Sieci prądu stałego w przemyśle Przyszłościowa technologia DC firmy Phoenix Contact umożliwia zrównoważone i regeneracyjne zasilanie, magazynowanie i dystrybucję energii. Odkryj nasze rozwiązania DC dla bezpiecznych aplikacji mikrosieci DC.

Pracownicy w hali produkcyjnej ze schematem sieci prądu stałego

Innowacyjna technologia DC dla bardziej zrównoważonego rozwoju tu i teraz Zrównoważony rozwój to coś więcej niż tylko modne słowo: to zawsze była nasza misja.

Phoenix Contact zabierze Cię do świata z energią z odnawialnych źródeł, która jest efektywnie przechowywana i dystrybuowana. Dzięki temu energia elektryczna może być wykorzystywana w każdym czasie i w każdym miejscu. Dlatego w Phoenix Contact koncentrujemy się na koncepcjach i rozwiązaniach bezpiecznego wykorzystania technologii DC w mikrosieciach.

Zrównoważony rozwój zaczyna się już od właściwego wykorzystania technologii DC.

Dr Christian Helmig, Vice President Field Device Connectors oraz dr Martin Wetter, Executive Vice President Innovation - Phoenix Contact GmbH & Co. KG
Wiceprezesi Phoenix Contact: dr Martin Wetter i dr Christian Helmig
Inżynier w hali produkcyjnej samochodów

Prąd stały – przemysłowy system energetyczny przyszłości? Od wytwarzania, poprzez magazynowanie, aż po zasilanie

W dzisiejszym świecie większość urządzeń końcowych jest już zasilana prądem stałym (DC). Zarówno stacje ładowania, jak i napędy elektryczne w warunkach przemysłowych zasilane są prądem stałym generowanym z prądu przemiennego. Dlatego różne przedsiębiorstwa w ramach projektu C-INDUSTRIE i DC-INDUSTRIE 2 prowadziły badania nad całościową, opartą na prądzie stałym inteligentną siecią energetyczną.

Pracownicy podczas budowy maszyn w Phoenix Contact

Ideą jest, że prąd stały wytwarzany przez odnawialne źródła energii bezpośrednio zasila odbiorniki w sieci, np. maszyny, silniki czy przenośniki taśmowe, bez strat związanych z konwersją.

Dzięki połączeniom w sieci DC możliwy jest również zwrot energii hamowania systemu do sieci w postaci energii elektrycznej. Wytworzone nadwyżki są gromadzone w zasobnikach energii i w razie potrzeby wprowadzane z powrotem do sieci. Dzięki temu moc dostarczana do sieci zmniejsza się nawet o 80%. Ponadto można zredukować zarówno obciążenie szczytowe, jak i obciążenie sieci publicznej.

Zalety sieci DC

  • Zwiększenie efektywności energetycznej dzięki odzyskiwaniu energii, bezkonwersyjnemu wykorzystaniu energii odnawialnych i systemom magazynowania energii w zasobnikach
  • Optymalizacja zasobów dzięki redukcji zużycia miedzi nawet o 55% a także zmniejszeniu kosztów urządzeń i zapotrzebowania na powierzchnię
  • Unikanie przestojów w produkcji spowodowanych awariami w sieci zasilającej
  • Podstawy inteligentnego sterowania przepływem energii

