Головна сторінка
Галузі промисловості та сфери застосування
Мережі постійного струму у промисловості

Мережі постійного струму

Мережі постійного струму у промисловості

Перспективна технологія постійного струму Phoenix Contact забезпечує можливість живлення відновлюваною енергією, зберігання та розподілу енергії на засадах сталого розвитку. Відкрийте для себе наші системи постійного струму для безпечних мереж постійного струму.

Люди у виробничому цеху зі схематичним зображенням мережі постійного струму

Інноваційна технологія постійного струму для сталого розвитку тут і зараз Сталий розвиток — це не просто модне поняття. Він завжди був нашою місією.

Phoenix Contact веде вас до світу з відновлюваною енергією, яка ефективно зберігається й розподіляється. Таким чином, електричну енергію можна використовувати в будь-який час і в будь-якому місці. Саме тому ми у Phoenix Contact зосереджуємося на концепціях і рішеннях для безпечного використання технології постійного струму в мікромережах.

Сталий розвиток починається з правильного використання технології постійного струму.

Д-р Крістіан Гельміг, віцепрезидент Field Device Connectors і д-р Мартін Веттер, виконавчий віцепрезидент з інновацій - Phoenix Contact GmbH & Co. KG

Інженерка в цеху виробництва автомобілів

Постійний струм — промислова енергосистема майбутнього? Від генерації до зберігання та постачання

У сучасному світі більшість кінцевих пристроїв уже живляться постійним струмом (DC від англ. Direct Current). Як зарядні станції, так і електроприводи у промисловому середовищі працюють на постійному струмі, що виробляється зі змінного струму. Тому різні компанії в рамках проєкту DC-INDUSTRIE і DC-INDUSTRIE 2 досліджували можливості створення комплексної інтелектуальної мікромережі на основі постійного струму.

Працівники напрямку машинобудування в компанії Phoenix Contact

Ідея полягає в тому, що постійний струм, отриманий із відновлюваних джерел енергії, безпосередньо забезпечує електроенергією споживачів у мережі, наприклад машини, двигуни або конвеєрні стрічки, завдяки чому скорочуються втрати на перетворення.

Завдяки підключенню до мережі постійного струму можна також повертати енергію гальмування системи у вигляді електроенергії назад у мережу. Надлишки виробленої енергії акумулюються в системах накопичення енергії і знову повертаються в мережу, коли це потрібно. Це дає змогу знизити потужність на вході майже на 80 %. Крім того, можна зменшити як пікове навантаження, так і навантаження на мережу загального користування.

Переваги мережі постійного струму

Підвищення енергоефективності завдяки рекуперації енергії, зниженню втрат на перетворення та використанню енергії з відновлювальних джерел і пристроїв накопичення енергії
Оптимізація ресурсів завдяки зменшенню використання міді на 55 %, зниження витрат на обладнання та зменшенню займаної площі
Уникнення зупинок виробництва через відмови мережі постачання
Основа інтелектуального керування потоками енергії

Огляд мережі постійного струму в промисловості

Інтерактивна карта зображення: Ілюстрація промислової мережі постійного струму зі станціями: сонячні, вітрові, акумулятори, Power-to-X, виробництво та офіс

Сонячна енергетика

Фотоелектричні установки є важливими виробниками відновлюваної енергії. Вони виробляють постійний струм і тому передбачають можливість ефективної інтеграції в мережу постійного струму без необхідності перетворення струму на змінний. Ми охоче вас проконсультуємо щодо керування подачею живлення, фотоелектричних систем і захисту від перенапруг для фотоелектричних дахових установок.

Дізнатися більше

Вітроенергетика

Енергія від вітроенергетичних установок може подаватися з проміжного контуру постійного струму в мережу постійного струму за допомогою перетворювача постійного струму. З'єднання через мережу змінного струму більше не потрібне. Ознайомтеся тут із нашими рішеннями для вітроенергетичних установок, модульного моніторингу стану та вимірювання струму блискавки.

Дізнатися більше

Інфраструктура зарядки

Двоспрямоване підключення електрозарядних станцій до мережі постійного струму дає змогу заряджати акумулятори транспортних засобів, а також короткочасно використовувати їх як пристрої накопичення енергії. Компанія Phoenix Contact як виробник зарядних систем постійного струму постачає компоненти для розробки та встановлення зарядних станцій постійного струму для електромобілів. Ознайомтеся з інформацією про зарядні кабелі постійного струму, контролери заряджання постійним струмом і потужну електроніку постійного струму.

