Exemplo de aplicação
23.06.2025

O salto para a realidade Basta fazer. Em Blomberg, foi construída uma fábrica onde, graças a uma sofisticada rede elétrica DC, é possível produzir de forma mais eficiente em termos de energia e sustentável. Uma olhada nos bastidores revela como a corrente contínua funciona na prática.

All Electric Society Factory
Painel solar em um galpão de fábrica

2 760 painéis solares em 11 000 m² de superfície de telhado

A All Electric Society Factory

Uma tarde ensolarada em Blomberg. Longas fileiras de painéis solares ondulam como um mar de vidro em 11 000 m² de superfície de telhado. Assim que a luz solar atinge o material semicondutor, a corrente flui. Além do tamanho da instalação, essa é uma visão completamente normal em muitos telhados alemães.

Mas este edifício é diferente: onde em outros locais os inversores garantem que a corrente contínua do sistema de energia solar seja convertida em corrente alternada, aqui ela flui diretamente para uma rede elétrica DC local. "Uma rede elétrica DC otimiza toda a cadeia de energia incluindo produção, distribuição, armazenamento e consumo", explica Tobias Lüke, especialista em redes elétricas DC da Phoenix Contact.

O especialista gosta de começar sua visita guiada ao edifício pelo telhado. Aqui, no campo solar, fica claro por que a corrente contínua está ganhando terreno em todos os lugares: "Não são apenas os geradores que funcionam com base na corrente contínua, mas também os acumuladores de energia ou os consumidores. A maioria dos dispositivos elétricos e unidades de produção funciona com corrente contínua."

Estações de carga DC em frente à All Electric Society Factory

Estações de carga DC em frente à All Electric Society Factory

Retirar os picos das cargas

Em frente à All Electric Society Factory também se encontram dez pontos de carregamento. Eles são intervenientes importantes no cosmos da corrente contínua. Por isso, Tobias Lüke conduz o caminho até o estacionamento, onde estão alinhados os dispensadores de energia. "No futuro, os veículos da empresa poderão não apenas carregar suas baterias de acionamento por meio de estações de carga DC bidirecionais (DC = corrente contínua), mas também alimentar a energia diretamente de volta ao sistema, sem uma nova conversão", explica Lüke.

Uma olhada no interior de uma das estações de carga mostra que a Phoenix Contact está bem posicionada para o tema de corrente contínua. "Proteção contra surto e de dispositivos, disjuntores DC e conectores de carga DC – os fluxos de energia são controlados de forma ideal por nossos módulos de potência."

Mas as baterias dos veículos estão longe de ser tudo: Tobias Lüke aponta para um discreto contêiner branco: "Um fornecimento estável de energia baseado em energia renovável requer acumuladores suficientemente grandes e confiáveis para compensar as flutuações", explica o especialista em corrente contínua.

"E podemos usar esses acumuladores para compensar os picos de carga em relação à rede de alimentação pública." Os picos de carga ocorrem, p. ex., na partida de grandes motores elétricos em máquinas de produção. Então, eles consomem brevemente mais corrente do que o acordado com o fornecedor. E isso tem um preço alto. "Ao amortecer os picos de carga com nossas baterias, conseguimos reduzir os custos de eletricidade em até 80 %."

Quadros de comando para a redes elétricas DC

Quadros de comando para a redes elétricas DC

Pensar, orientar e controlar

Tobias Lüke nos leva às catacumbas técnicas do edifício, descendo até o porão, onde está localizado o sistema nervoso central da fonte de alimentação de corrente contínua. Quadros de comando ao lado de outros quadros de comando. Eles não apenas integram a instalação fotovoltaica, o acumulador de bateria e as estações de carga ao sistema. Aqui também é alimentada a corrente da rede pública ou devolvidos os excedentes.

"Nossos módulos de potência podem ser operados de forma bidirecional – ou seja, em ambas as direções", explica Lüke e abre um quadro de comando no qual os módulos estão alinhados como gavetas. "Graças à estrutura modular, os quadros de comando podem ser equipados de forma flexível e a potência facilmente escalonada conforme necessário."

Quadro de comando DC na All Electric Society Factory

Quadro de comando DC na All Electric Society Factory

Avareza de cobre e economia de energia

Um giro e o quadro de comando é aberto. Muito vermelho e branco em harmoniosa combinação – positivo e negativo na rede elétrica DC. O que também é imediatamente perceptível: os cabos e outros componentes são significativamente menores do que nos distribuidores convencionais – outra vantagem dessa tecnologia: "As redes elétricas DC requerem menos cobre para a transmissão de corrente. Dessa forma, é possível economizar até 55 % dessa matéria-prima cara", diz Lüke. Os strings brancos e vermelhos da instalação fotovoltaica também terminam aqui no centro de controle. Eles alimentam o chamado bus DC por meio de conversores DC/DC com uma potência total de 120 kW.

