Corrente contínua com paixão As redes locais de corrente contínua podem poupar até 20 % de energia, tornar a eletricidade produzida diretamente armazenável e reduzir a quantidade de recursos necessários para a sua construção.
Os DC Twins
São os porta-estandarte da tecnologia de corrente contínua da Phoenix Contact. Martin Wetter e Christian Helmig estão totalmente empenhados na missão da Phoenix Contact, a All Electric Society. E a corrente contínua, têm a certeza, pode dar um contributo valioso para o sucesso da transição energética sustentável.
Está em todo o lado
Estamos constantemente rodeados de tensão contínua na vida quotidiana. "Todos os aparelhos elétricos com ecrã, desde máquinas de lavar roupa e smartphones até à eletrónica automóvel, contêm corrente contínua. Qualquer acionamento elétrico funciona geralmente com corrente contínua. Todas as pilhas armazenam corrente contínua. Há muito poucos aparelhos, como torradeiras antigas ou ferros de engomar, que funcionam diretamente com corrente alternada", explica Martin Wetter.
E Christian Helmig acrescenta: "A tensão contínua voltou a ser um grande tema graças aos produtores de energia renovável, especialmente a solar. Quer se trate de módulos solares ou de turbinas eólicas, a energia captada é primeiro convertida em corrente contínua. E nos veículos eléctricos, são as baterias com corrente contínua que acionam as rodas".
Campo solar no telhado da fábrica da l Electric Society Factory de Phoenix Contact
Vantagem corrente contínua
Estes são argumentos tangíveis que jogam a favor dos sucessores tardios de Thomas Alva Edison: eficiência, capacidade de armazenamento e recursos. É imediatamente óbvio que em cada transformação de energia, parte dela se perde sob a forma de calor. Se a eletricidade for produzida pelo vento ou pelo sol, está inicialmente disponível em tensão contínua. A conversão em corrente alternada "consome" cerca de 20 % da energia original. Isto pode ser economizado se ficarmos no mundo da corrente contínua.
A segunda vantagem é a recuperação, ou seja, a utilização da energia cinética excedente. "Isto é particularmente fácil com corrente contínua. E isto não é apenas importante para a E-mobility, mas também em muitas áreas industriais, como sistemas de prateleiras altas ou robôs industriais. A energia é recuperada quando o movimento é reduzido", acrescenta o diretor de inovação Wetter. "A eficiência é, portanto, uma das questões-chave quando se trata de aumentar a utilização da corrente contínua."
A corrente contínua flui das estações de carga para as baterias de tração dos veículos elétricos
O armazenamento direto é outro ponto positivo. A energia das baterias é corrente contínua. Os sistemas de corrente contínua podem armazenar ou recuperar energia diretamente em baterias sem conversão. A complexidade dos sistemas diminui, o que, por sua vez, conduz a uma maior eficiência.
O que ainda falta é a conservação dos recursos, que começa com a poupança de material, uma vez que os condutores de cobre necessários têm secções transversais significativamente mais pequenas. E a carga ligada necessária, ou seja, a quantidade de energia elétrica que o operador de rede fornece contratualmente, pode ser cerca de dois terços inferior à de uma ligação de corrente contínua convencional. "Isto poupa dinheiro imediatamente, mesmo antes de uma máquina estar a funcionar", explica Christian Helmig.
O Dr. Martin Wetter explica as vantagens da corrente alternada
Vantagem da corrente alternada
A corrente alternada mostra as suas vantagens na transmissão de energia a longas distâncias. Dr. Wetter: "Se eu quiser transmitir uma certa quantidade de energia, preciso de corrente vezes tensão. Se eu quiser transmitir muita potência, tenho de aumentar a corrente ou a tensão, ou ambas. No entanto, as perdas de transmissão nessas linhas dependem apenas da corrente. Aumentam mesmo quadraticamente, ou seja, o dobro da corrente equivale a quatro vezes as perdas. É por isso que a alta potência é transmitida a longas distâncias com corrente alternada e altas tensões. Isto minimiza as perdas de transmissão. A conversão é simples e extremamente fiável com os transformadores adequados. "Na tecnologia clássica das redes de distribuição com algumas grandes centrais elétricas e distribuição em forma de estrela, a corrente alternada está, portanto, estabelecida.
