Промышленный сектор, в частности, ищет подходящие решения для реализации климатических целей. В условиях изменения климата мир сталкивается с ростом стоимости энергии, дефицитом ресурсов и растущим спросом на энергию. Одним из подходов к решению этой проблемы является переход от сети переменного тока к сети постоянного тока на заводе. Выработка возобновляемой электроэнергии, хранение энергии и рекуперация энергии являются ключевыми словами изменения климата, которые реализуются в микросети постоянного тока. Это снижает потребление энергии и пиковые нагрузки (купирование пиковой нагрузки). Это разгружает и стабилизирует сеть снабжения. Проектирование сети постоянного тока в промышленности является одним из подходов к сбалансированному промышленному производству в будущем.
Сети постоянного тока в промышленности Перспективная технология постоянного тока, разработанная компанией Phoenix Contact, обеспечивает сбалансированное и регенеративное поступление, хранение и распределение энергии. Откройте для себя наши решения для безопасного применения в микросетях постоянного тока.
Передовая технология постоянного тока для устойчивого развития здесь и сейчас Устойчивое развитие – это не просто громкое слово, оно всегда было нашей миссией.
Phoenix Contact ведет Вас по пути к миру с регенеративной энергией, которая эффективно накапливается и распределяется. Таким образом, электрическая энергия может быть использована в любое время и в любом месте. Именно поэтому мы в компании Phoenix Contact уделяем особое внимание концепциям и решениям для безопасного использования технологии постоянного тока в микросетях.
Устойчивое развитие уже начинается с правильного использования технологии постоянного тока.
Постоянный ток – промышленная энергосистема будущего? От производства до хранения и снабжения
В современном мире большинство оконечных устройств уже питаются постоянным током (DC). Как зарядные станции, так и электроприводы в промышленных условиях работают с постоянным током, генерируемым из переменного тока. По этой причине различные компании в рамках проекта DC-INDUSTRIE и DC-INDUSTRIE 2 исследуют целостную интеллектуальную сеть на основе постоянного тока.
Идея заключается в том, что постоянный ток, вырабатываемый возобновляемыми источниками энергии, напрямую снабжает потребителей в сети, например, машины, двигатели или конвейеры, электроэнергией без потерь на преобразование.
Благодаря сетевому взаимодействию в сети постоянного тока, можно также подавать энергию торможения установки обратно в сеть в виде электроэнергии. Произведенные излишки собираются в системах хранения энергии и, при необходимости, подаются обратно в сеть. Это снижает мощность питания до 80 %. Кроме того, можно снизить как пиковую нагрузку, так и нагрузку на коммунальную сеть.
Преимущества сети постоянного тока
- Повышение энергоэффективности, благодаря рекуперации энергии, снижению потерь при преобразовании и использованию возобновляемых источников энергии и энергоаккумуляторов
- Оптимизация ресурсов за счет снижения потребления меди до 55 %, снижения затрат на оборудование и уменьшения занимаемой площади
- Избежание остановок производства из-за отказа сети электроснабжения
- Основа для интеллектуального управления энергетическими потоками
Обзор сети постоянного тока в промышленности
Часто задаваемые вопросы: технология постоянного тока
В микросети на основе постоянного тока электроэнергия вырабатывается за счет эффективной интеграции возобновляемых источников энергии, которые производятся нейтральным с точки зрения выбросов CO₂ способом. Эта энергия используется непосредственно потребителями электроэнергии в сети постоянного тока без дальнейшего преобразования постоянного тока в переменный. Это позволяет экономить потери при преобразовании, что, в свою очередь, снижает потребление энергии. Кроме того, можно использовать всю энергию торможения в процессах подъема. Энергия, которая в противном случае была бы потеряна в виде тепла, теперь возвращается в сеть постоянного тока в виде электрической энергии. Энергоаккумуляторы накапливают излишки электроэнергии постоянного тока для последующего использования.
Сочетание сбалансированной выработки электроэнергии, рекуперации энергии и хранения энергии обеспечивает больше устойчивого развития и более высокую энергоэффективность на заводе.
Помимо экономии энергопотребления, использование сети постоянного тока также создает потенциал в области экономии материалов и пространства.
