Приверженность технологии постоянного тока Местные сети постоянного тока позволяют сэкономить до 20 % энергии, сделать вырабатываемую электроэнергию пригодной для хранения и сократить количество ресурсов, необходимых для их строительства.
DC Twins
Они являются флагманами технологии постоянного тока компании Phoenix Contact. Мартин Веттер и Кристиан Хельмиг полностью поддерживают миссию Phoenix Contact – All Electric Society. И постоянный ток, уверены они, может внести ценный вклад в успех сбалансированного энергетического перехода.
Он повсюду
В повседневной жизни нас постоянно окружает постоянное напряжение. «Все электрические устройства с дисплеем, от стиральных машин и смартфонов до автомобильной электроники, содержат постоянный ток. Любой электропривод обычно работает на постоянном токе. Каждая батарея хранит постоянный ток. Существует очень мало приборов, таких как старые тостеры или утюги, которые работают непосредственно на переменном токе», – объясняет Мартин Веттер.
А Кристиан Хельмиг добавляет: «Постоянное напряжение снова стало важной темой благодаря производителям возобновляемой энергии, особенно солнечной. Будь то солнечные модули или ветряные колеса, полученная энергия сначала преобразуется в постоянный ток. А в электромобилях батареи с постоянным током приводят в движение колеса».
Солнечная панель на крыше All Electric Society Factory от Phoenix Contact
Преимущество постоянного тока
Это весомые аргументы, которые играют на руку поздним преемникам Томаса Алвы Эдисона: Эффективность, возможность хранения и ресурсы. Сразу видно, что при каждом преобразовании энергии часть ее теряется в виде тепла. Если электричество вырабатывается ветром или солнцем, оно изначально поставляется в постоянном напряжении. Преобразование в переменный ток «съедает» около 20 % исходной энергии. Этого можно избежать, если оставаться в мире постоянного тока.
Второе преимущество - рекуперация, т.е. использование избыточной кинетической энергии. «Особенно легко это сделать с постоянным током. И это важно не только для электромобильности, но и во многих промышленных областях, таких как многоярусные стеллажные системы или промышленные роботы. Энергия восстанавливается, когда движение уменьшается», – добавляет менеджер по инновациям Веттер. «Поэтому эффективность является одним из ключевых вопросов, когда речь идет о расширении использования постоянного тока».
Постоянный ток поступает от зарядных станций в тяговые батареи электромобилей
Прямое хранение - еще один плюс. Энергия от батарей - это постоянный ток. Системы постоянного тока могут накапливать энергию непосредственно в батареях без преобразования или извлекать ее. Сложность систем снижается, что, в свою очередь, приводит к повышению эффективности.
Чего еще не хватает, так это экономии ресурсов, которая начинается с экономии материала, поскольку необходимые медные провода имеют значительно меньшее сечение. А необходимая подключенная нагрузка, то есть количество электроэнергии, которое оператор сети предоставляет по договору, может быть примерно на две трети меньше, чем при обычном подключении к сети переменного тока. «Это позволяет экономить деньги сразу, еще до запуска машины», – объясняет Кристиан Хельмиг.
Доктор Мартин Веттер объясняет преимущества переменного тока
Преимущество переменного тока
Переменный ток демонстрирует свои преимущества при передаче питания на большие расстояния. Доктор Веттер: «Если я хочу передать определенное количество энергии, мне нужен ток, умноженный на напряжение. Если я хочу передать большую мощность, мне нужно увеличить ток или напряжение, или и то, и другое. Однако потери при передаче по таким линиям зависят исключительно от силы тока. Они даже возрастают квадратично, т.е. удвоенный ток равен четырехкратным потерям. Именно поэтому большая мощность передается на большие расстояния с помощью переменного тока и высокого напряжения. Это минимизирует потери при передаче электроэнергии. Преобразование простое и чрезвычайно надежное при использовании соответствующих трансформаторов». Таким образом, в классической технологии распределительных сетей с несколькими крупными электростанциями и звездообразным распределением переменный ток является основным.
Переменный ток также имеет высокие показатели в плане управляемости. Мартин Веттер комментирует: «На самом деле нет ничего, что не работало бы с постоянным током. Однако в области переменного тока мы добились чрезвычайно высоких стандартов безопасности. Для сравнения: только в Германии ежегодно на дорогах погибает около 3 000 человек. Но только 30 смертей от поражения электрическим током, несмотря на огромное распространение».
Доктор Кристиан Хельмиг объясняет разницу между постоянным и переменным током
Почему работа с постоянным током до сих пор остается уделом специалистов? Кристиан Хельмиг объясняет: «Реальная разница между постоянным и переменным током в повседневной жизни заключается в отсутствии пересечения нуля напряжения. Если работающий прибор отключается от сети переменного тока, возникает электрическая дуга. Но она почти не заметна, поскольку длится всего долю секунды. С постоянным током нужно быть гораздо более бдительным. Отключение прибора от сети при постоянном напряжении вызывает опасную электрическую дугу, представляющую огромный риск как для пользователя, так и для материала. Поэтому одна из наших целей при разработке продукции - достичь такого же уровня безопасности в технологии постоянного тока, к которому привык конечный пользователь при работе с переменным током».
ArcZero – штекерные соединители для сетей постоянного тока
Сотрудничество делает постоянный ток сильным
Мартин Веттер приходит на помощь: «Благодаря новой силовой электронике мы можем снова использовать преимущества постоянного напряжения. И у нас появились первые изделия, специально предназначенные для прямого использования постоянного тока. Но стандартизации по-прежнему не хватает».
Доктор Хельмиг добавляет: «Например, наш ArcZero - это первый штекерный соединитель, который мы разработали исключительно для постоянного тока. Встроена схема, распознающая контакт. Если я выдерну штекер из розетки под нагрузкой, здесь тоже возникнет электрическая дуга, но она будет минимальной, потому что ток запускает цепь».
Веттер: «Это показывает, почему мы не можем сразу перевести все на постоянный ток. Простой штекер и простая розетка имеют гораздо более сложную конструкцию, чтобы обеспечить одинаковое использование. Мир переменного тока просто зарекомендовал себя. Поэтому мы также являемся основателями Open Direct Current Alliance (ODCA), в котором более 70 компаний уже объединили свои усилия для разработки стандартов для устройств. Концепция системы важнее, чем индивидуальная конкуренция между инновациями».
Доктор Хельмиг и доктор Веттер убеждены в постоянном токе
Заключение
Доктор Хельмиг уверен: «По мере увеличения количества реализованных проектов использовать эту технологию будет все проще и проще. Тем временем интерес клиентов постоянно растет. Многие наши промышленные клиенты хотят узнать больше об опыте, который мы получаем на All Electric Society Factory, и также посещают нас».
Два новатора не сомневаются в успехе своей миссии: «Мы уверены, что эта технология имеет смысл. Преимущества налицо. Это прекрасно согласуется с нашим видением All Electric Society, поэтому разрабатываемые изделия также являются достойными инвестициями в будущее».
Свяжитесь с нашими экспертами
Дополнительные материалы
Сети постоянного тока для объединения секторов
Электромобильность, солнечные установки и аккумуляторные накопители совершают революцию в промышленности.
Аккумуляторные накопители в качестве функционального ускорителя
Phoenix Contact использует открытую систему управления для устранения разрыва между выработкой электроэнергии, хранением и ее дальнейшим использованием.