Sieć prądu stałego w przemyśle

Interaktywna mapa: Widok sieci prądu stałego w przemyśle ze stacjami: fotowoltaiczna, wiatrowa, magazyn energii, Power-to-X, produkcja i biura
Energia słoneczna
Systemy fotowoltaiczne są ważnymi producentami energii odnawialnej. Wytwarzają one prąd stały i dlatego mogą być skutecznie zintegrowane z siecią prądu stałego bez potrzeby konwersji na prąd przemienny. Chętnie doradzimy w tematach zarządzania dostawami energii do sieci, aplikacji fotowoltaicznych i ochrony przed przepięciami dla dachowych instalacji fotowoltaicznych.
Dowiedz się więcej
Energia słoneczna
Energia wiatrowa
Energia z turbin wiatrowych może być dostarczana z obwodu pośredniczącego DC do sieci DC za pomocą przetwornicy DC/DC. Sprzężenie za pośrednictwem sieci prądu przemiennego nie jest już konieczne. Tutaj znajdziesz nasze rozwiązania dla turbin wiatrowych, modułowego monitorowania stanu i pomiaru prądu piorunowego.
Dowiedz się więcej
Energia wiatrowa
Infrastruktura ładowania
Dwukierunkowe podłączenie stacji ładowania do sieci prądu stałego umożliwia ładowanie akumulatorów pojazdów, a także krótkoterminowe magazynowanie energii. Jako producent technologii ładowania prądem stałym, Phoenix Contact dostarcza komponenty do projektowania i montażu stacji ładowania prądem stałym dla pojazdów elektrycznych. Dowiedz się więcej o kablach ładowania DC, sterownikach ładowania DC i energoelektronice DC.
Dowiedz się więcej
Infrastruktura ładowania
Power-to-X
Nadwyżki energii z elektrowni słonecznych i turbin wiatrowych mogą być efektywnie wykorzystane poprzez elektrolizę do produkcji paliw (power-to-fuel), wodoru i metanu (power-to-gas), amoniaku i metanolu (power-to-liquid) lub innych chemikaliów. Substancje te z kolei wykorzystywane są do wytwarzania energii elektrycznej, a więc przyjmują rolę zasobnika energii. Zasobniki energii zapewniają stabilność w sieciach prądu stałego. Elektroliza opiera się również na prądzie stałym, dzięki czemu integracja systemów Power-to-X z siecią prądu stałego jest racjonalna. Dowiedz się więcej o komponentach do monitorowania, automatyzacji i cyfryzacji elektrolizy.
Dowiedz się więcej
Power-to-X
Biuro i oświetlenie
Wiele biurowych urządzeń komunikacyjnych, takich jak komputery PC i monitory, a także technologia oświetlenia LED, wymaga wewnętrznie napięcia stałego. Aby podłączyć te odbiorniki do sieci prądu przemiennego, wymagane są zasilacze z prostownikiem i obwodami pośredniczącymi prądu stałego. Jeśli jednak odbiorniki te zostaną zintegrowane z siecią prądu stałego, można zaoszczędzić znaczną część układu wejściowego zasilaczy. Oszczędza to komponenty, wagę i objętość.
Biuro i oświetlenie
Roboty i przenośniki taśmowe
W przypadku sieci prądu stałego myśli się o silnikach prądu stałego stosowanych jako napędy. Jednak wcześniej używane silniki trójfazowe mogą być również skutecznie zintegrowane z siecią prądu stałego dzięki obwodowi pośredniczącemu prądu stałego w falownikach. W ten sposób można zmniejszyć obciążenia szczytowe, zwłaszcza w przypadku robotów i przenośników taśmowych. Ponadto energia hamowania może być skutecznie odzyskiwana w sieci prądu stałego poprzez rekuperację.
Roboty i przenośniki taśmowe
Systemy magazynowania energii
W sieciach DC stosuje się magazyny energii do wspomagania pracy sieci. Nadwyżka energii może być magazynowana i udostępniana w razie potrzeby. Integracja zasobników energii zmniejsza również obciążenia szczytowe, na przykład podczas uruchamiania dużych maszyn, co odciąża publiczną sieć zasilającą. Przedstawiamy innowacyjne rozwiązania do zasobników energii.
Dowiedz się więcej
Systemy magazynowania energii
Podłączenie do sieci prądu przemiennego
Dwukierunkowe połączenie z siecią prądu przemiennego umożliwia zarówno dostarczanie energii z sieci prądu przemiennego do sieci prądu stałego, jak i oddawanie nadwyżek energii z sieci prądu stałego do publicznej sieci zasilającej.
Podłączenie do sieci prądu przemiennego
Grid Management
Efektywne zarządzanie siecią umożliwia inteligentną sterowanie przepływami energii. Poprzez analizę danych można zidentyfikować i uniknąć wąskich gardeł. Pomaga to zoptymalizować wykorzystanie dostępnej energii.
Grid Management