Потери энергии можно сократить примерно на 6-8 %, отказавшись от преобразования постоянного тока в переменный. Кроме того, использование подходящих энергоаккумуляторов приводит к снижению мощности питания из общественной сети до 80 %. Полное использование энергии торможения также позволяет экономить от 15 до 20 % энергии в зависимости от области применения. Эти факторы значительно повышают энергоэффективность сетей постоянного тока по сравнению с сетями переменного тока.
Потенциал экономии материалов и пространства также значителен. В сетях постоянного тока при той же мощности возможна экономия меди и изоляционных материалов до 40 %. В условиях дефицита ресурсов это имеет большое значение. Конструкция устройств постоянного тока также значительно меньше по размеру, чем устройств переменного тока. Снижение расхода материала позволяет дополнительно экономить пространство.
Преобразование постоянного тока в переменный ток или постоянного напряжения в переменное напряжение связано с потерями, поскольку для преобразования требуется энергия. Это увеличивает потребление энергии, что, в свою очередь, снижает энергоэффективность. Кроме того, необходимы преобразователи DC-AC, которые требуют соответствующего места в приложении, которое экономится за счет отсутствия преобразования.
Использование постоянного тока для потребителей напрямую заменяет прежние преобразования DC-AC-DC. Это повышает энергоэффективность, так как чистая сеть постоянного тока обычно экономит 6 - 8 % энергии по сравнению с сетью переменного тока. Дальнейшая экономия возможна за счет использования энергии торможения и накопления постоянного тока напрямую.
В приложениях постоянного тока электрическая дуга может привести к повреждению контактов и корпусных деталей, а в худшем случае также представлять опасность для пользователей. Это обстоятельство требует нового подхода к разработке штекерных соединителей. Различные технологии для штекерных соединителей постоянного тока были разработаны компанией Phoenix Contact в рамках исследовательских проектов. Использование в штекерных соединителях методов гашения является инновационным подходом для защиты операторов от опасностей, связанных с электрической дугой.
Мы доверяем сетям постоянного тока Phoenix Contact – компетентный партнер по использованию сетей постоянного тока в промышленности
Будучи одним из 39 партнеров из промышленности и научных кругов, мы также являемся частью исследовательского проекта ZVEI «DC-INDUSTRIE 2», который финансируется Федеральным министерством экономики и защиты климата. Phoenix Contact, разумеется, также участвует в следующем проекте - ODCA (Open Direct Current Alliance) в качестве основателя и председателя.
В связи с необходимым энергетическим переходом в промышленном производстве и связанным с этим максимальным использованием возобновляемых источников энергии, рабочая группа поставила перед собой цель обеспечить эффективное, безопасное и стабильное энергоснабжение производственных объектов постоянным током.
Phoenix Contact участвует в национальных и международных рабочих группах и проводит интенсивные исследования в области использования промышленных сетей постоянного тока в области автоматизации предприятий с упором на перспективный электромонтаж.
Например, одним из ключевых вопросов, решаемых компанией Phoenix Contact, является предотвращение электрической дуги в области штекерных соединителей постоянного тока.
От теории к практике Сети постоянного тока на производстве и в зданиях
Phoenix Contact идет еще дальше, потому что одних исследований нам недостаточно. Как лидер в области инноваций и эксперт в области электромонтажа, мы хотели бы сделать первый шаг, быть там самим, набираться опыта и решать проблемы.
Одной из перспективных областей применения сетей постоянного тока является производство автомобилей. Когда один из наших партнеров из ODCA запланировал установить сеть постоянного тока в качестве тестовой системы, мы смогли быстро предоставить поддержку с помощью наших компонентов, поддерживающих постоянный ток.
Мы также установили сеть постоянного тока в здании 60 на территории нашего кампуса в Бломберге. От планирования до готовой установки был создан успешный проект промышленной сети постоянного тока. Конечно, мы полагаемся на собственную продукцию и в рамках этого разрабатываем дальнейшие компоненты с поддержкой постоянного тока. Использованные технологии и разработанные решения, разумеется, доступны и нашим клиентам в качестве новаторов All Electric Society.