Дізнатися більше

Power-to-X

Надлишок енергії із сонячних і вітроенергетичних установок можна ефективно використовувати шляхом електролізу для виробництва пального (Power-to-Fuel), водню та метану (Power-to-Gas), аміаку та метанолу (Power-to-Liquid) або інших хімічних речовин. Ці матеріали повторно використовуються для виробництва електричної енергії й виконують таким чином роль пристрою накопичення енергії. Пристрої накопичення енергії забезпечують стабільність в мережах постійного струму. Електроліз також базується на постійному струмі, що робить доцільною інтеграцію систем Power-to-X в мережу постійного струму. Ознайомтеся з компонентами для моніторингу, автоматизації та оцифрування процесу електролізу.

Дізнатися більше

Офіс і освітлення

Багато офісних комунікаційних пристроїв, таких як комп'ютери та монітори, а також світлодіодне освітлення, потребують напруги постійного струму. Для підключення цих споживачів до мережі змінного струму потрібні блоки живлення з випрямлювачами та проміжними контурами постійного струму. Однак якщо ці споживачі інтегровані в мережу постійного струму, тоді можна обійтися без значної частини вхідних схем блоків живлення. Це економить компоненти, вагу та об'єм.

Дізнатися більше

Роботи та конвеєрні стрічки

Як приводи в мережах постійного струму зазвичай використовуються двигуни постійного струму. Однак трифазні двигуни, що використовувалися раніше, також можна ефективно інтегрувати в мережу постійного струму завдяки проміжному контуру постійного струму в перетворювачах частоти. Таким чином можна зменшити пікові навантаження, особливо в разі використання потужних роботів і конвеєрних стрічок. Крім того, у мережі постійного струму можна ефективно відновлювати енергію гальмування за допомогою технології рекуперації.

Дізнатися більше

Системи зберігання енергії

У мережах постійного струму акумулятори використовуються для підтримки роботи мережі. Надлишок енергії можна зберігати й використовувати за потреби. Завдяки інтеграції пристроїв накопичення енергії також знижуються пікові навантаження, наприклад, у разі запуску великих верстатів, і зменшується навантаження на мережу живлення загального користування. Ми покажемо вам інноваційні рішення для пристроїв накопичення енергії.

Дізнатися більше

Підключення до мережі змінного струму

Двоспрямоване підключення до мережі змінного струму забезпечує можливість як подачі живлення з мережі змінного струму в мережу постійного струму, так і повернення надлишку енергії з мережі постійного струму в мережу живлення загального користування.

Керування мережею

Ефективне керування мережею дає змогу здійснювати інтелектуальний контроль потоків енергії. Завдяки аналізу даних можна виявляти вузькі місця й уникати їх. Це допомагає оптимізувати використання наявної енергії.

Поширені запитання: технологія постійного струму

Працівники біля фотоелектричної установки

Вигляд цеху виробництва автомобілів згори

Людина із планшетом, на якому відображаються дані про енергоспоживання

Чому виникла тенденція в напрямку постійного струму?

Промисловий сектор особливо активно шукає відповідні рішення для досягнення кліматичних цілей. В умовах зміни клімату світ стикається зі зростанням вартості енергоносіїв, дефіцитом ресурсів і збільшенням попиту на енергію. Одним із варіантів вирішення цієї проблеми на заводі є перехід з мережі змінного струму на мережу постійного струму. Виробництво електроенергії з відновлюваних джерел, зберігання енергії та рекуперація енергії — це ключові поняття у боротьбі зі зміною клімату, які реалізуються в мережах постійного струму. Вони забезпечують скорочення споживання енергії та зменшення пікових навантажень (обмеження пікового навантаження). Це розвантажує і стабілізує мережу живлення. Проєктування мережі постійного струму в промисловості є одним із підходів до сталого розвитку промислового виробництва в майбутньому.

Як постійний струм стосується виробництва на засадах 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. Це дає змогу зменшити втрати на перетворення і знизити завдяки цьому споживання електроенергії. Крім того, існує можливість використання всієї енергії гальмування процесів підіймання. Енергія, яка інакше втрачалася б у вигляді тепла, повертається в мережу постійного струму як електрична енергія. Пристрої накопичення енергії збирають надлишки електроенергії постійного струму для подальшого використання.
Поєднання виробництва електроенергії з дотриманням принципів сталого розвитку та її зберігання забезпечує заводу збільшення відповідності засадам сталого розвитку та підвищення енергоефективності.