FAQ: Technologia prądu stałego

Pracownicy obok systemu fotowoltaicznego
Widok z góry na halę produkcyjną samochodów
Pracownicy z tabletem, na którym wyświetlane są dane dotyczące energii
Stacja transformatorowa
Pracownik wykonujący prace przy szafie sterowniczej
Pracownicy obok systemu fotowoltaicznego

Szczególnie sektor przemysłowy poszukuje odpowiednich rozwiązań niezbędnych do realizacji celów klimatycznych. W czasach transformacji klimatycznej świat zmaga się z rosnącymi kosztami energii, ograniczeniami zasobów i rosnącym zapotrzebowaniem na energię. Jednym z podejść do rozwiązania tego problemu jest przejście w fabryce z sieci prądu przemiennego na sieć prądu stałego. Wytwarzanie energii odnawialnej, magazynowanie energii i odzysk energii to słowa kluczowe transformacji klimatycznej realizowanej w mikrosieci DC. Dzięki temu można zmniejszyć zużycie energii i obciążenia szczytowe (peak shaving). Odciąża to i stabilizuje sieć zasilającą. Projektowanie sieci DC w przemyśle jest jednym z podejść do zrównoważonej produkcji przemysłowej przyszłości.

Widok z góry na halę produkcyjną samochodów

W mikrosieci opartej na prądzie stałym, energia elektryczna jest generowana poprzez efektywną integrację odnawialnych źródeł energii, która jest wytwarzana w sposób neutralny pod względem emisji CO₂. Energia ta jest wykorzystywana bezpośrednio przez odbiorniki elektryczne w sieci DC bez dalszej konwersji z DC na AC. Pozwala to ograniczyć straty konwersji, co zmniejsza zużycie energii. Ponadto możliwe jest wykorzystanie całej energii hamowania procesów podnoszenia. Energia, która w przeciwnym razie zostałaby utracona w postaci ciepła, jest wprowadzana z powrotem do sieci prądu stałego jako energia elektryczna. Zasobniki energii gromadzą nadwyżki energii elektrycznej prądu stałego do późniejszego wykorzystania.
Połączenie zrównoważonego wytwarzania, odzyskiwania i magazynowania energii zapewnia bardziej zrównoważony rozwój fabryki.

Pracownicy z tabletem, na którym wyświetlane są dane dotyczące energii

Oprócz oszczędności w zużyciu energii, zastosowanie sieci prądu stałego tworzy również potencjał w zakresie oszczędności materiałów i przestrzeni. Pod względem efektywności energetycznej straty energii można zazwyczaj zmniejszyć o 2-4% poprzez wyeliminowanie konwersji DC-AC. Ponadto zastosowanie odpowiedniego zasobnika energii prowadzi do zmniejszenia mocy dostarczanej do sieci nawet o 80%. Całkowite wykorzystanie energii hamowania pozwala ponadto na 15-20% większą oszczędność energii, w zależności od zastosowania.

Zużycie miedzi w zastosowaniach prądu stałego może zostać zredukowane nawet o 55%, przy zachowaniu tej samej wydajności. W czasach ograniczonych zasobów jest to istotne. Urządzenia zasilane prądem stałym mają również znacznie mniejsze rozmiary niż urządzenia zasilane prądem przemiennym. Zmniejszone zużycie materiału pozwala na dalszą oszczędność miejsca.