A corrente alternada também tem uma pontuação elevada no que diz respeito ao manuseamento. Martin Wetter comenta: "Na verdade, não há nada que não funcione com corrente contínua. No entanto, o que alcançámos no domínio da corrente alternada foi um padrão de segurança extremamente elevado. Para comparação: só na Alemanha, morrem todos os anos cerca de 3 000 pessoas nas estradas. Mas apenas 30 mortes por choques elétricos, apesar da enorme propagação".
O Dr. Christian Helmig explica as diferenças entre corrente contínua e corrente alternada
Porque é que trabalhar com corrente contínua continua a ser o domínio dos especialistas? Christian Helmig explica: "A verdadeira diferença entre a corrente contínua e a corrente alternada na vida quotidiana é a ausência de passagem por zero da tensão. Se um aparelho em funcionamento for desligado da rede numa rede de tensão alternada, é criado um arco elétrico. Mas quase não se dá por isso, pois dura apenas uma fração de segundo. É preciso ser muito mais vigilante com a corrente contínua. A desconexão de um aparelho da rede sob tensão contínua desencadeia um arco elétrico perigoso que representa um risco enorme para o utilizador e para o material. É por isso que um dos nossos objetivos de desenvolvimento de produtos é atingir um nível de segurança na tecnologia para corrente contínua semelhante ao que o utilizador final está habituado com a corrente alternada".
ArcZero - Conectores para redes elétricas DC
A cooperação fortalece a DC
É aqui que entra Martin Wetter: "Graças à nova eletrónica de potência, temos agora formas de utilizar novamente as vantagens da tensão contínua. E temos os nossos primeiros produtos que se destinam especificamente à utilização direta da corrente contínua. Mas continua a haver falta de normalização."
O Dr. Helmig acrescenta: "O nosso ArcZero, por exemplo, é o primeiro conector que desenvolvemos exclusivamente para corrente contínua. Está integrado um circuito que reconhece o contacto. Se eu puxar a ficha com carga, também se cria aqui um arco elétrico, mas é mínimo, porque a corrente desencadeia o circuito".
Wetter: "Isto mostra porque é que não podemos converter tudo em corrente contínua de imediato. Uma simples ficha e uma simples tomada têm uma conceção muito mais complexa para conseguir o mesmo manuseamento. O mundo da corrente alternada está simplesmente estabelecido. Por isso, somos também membros fundadores da Open Direct Current Alliance (ODCA), na qual mais de 70 empresas já uniram forças para desenvolver normas para os dispositivos. O conceito de sistema é mais importante do que a competição individual entre inovações."
O Dr. Helmig e o Dr. Wetter confiam na DC
Conclusão
O Dr. Helmig está confiante: "À medida que o número de cenários aumenta, será cada vez mais fácil utilizar esta tecnologia. Entretanto, o interesse dos clientes está a aumentar constantemente. Muitos dos nossos clientes industriais querem saber mais sobre as experiências que estamos a fazer atualmente na All Electric Society Factory e também nos visitam."
Os dois inovadores não têm dúvidas quanto ao sucesso da sua missão: "Acreditamos que esta tecnologia faz sentido. As vantagens são óbvias. Enquadra-se perfeitamente na nossa visão de uma All Electric Society Factory, pelo que os produtos a desenvolver são também investimentos que valem a pena no futuro."
Ligue-se aos nossos especialistas
Outras contribuições
Redes separadas DC para o acoplamento sectorial
A E-mobility, os sistemas de energia solar e os acumuladores de bateria revolucionam a indústria.
Acumuladores de bateria como propulsor funcional
Com a tecnologia de comando, a Phoenix Contact fecha a lacuna entre a produção de energia, o armazenamento e o uso posterior.