniem MPP, ponieważ nie jest konieczna synchronizacja z siecią prądu przemiennego. Inteligentna sieć jednostek wytwórczych i odbiorców z systemem zarządzania energią (EMS) integruje niestabilne wytwarzanie energii z fotowoltaiki za pomocą magazynu energii w taki sposób, aby zminimalizować dopływ energii z publicznej sieci energetycznej.
Przewidziano magazyn energii o pojemności 300 kWh, aby pokrywać większe zapotrzebowanie na energię w All Electric Society Factory. Jak zwykle, znajduje się on na zewnątrz budynku ze względów bezpieczeństwa przeciwpożarowego i wymogi ubezpieczyciela.
Magazyn energii może być wykorzystywany do zmniejszenia obciążeń szczytowych, np. podczas uruchamiania dużych maszyn. Magazyn energii może być również wykorzystywany w przypadku zakłóceń w sieci publicznej, zapewniając w ten sposób stabilność i bezpieczeństwo zasilania w całej sieci prądu stałego.
Dwukierunkowe podłączenie stacji ładowania do sieci 650 V DC umożliwia przepływ energii w dwóch kierunkach. Dzięki temu akumulatory pojazdów mogą być ładowane, a także wykorzystywane jako krótkoterminowe zasobniki energii. W połączeniu z inteligentnym sterownikiem serii PLCnext Control i systemem EMS (system zarządzania energią), umożliwia to pokrycie bardzo wysokich obciążeń szczytowych w krótkim czasie i przyczynia się do poprawy jakości sieci.
Wewnętrzna sieć 650 V DC zasila odbiorniki w instalacjach stałych. Ponadto z sieci 650 V DC zasilane są obwody końcowe na poziomie napięcia 400 V DC poprzez falowniki izolacyjne, np. do oświetlenia i połączeń dla urządzeń mobilnych. Podsieci 400 V DC są zatem izolowanymi obwodami prądu stałego (system DC IT).
Obecne urządzenia na napięcie przemienne na poziomie niskonapięciowym AC wymagają do zasilania komputerów, monitorów i oświetlenia LED wewnętrznych zasilaczy z prostownikami i obwodami pośredniczącymi DC. Jeśli urządzenia te są zasilane bezpośrednio z sieci prądu stałego, można zaoszczędzić znaczną część masy i objętości obwodów wejściowych.
Niższe napięcie w obwodach końcowych uwzględnia ochronę osób zgodnie z normą DIN VDE 0100-410. Sieci IT są monitorowane pod kątem izolacji i wyłączane w przypadku awarii.
Obwody końcowe DC z przetwornicami CHARX DC-DC mogą być wykorzystywane w dużych aplikacjach przemysłowych. Jeśli konieczne jest dodatkowe napięcie zasilania 24 V DC, można użyć zasilaczy na szynę DIN z rodziny QUINT POWER.
