Trecerea în realitate Simplu de realizat. În Blomberg a fost construită o clădire de fabrică în care, datorită unei rețele sofisticate de curent continuu, producția a devenit mai eficientă din punct de vedere energetic și mai sustenabilă. O privire în culise dezvăluie cum funcționează curentul continuu în practică.
2.760 de panouri solare pe o suprafață de acoperiș de 11.000 m²
All Electric Society Factory
O după-amiază însorită în Blomberg. Șiruri lungi de panouri solare se ondulează ca o mare de sticlă pe suprafața de 11.000 m² a acoperișului. De îndată ce lumina soarelui atinge materialul semiconductor, energia electrică circulă. Cu excepția dimensiunii instalației, aceasta este o priveliște complet normală pe multe acoperișuri din Germania.
Însă, această clădire este diferită: în timp ce în alte locuri invertoarele asigură transformarea curentului continuu din instalația solară în curent alternativ, aici acesta este transferat direct în rețeaua locală de curent continuu. „O rețea de curent continuu optimizează întregul lanț energetic, de la generare, distribuție, stocare și până la consum”, explică Tobias Lüke, expert în rețele de curent continuu la Phoenix Contact.
Expertul își începe cu plăcere turul clădirii de pe acoperiș. Aici, lângă panourile solare, devine evident de ce curentul continuu câștigă teren peste tot: „Nu numai generatoarele funcționează pe bază de curent continuu, ci și sistemele de stocare sau consumatorii. Majoritatea dispozitivelor electrice și unităților de producție utilizează curent continuu.”
Stații de încărcare în curent continuu în fața All Electric Society Factory
Reducerea vârfurilor de sarcină
În fața All Electric Society Factory se află și zece puncte de încărcare. Acestea sunt actori importanți în lumea curentului continuu. Prin urmare, Tobias Lüke prezintă drumul către parcare, unde sunt aliniate distribuitoare de energie. „În viitor, mașinile de serviciu nu numai că își vor putea încărca bateriile de acționare prin intermediul stațiilor de încărcare bidirecțională în curent continuu, ci și vor putea alimenta energie înapoi în sistem în mod direct, fără a fi nevoie să o convertească din nou”, explică Lüke.
O privire în interiorul uneia dintre stațiile de încărcare arată că Phoenix Contact se află în poziția ideală în ceea ce privește subiectul curentului continuu. „Protecție împotriva descărcărilor și pentru dispozitive, întrerupătoare de curent continuu și mufe de încărcare pentru curent continuu – fluxurile de energie sunt controlate în mod optim de către modulele noastre de putere.”
Însă, bateriile vehiculelor nu înseamnă tot: Tobias Lüke arată spre un container alb care nu iese în evidență: „O alimentare cu energie stabilă bazată pe energie regenerabilă necesită sisteme de stocare suficient de mari și eficiente pentru a compensa fluctuațiile”, explică expertul în curent continuu.
„Și putem folosi aceste sisteme de stocare pentru a echilibra vârfurile de sarcină în comparație cu rețeaua publică de alimentare.” Vârfurile de sarcină apar la pornirea motoare electrice mari din utilajele de producție. Apoi, acestea consumă pentru scurt timp mai mult curent decât cantitatea convenită cu furnizorul. Iar furnizorul cere un preț mare pentru asta. „Prin atenuarea vârfurilor de sarcină cu ajutorul bateriilor noastre, am reușit să reducem costurile energetice cu până la 80 %.”
Tablouri electrice pentru rețeaua de curent continuu
Gândește, ghidează și controlează
Tobias Lüke ne duce în catacombele tehnice ale clădirii, și anume în subsol, unde se află sistemul nervos central al alimentării cu curent continuu. Tablourile electrice sunt aliniate unul după altul. Acestea nu numai că integrează sistemele fotovoltaice, sistemele de stocare a bateriei și stațiile de încărcare în sistem. Aici se alimentează energie electrică din rețeaua publică sau se returnează surplusurile.
„Modulele noastre de putere pot fi utilizate în mod bidirecțional – adică în ambele direcții”, explică Lüke, deschizând un tablou electric în care modulele sunt aliniate ca niște sertare. „Structura modulară permite asamblarea flexibilă a tablourilor electrice, iar performanța poate fi scalată simplu în funcție de necesități.”
Tablou electric de curent continuu în All Electric Society Factory
Mai puțin cupru și economii de curent
O singură răsucire și tabloul electric este deschis. Mult roșu și alb într-o apropiere intimă – plus și minus în rețeaua de curent continuu. Un alt lucru care iese imediat în evidență: cablurile și alte componente sunt semnificativ mai mici decât în cazul distribuitoarelor convenționale – un alt avantaj al acestei tehnologii: „Rețelele de curent continuu necesită mai puțin cupru pentru transmiterea curentului. Se poate economisi până la 55 % din această materie primă scumpă. String-urile albe și roșii de la sistemul fotovoltaic ajung tot aici, la centrul de comutare. Acestea alimentează magistrala de curent continuu prin intermediul unor convertoare CC/CC cu o putere totală de 120 kW.
