Уже сьогодні багато кінцевих пристроїв живляться постійним струмом (DC). Зарядні станції та електроприводи в промисловості також працюють від постійного струму.
Відновлювані джерела енергії, як-от вітер і сонце, також генерують постійний струм. У традиційній мережі змінного струму (AC) доводиться йти на багато зайвих перетворень між змінним і постійним струмом, що призводять до втрат енергії.
У мережі постійного струму постійний струм подається безпосередньо, накопичується й використовується споживачами, як-от машинами, двигунами або конвеєрами, без перетворення на змінний. Це дозволяє мінімізувати втрати на перетворення. Крім того, можна, наприклад, утримувати в системі енергію гальмування та згладжувати піки навантаження. Це значно підвищує енергоефективність і може дати зниження потужності на вході до 80 %.
Як співзасновник і член правління ODCA наша компанія бере активну участь у вдосконаленні мереж постійного струму. У центрі уваги — ефективне, безпечне й надійне енергопостачання для об’єктів промисловості в часи енергетичного переходу та збільшення частки відновлюваної енергії. Phoenix Contact працює над рішеннями для промислових мереж постійного струму, які можна використовувати в центрах обробки даних, для автоматизації виробництва та інженерних систем будівель.
All Electric Society Factory у Бломбергу має власну промислову мережу постійного струму й повністю використовує потенціал відновлюваних джерел енергії. Будівля цього підприємства слугує взірцем екологічності та ефективності енергопостачання в промисловості.
Мережа постійного струму на 650 В безпосередньо з’єднує між собою фотоелектричні установки, акумулятори та споживачів, зменшує втрати на перетворення й забезпечує ефективне управління енергоспоживанням за високої стабільності мережі.
Мережі постійного струму підвищують енергоефективність виробництва, оскільки усуваються втрати через перетворення й з’являються можливості для безпосередньої інтеграції відновлюваної енергії. Приклади з практики, наприклад, з автомобільної галузі, показують наявний потенціал. Модульні компоненти забезпечують надійну роботу та гнучкість. Рекуперація та менша витрата матеріалів дають додаткові переваги в ефективності — важливий крок для промисловості, орієнтованої на сталий розвиток.
Центри обробки даних споживають енергію у неймовірній кількості й перебувають під величезним тиском у зв’язку зі збільшенням потреби в енергії, високими викидами CO₂ та зростанням витрат. На базі мереж постійного струму Phoenix Contact пропонує інноваційне рішення для підвищення ефективності, відповідності засадам сталого розвитку та надійності постачання. Менші втрати на перетворення, краща інтеграція відновлюваної енергії та зменшення викидів CO₂ — це лише деякі з переваг. Дізнайтеся, як наші компоненти постійного струму роблять центри обробки даних "зеленими".
Мережі постійного струму утворюють основу для ефективної інфраструктури зарядки, бо зменшують втрати через перетворення й роблять можливим двонапрямлене заряджання. Таким чином автомобільні акумулятори інтегруються в систему управління енергоспоживанням як пристрої накопичення енергії. Промислові мережі постійного струму об’єднують обладнання для виробництва електроенергії, накопичувачі та інфраструктуру зарядки і в такий спосіб підвищують ефективність і надійність забезпечення.
У такий спосіб вибудовується масштабована, готова до викликів майбутнього інфраструктура зарядки для промисловості та комерції.
Акумулятори на базі постійного струму підвищують ефективність мереж постійного струму, бо працюють зі значно меншими втратами через перетворення. Вони стабілізують мережу, дозволяють гнучко використовувати відновлювану енергію та знижують витрати на енергію.
На прикладі з All Electric Society Factory ми бачимо масштабоване, екологічне рішення з акумуляторами багаторазового використання та продуманим управлінням енергоспоживанням.
Дізнайтеся більше про оптимальні рішення для різних сфер монтажу.
У промисловому секторі триває пошук рішень для досягнення цілей щодо захисту клімату. Зростання цін на енергоносії, обмеженість ресурсів і збільшення попиту на енергію ставлять перед промисловістю нові виклики. Одним із варіантів вирішення цієї проблеми є перехід із мереж змінного струму на мережі постійного струму. Можливості для виробництва електроенергії з відновлюваних джерел, накопичення та рекуперації енергії є ключовими для мікромереж постійного струму. Вони забезпечують скорочення споживання енергії та обмеження пікового навантаження (згладжування). Це розвантажує і стабілізує мережу живлення. Використання мереж постійного струму в промисловості є одним із підходів для забезпечення відповідності виробництва принципам сталого розвитку.
У мікромережі на основі постійного струму електроенергію отримують шляхом ефективної інтеграції джерел відновлюваної енергії, яка виробляється з нейтральним рівнем викидів CO₂. Ця енергія використовується безпосередньо споживачами електроенергії в мережі постійного струму без подальшого перетворення з постійного струму на змінний. У такий спосіб вдається зменшити втрати на перетворення й знизити споживання електроенергії. Крім того, можна використовувати всю енергію гальмування процесів підйому, яка інакше просто втрачається у формі тепла. Натомість енергія гальмування повертається в мережу постійного струму у вигляді електричної енергії. Пристрої накопичення енергії збирають надлишки електроенергії постійного струму для подальшого використання.
Поєднання виробництва електроенергії з дотриманням принципів сталого розвитку, рекуперації енергії та її зберігання забезпечує для підприємств більшу відповідність засадам сталого розвитку та підвищення енергоефективності.
Використання мереж постійного струму дозволяє не лише витрачати менше енергії, а й використовувати менше матеріалів та менше місця для розміщення обладнання.
Втрати енергії можна зменшити приблизно на 6—8 %, відмовившись від перетворення постійного струму на змінний. Крім того, використання відповідного пристрою накопичення енергії призводить до зниження потужності на вході із загальної мережі. Повна утилізація енергії гальмування також дає змогу заощадити ще від 15 до 20 % енергії залежно від застосування. Ці чинники суттєво підвищують енергоефективність мереж постійного струму порівняно з мережами змінного струму.
Потенціал для економії матеріалів і простору також значний. У мережах постійного струму можлива економія до 40 % міді та ізоляційних матеріалів за тієї ж потужності. У часи обмежених ресурсів це досить суттєво. Пристрої постійного струму з огляду на їхню конструкцію також значно менші, ніж пристрої змінного струму. Менша витрата матеріалів означає, що потрібно менше місця для розміщення.
Перетворення постійного струму на змінний або напруги постійного струму на напругу змінного струму пов’язане із втратами, оскільки для перетворення потрібна енергія. Це збільшує енергоспоживання та знижує енергоефективність. Крім того, необхідні перетворювачі постійного струму на змінний, для яких у системі потрібне місце, а відмова від перетворення дозволяє обійтися без його виділення.
Безпосереднє використання постійного струму для споживачів дає змогу обійтися без попереднього перетворення постійного струму на змінний, а тоді знову на постійний. Завдяки цьому зростає енергоефективність. Подальша економія можлива за рахунок використання енергії гальмування та прямого накопичення постійного струму.
У системах постійного струму електрична дуга може призвести до пошкодження контактів і частин корпусу, а в найгіршому разі — створити небезпеку для користувачів. Ця обставина вимагає нового підходу до розробки компонентів. В рамках дослідницьких проєктів компанія Phoenix Contact розробила різні технології для з’єднувачів постійного струму. Застосування технології гасіння в з’єднувачах дозволило отримати інноваційне рішення, яке забезпечує захист компонентів і користувачів від небезпек, пов’язаних з електричною дугою роз’єднання.