A corrente contínua é distribuída do quadro de distribuição principal de baixa tensão para a área de produção. Aqui, a iluminação funciona diretamente com a energia da rede separada DC. Duas derivações levam à conexão com as máquinas de produção. "Na rede elétrica DC, podemos utilizar a energia de frenagem de robôs e acionamentos e alimentá-la diretamente de volta ao sistema", diz Lüke, explicando a próxima vantagem importante da corrente contínua. "Dependendo da aplicação, apenas essa recuperação pode aumentar a eficiência em até 20 %."

Se, apesar de todos os consumidores e acumuladores, ainda houver energia excedente na rede elétrica DC, os conversores AC/DC bidirecionais a alimentam de volta à rede pública de corrente alternada, em conformidade com a rede.

Disjuntor CONTRACTON ELR HDC

Disjuntor CONTRACTON ELR HDC

Está se tornando tangível

O disjuntor ELR HDC é usado sempre que cargas DC precisam ser comutadas com segurança na All Electric Society Factory. Combina as funções de proteção, comutação, monitoramento, pré-carregamento e capacidade de rede. Contadores de energia DC especiais registram os fluxos de energia. E o conector de corrente contínua ArcZero é usado para as conexões DC. Ele encaixar e separar sob carga, sem arco voltaico.

O gerenciamento de carga e o gerenciamento de rede DC de nível superior são realizados pela plataforma de software PLCnext Engineer. Ela combina as áreas individuais em um sistema consistente. O controlador também integra dados como custos de eletricidade nas bolsas de eletricidade, previsões meteorológicas e dados atualizados diariamente da estação de medição no telhado ao sistema de gerenciamento de energia do edifício.

Tobias Lüke

Tobias Lüke, especialista em redes elétricas DC

Não basta falar

A All Electric Society Factory em Blomberg já tem uma reputação no setor que vai muito além das fronteiras do país. Não basta falar, é preciso implementar – a corrente contínua já está funcionando aqui e agora, como a produção projetada para corrente contínua demonstra todos os dias com seu balanço energético.

Mas "essa instalação também foi expressamente projetada para fins experimentais e testes operacionais", acrescenta Tobias Lüke. No total, os criadores desse projeto piloto esperam economizar ainda mais e aumentar a eficiência. Está planejado, entre outras coisas, a construção de um pequeno aerogerador, um eletrolisador para a produção de hidrogênio e células de combustível, que, por sua vez, produzem eletricidade a partir do hidrogênio armazenado.

A Phoenix Contact está há muito tempo comprometida com a pesquisa e o estabelecimento da tecnologia de corrente contínua e é membro fundador da Open Direct Current Alliance (ODCA). Quando o planejamento do edifício começou, quase não havia componentes e padrões para o uso da tecnologia DC no mercado. Hoje, as coisas são diferentes, enfatiza Tobias Lüke: "Com os componentes disponíveis, os avanços regulatórios, o aumento da competência e a colaboração com parceiros competentes, vale a pena que outras empresas também deem esse passo."

Escureceu em Blomberg. Chegamos ao final da visita guiada e Tobias Lüke fecha o portão do que é provavelmente uma das fábricas mais inovadoras da Europa.

All Electric Society Factory à noite

Conclusão

A corrente contínua já está presente em todos os cantos do nosso quotidiano. No entanto, uma visão integrada dessa energia abriga um verdadeiro tesouro de potencial de economia. A All Electric Society Factory se propôs a desenterrar esse tesouro. E não apenas como um caso isolado, mas como um modelo para muitos outros edifícios industriais e de produção.

A introdução de sistemas de corrente contínua na logística de produção e na indústria oferece um grande potencial de economia de energia, especialmente para cargas dinâmicas como, p. ex., os robôs usados na produção: é possível reduzir os picos de carga em até 85% e aumentar a eficiência energética em até 20%.

Se implementados de forma consistente, o espectro da eletricidade industrial cara perde rapidamente seu terror. O edifício como fonte e acumulador de energia – hoje, com a tecnologia existente e em um ambiente de produção difícil.

Autor: Phoenix Contact

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