Curentul continuu este distribuit de la distribuitorul principal de joasă tensiune la zona de producție. Aici, iluminatul funcționează direct cu energie din rețeaua de curent continuu. Două ramuri duc la conexiunea la utilajele de producție. „În rețeaua de curent continuu, putem utiliza energia de frânare de la roboți și sisteme de acționare și o putem alimenta direct înapoi în sistem”, spune Lüke, explicând următorul avantaj important al curentului continuu. „Numai prin această recuperare se obține a creștere a eficienței cu până la 20 %, în funcție de aplicație.”
Dacă în rețeaua de curent continuu încă există un surplus de energie în ciuda tuturor consumatorilor și sistemelor de stocare, convertoarele CA/CC bidirecționale o vor alimenta înapoi în rețeaua publică de curent alternativ, în conformitate cu cerințele rețelei.
Întrerupător CONTRACTON ELR HDC
Devine tangibilă
Întrerupătorul ELR HDC este utilizat oriunde sarcinile de curent continuu trebuie comutate în siguranță în All Electric Society Factory. Acesta combină funcțiile de protecție, comutare, monitorizare, preîncărcare și capacitate de rețea. Contoarele speciale de energie pentru curent continuu înregistrează fluxurile de energie. Iar pentru conectarea conexiunilor de curent continuu, se utilizează conectorul de curent continuu ArcZero. Acesta permite conectarea și deconectarea fără arc electric sub sarcină.
Managementul de sarcină și managementul supraordonat al rețelei de curent continuu sunt gestionate de platforma software PLCnext Engineer. Aceasta combină domeniile individuale într-un sistem integral. De asemenea, controlerul integrează în managementul energetic al clădirii date precum costurile energiei electrice la bursele de energie electrică, prognozele meteo și datele zilnice de la stația de măsurare de pe acoperiș.
Tobias Lüke, expert în rețele de curent continuu
Nu doar vorbe
All Electric Society Factory din Blomberg se bucură deja de o reputație în industrie care depășește cu mult granițele naționale. Nu doar vorbe, ci și fapte – curentul continuu funcționează deja aici și acum, după cum ne demonstrează în fiecare zi producția bazată pe curent continuu cu bilanțul său energetic.
Dar „această instalație este concepută în mod expres și pentru scopuri experimentale și teste operaționale”, completează Tobias Lüke. Per total, creatorii acestui proiect pilot speră să obțină și mai multe economii și câștiguri în materie de eficiență. Printre altele, sunt planificate construcția unei mici turbine eoliene, a unui electrolizor pentru producția de hidrogen și a unor pile de combustie, care la rândul lor generează electricitate din hidrogenul stocat.
Phoenix Contact se dedică de mult timp cercetării și dezvoltării tehnologiei de curent continuu și este membru fondator al Open Direct Current Alliance (ODCA). Când a început planificarea clădirii, pe piață nu existau aproape nicio componentă sau standarde pentru utilizarea tehnologiei de curent continuu. Astăzi, situația este diferită, subliniază Tobias Lüke: „Având în vedere componentele disponibile, progresul în materie de reglementări, expertiza tot mai mare și colaborarea cu parteneri competenți, merită și ca alte companii să facă acest pas.”
S-a întunecat în Blomberg. Ne aflăm la sfârșitul turului, iar Tobias Lüke închide poarta uneia dintre cele mai inovatoare clădiri de fabrică din Europa.
Concluzie
Curentul continuu ne înconjoară de mult timp în fiecare aspect al vieții noastre de zi cu zi. Cu toate acestea, atunci când este privită global, această energie relevă o adevărată comoară în ceea ce privește potențialul de economisire. All Electric Society Factory și-a propus să dezgroape această comoară. Și nu doar ca un proiect unic, ci ca un model pentru multe alte clădiri industriale și de producție.
Introducerea sistemelor de curent continuu în logistica producției și în industrie va oferi un potențial semnificativ pentru economii de energie, în special pentru sarcinile dinamice, cum ar fi roboții utilizați în producție: puterea de vârfurile de sarcină pot fi reduse cu până la 85 %, iar eficiența energetică poate fi crescută cu până la 20 %.
Dacă se implementează în mod consecvent, fantoma electricității industriale scumpe nu va mai fi atât de înspăimântătoare. Clădirea ca sursă de energie și sistem de stocare – astăzi, cu tehnologia existentă și într-un mediu de producție solicitant.
Ia legătura cu experții noștri
Contribuții suplimentare
Curent continuu cu pasiune
Rețelele locale de curent continuu pot aduce economii de energie de până la 20 de procente, permit stocarea directă a energiei electrice generate și reduc resursele necesare pentru construirea acestora.
Rețele de curent continuu pentru interconectarea sectoarelor
Mobilitatea electrică, instalațiile solare și bateriile de stocare revoluționează industria.