Скільки можна заощадити?

Крім економії енергоспоживання, використання мережі постійного струму також створює високий потенціал з погляду заощадження матеріалів і простору.

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 на 80 %. 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 за своєю конструкцією також значно менші, ніж пристрої змінного струму. Зменшена витрата матеріалів дає змогу додатково заощадити простір.

У чому полягає недолік перетворення постійного струму на змінний?

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, що в свою чергу знижує енергоефективність. Крім того, необхідні перетворювачі постійного струму на змінний, які вимагають відповідного місця в системі, яке в разі відмови від перетворення можна заощадити.

Безпосереднє використання постійного струму для споживачів дає змогу обійтися без попереднього перетворення постійного струму на змінний, а тоді знову на постійний. Це підвищує енергоефективність, оскільки мережа суто постійного струму зазвичай економить 6–8 % енергії, як порівняти з мережею змінного струму. Подальша економія можлива за рахунок використання енергії гальмування та прямого накопичення постійного струму.

Які небезпеки несуть у собі мережі 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 з’єднувачів. В рамках дослідницьких проєктів компанія Phoenix Contact розробила різні технології для з’єднувачів постійного струму. Завдяки технологіям гасіння в з’єднувачах тепер знайдено інноваційні підходи для захисту користувачів від небезпеки електричної дуги роз’єднання.

Ми довіряємо мережам постійного струму Компанія Phoenix Contact — ваш компетентний партнер у області застосування мереж постійного струму у промисловості

Ми також брали участь у дослідницькому проєкті DC-INDUSTRIE 2 об’єднання ZVEI, який фінансувався Федеральним міністерством економіки та захисту клімату, як один із 39 партнерів із промислової й дослідницької сфери. Звісно, Phoenix Contact також бере участь у безпосередньому проєкті-наступнику — ODCA (Open Direct Current Alliance) — як засновник і член правління.

Д-р Крістіан Гельміг, віцепрезидент Field Device Connectors і д-р Мартін Веттер, виконавчий віцепрезидент з інновацій компанії Phoenix Contact GmbH & Co. KG перед системою розподілу постійного струму

Беручи до уваги необхідність енергетичного переходу у промисловому виробництві та пов’язане з ним максимальне використання відновлюваної енергії, робоча група поставила собі за мету ефективне, безпечне й надійне енергопостачання виробничих об’єктів на основі постійного струму.
Phoenix Contact бере участь у роботі національних і міжнародних робочих груп і проводить інтенсивні дослідження використання промислових мереж постійного струму у сфері автоматизації підприємств з акцентом на перспективні технології електромонтажу.
Наприклад, однією із ключових проблем, яку вирішує Phoenix Contact, є запобігання виникненню електричної дуги в зоні з’єднувачів постійного струму.

Автомобілебудування з використанням роботів

Від теорії до практики Електромережі постійного струму на виробництві та в будівлі

Але Phoenix Contact іде ще далі, адже одних лише досліджень для нас недостатньо. Ми як лідер інновацій і експерт у галузі електромонтажу хотіли зробити перший крок, самостійно оцінювати результати, набиратися досвіду й вирішувати проблеми.
Однією з перспективних сфер застосування мереж постійного струму є автомобілебудування. Коли один із наших партнерів з ODCA планував встановити мережу постійного струму як тестову систему, ми змогли надати швидку підтримку з нашими компонентами, що підтримують постійний струм.

Переглянути реалізований проєкт зараз

Співробітники проєктують будівлю з мережею постійного струму

Ми також встановили мережу постійного струму в будівлі 60 в нашому кампусі у Бломбергу. Від проєктування до готової установки було створено зразок промислової мережі постійного струму. Звісно, ми покладаємося на власні вироби і в межах цього розробляємо подальші компоненти, здатні працювати на постійному струмі. Встановлені технології та розроблені рішення — рушії All Electric Society, які доступні також нашим клієнтам.

Постійний струм як рушій CO₂-нейтрального виробництва

Будівля 60 — яскравий приклад мережі постійного струму

Нова Будівля 60 у Бломбергу також має власну промислову мережу постійного струму й повністю використовує потенціал відновлюваних джерел енергії.

Перейти до системи постійного струму G60