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A neutralidade de CO₂ e a descarbonização são as metas globais que também impulsionam a Phoenix Contact. A visão de futuro da All Electric Society descreve um mundo onde a energia de fontes renováveis está acessível a todos em quantidade suficiente. Essa visão requer conceitos sustentáveis para o fornecimento de energia e o acoplamento setorial, bem como o gerenciamento inteligente de energia. Uma abordagem é a expansão das redes elétricas DC na indústria.
Projetos de pesquisa como o DC industrial já estão demonstrando os benefícios dos sistemas de corrente contínua em aplicações industriais. A utilização da energia de recuperação, a transmissão mais eficiente de energia entre setores e a conservação de recursos sensíveis levam a um melhor equilíbrio de energia na rede elétrica DC.
Como fornecedor de componentes, sistemas e soluções na área de eletrotécnica, eletrônica e automação, naturalmente queremos testar as vantagens de uma rede elétrica DC e a melhoria da eficiência energética associada a ela, além de desenvolver soluções inovadoras.
Portanto, para nós era óbvio montar nossa própria rede elétrica DC com nossos próprios componentes. Para a rede separada DC em nosso novo edifício, a All Electric Society Factory em Blomberg, utilizamos soluções existentes e desenvolvemos novos componentes que podem ser usados em uma rede elétrica DC de 650 V.
A rede elétrica DC na All Electric Society Factory é alimentada pela rede pública de corrente alternada, entre outras fontes, e conecta outros geradores e unidades de armazenamento com os consumidores de corrente contínua. Tanto a geração de energia renovável por meio de instalações fotovoltaicas quanto o armazenamento de energia em baterias são realizados com corrente contínua. Isso oferece um grande benefício na redução das perdas de conversão e na economia de material na instalação e nos aparelhos.
A rede elétrica DC conecta instalações fotovoltaicas, acumuladores de bateria e estações de carga de eletromobilidade por meio do nível de tensão de 650 V em um sistema TN. Além disso, vários sistemas IT de baixa tensão DC são alimentados com 400 V a partir dessa rede separada DC de 650 V. Os consumidores, como iluminação, circuitos de controle e sistemas de produção, são conectados a esses subsistemas de 400 V DC.
A rede separada DC de 650 V é gerada a partir da rede de corrente alternada de baixa tensão (rede AC) por meio dos módulos CHARX Power High Power. A conexão bidirecional também permite que a energia excedente de outros alimentadores seja devolvida à rede de alimentação.
Uma instalação fotovoltaica com uma saída de pico de 100 kW é conectado à distribuição de energia principal de baixa tensão DC. A geração de energia renovável usando sistema fotovoltaico é baseada em corrente contínua. A conversão DC-DC necessária é especialmente simples usando os módulos de potência CHARX em formato de 19" com rastreamento do ponto de potência máxima, pois a sincronização com uma rede de corrente alternada não é necessária. A interligação inteligente de geradores e consumidores com um sistema de gerenciamento de energia (EMS) integra a geração de energia volátil do sistema fotovoltaico usando um acumulador de bateria de forma a minimizar o influxo de energia da rede pública de fornecimento de energia.
Para compensar os requisitos de energia mais duradouros na All Electric Society Factory, foi integrado um acumulador de bateria de 300 kWh. Como de costume, ele está localizado fora do prédio por motivos de segurança contra incêndio e seguro.
O acumulador de bateria pode ser usado para cobrir picos de carga, conhecido como controle de picos de corrente, por exemplo, ao dar partida em máquinas grandes. O acumulador de bateria também pode ser utilizado no caso de uma interrupção na rede pública, garantindo assim a estabilidade e a segurança de alimentação em toda a rede elétrica DC.
A conexão bidirecional de estações de carga de veículos elétricos com a rede separada DC de 650 V permite que a energia flua em duas direções. Assim, as baterias dos veículos podem ser carregadas e também usadas como acumulador de energia de curto prazo. Combinado com o controlador inteligente da família PLCnext Control e um EMS (sistema de gerenciamento de energia), isso possibilita cobrir picos de carga muito altos em curto prazo e contribuir para a qualidade da rede.
Internamente, a rede separada DC de 650 V alimenta consumidores em instalações fixas. Além disso, os circuitos finais no nível de tensão de 400 V DC são fornecidos pela rede separada DC de 650 V por meio de conversores isolantes, por exemplo, para iluminação e conexões para dispositivos móveis. As redes separadas DC de 400 V são, portanto, circuitos DC isolados (sistema DC TI).
Os dispositivos de corrente alternada atuais no nível de baixa tensão AC exigem unidades de fonte de alimentação internas com retificadores e circuitos intermediários DC para alimentar PCs, monitores e tecnologia de iluminação LED. Se esses dispositivos forem alimentados diretamente por uma rede separada DC, uma grande parte do peso e do volume dos circuitos de entrada poderá ser economizada.
A tensão mais baixa nos circuitos finais leva em conta a proteção pessoal de acordo com a norma DIN VDE 0100-410. As redes de TI são monitoradas quanto ao isolamento e são desligadas em caso de falha.
Os circuitos finais CC com conversores DC-DC CHARX podem ser usados em aplicações industriais poderosas. Se for necessária uma tensão de alimentação auxiliar de 24 V DC, as fontes de alimentação em trilho de fixação da família QUINT POWER podem ser usadas.
