Sieci prądu stałego w przemyśle

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 DC jako energia elektryczna. Zasobniki energii gromadzą nadwyżki energii elektrycznej prądu stałego do późniejszego wykorzystania.
Połączenie zrównoważonego wytwarzania, rekuperacji i magazynowania energii zapewnia bardziej zrównoważony rozwój i wyższą efektywność energetyczną w fabryce.

Oprócz oszczędności w zużyciu energii, zastosowanie sieci DC tworzy również potencjał w zakresie oszczędności materiałów i przestrzeni.

Straty energii można zmniejszyć o około 6 do 8%, rezygnując z konwersji DC-AC. Ponadto zastosowanie odpowiedniego zasobnika energii prowadzi do zmniejszenia mocy dostarczanej do sieci nawet o 80%. Pełne wykorzystanie energii hamowania pozwala również na 15 do 20% większe oszczędności energii, w zależności od zastosowania. Czynniki te znacznie zwiększają efektywność energetyczną sieci DC w porównaniu do sieci prądu przemiennego.

Potencjał oszczędności materiału i miejsca jest również znaczny. W sieciach DC możliwe są oszczędności do 40% miedzi i materiałów izolacyjnych przy identycznej mocy. 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.

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 6 do 8% energii w porównaniu do sieci zasilanej prądem przemiennym. Dalsze oszczędności są możliwe dzięki wykorzystaniu energii hamowania i bezpośredniemu magazynowaniu prądu stałego.

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.