Stacja transformatorowa

Zamiana prądu stałego na prąd przemienny lub napięcia stałego na napięcie prądu przemiennego wiąże się ze stratami, ponieważ proces ten wymaga dostarczenia energii. Zwiększa to jej zużycie, co z kolei zmniejsza efektywność energetyczną. Ponadto konieczne są przetwornice DC-AC, które wymagają odpowiedniego miejsca w aplikacji, które można zaoszczędzić, rezygnując z konwersji.

Bezpośrednie wykorzystanie prądu stałego przez odbiorniki zastępuje dotychczasowe konwersje DC-AC-DC. Dzięki temu rośnie efektywność energetyczna, ponieważ sieć zasilana wyłącznie prądem stałym zwykle oszczędza 2-4% energii w porównaniu do sieci zasilanej prądem przemiennym. Dalsze oszczędności są możliwe dzięki wykorzystaniu energii hamowania i bezpośredniemu magazynowaniu prądu stałego.

Pracownik wykonujący prace przy szafie sterowniczej

W zastosowaniach DC łuk elektryczny może spowodować uszkodzenie styków i części obudowy, a w najgorszym przypadku również stanowić zagrożenie dla użytkowników. Ta okoliczność wymaga nowego podejścia do projektowania złącza. Różne technologie złączy DC zostały opracowane przez Phoenix Contact w ramach projektów badawczych. Rozwiązania gaśnicze w złączach to innowacyjne podejście do ochrony operatorów przed zagrożeniami związanymi z łukiem elektrycznym.

Logo ODCA

Wierzymy w sieci prądu stałego Phoenix Contact jest kompetentnym partnerem w zakresie stosowania sieci DC w przemyśle

Jako jeden z 39 partnerów z obszaru przemysłu i badań naukowych jesteśmy również częścią projektu badawczego DC-INDUSTRIE 2 realizowanego przez ZVEI, który jest finansowany przez niemieckie Federalne Ministerstwo Gospodarki i Ochrony Klimatu.
Firma Phoenix Contact jest oczywiście również zaangażowana w kolejny projekt, ODCA (Open Direct Current Alliance).

Dr Christian Helmig, Vice President Field Device Connectors i dr Martin Wetter, Executive Vice President Innovation w Phoenix Contact GmbH & Co. KG przed rozdzielnią prądu stałego

W związku z koniecznością transformacji energetycznej w produkcji przemysłowej i związanym z nią maksymalnym wykorzystaniem energii odnawialnych, za cel projektu obrano efektywne, bezpieczne i niezawodne zasilanie zakładów produkcyjnych prądem stałym.

Phoenix Contact uczestniczy w krajowych i międzynarodowych komitetach i grupach roboczych oraz prowadzi intensywne badania nad wykorzystaniem przemysłowych sieci prądu stałego w automatyzacji produkcji z naciskiem na nowoczesne instalacje elektryczne.

Jedną z kluczowych kwestii, którą zajmuje się Phoenix Contact, jest na przykład zapobieganie powstawaniu łuku elektrycznego w obszarze złączy DC.

Pracownicy planujący budynek z siecią DC

Od teorii do praktyki

Phoenix Contact idzie jednak jeszcze dalej, bo same badania nam nie wystarczają. Jako lider innowacji i ekspert w dziedzinie instalacji elektrycznych chcemy zrobić pierwszy krok, być tam, zdobywać doświadczenie i rozwiązywać problemy.
Właśnie dlatego nowy budynek 60 został zbudowany w naszym kampusie, który ma własną sieć prądu stałego. Oczywiście opieramy się na własnych produktach i w tych ramach rozwijamy kolejne komponenty obsługujące prąd stały.

Prąd stały jako prekursor produkcji neutralnej pod względem emisji CO₂
Budynek 60 – Wzorcowy przykład sieci prądu stałego
Nowy budynek 60 w Blombergu posiada również własną przemysłową sieć prądu stałego i w pełni wykorzystuje potencjał odnawialnych form energii.
Do zastosowań DC G60
Zakład Phoenix Contact w Blombergu