All Electric Society Factory — яскравий приклад мережі постійного струму Наша нова Будівля повністю використовує потенціал відновлюваних джерел енергії. Власна промислова мережа постійного струму компанії слугує основою та об'єктом для дослідження нової високовольтної технології постійного струму.

All Electric Society Factory на підприємстві Phoenix Contact у Бломбергу, Північний Рейн-Вестфалія

Співробітники під час проєктування нової Будівлі 60 і мережі постійного струму

Виклик

CO₂-нейтральність і декарбонізація — це глобальні цілі, які також є рушійною силою Phoenix Contact. Концепція майбутнього All Electric Society описує світ, у якому енергія з відновлюваних джерел доступна в достатній кількості й за доступними цінами. Таке бачення вимагає концепцій енергопостачання, що відповідають засадам сталого розвитку та поєднання секторів, а також інтелектуального управління енергоспоживанням. Одним із підходів є розширення мереж постійного струму в промисловості.
Такі дослідницькі проєкти, як галузь постійного струму, вже демонструють переваги систем постійного струму в промисловому застосуванні. Використання енергії рекуперації, більш ефективна передача енергії між секторами та збереження чутливих ресурсів призводять до покращення енергетичного балансу в мережі постійного струму.

Працівники на будівельному майданчику All Electric Society Factory

Наше рішення Власна будівля з мережею постійного струму

Цілком природно, що ми як постачальник компонентів, систем і рішень в галузі електротехніки, електроніки й автоматизації, хочемо й на собі випробувати переваги мережі постійного струму й пов'язане з цим підвищення енергоефективності, а також розробити інноваційні рішення.
Тому для нас було очевидно, що ми створимо власну мережу постійного струму з використанням наших власних компонентів. Для мережі постійного струму в нашій новій будівлі All Electric Society Factory у Бломбергу ми використали наявні рішення, а також розробили нові компоненти, які можна використовувати в мережі постійного струму 650 В.

Мережа постійного струму в All Electric Society Factory живиться зокрема й від загальної мережі змінного струму та з'єднує інші генератори й накопичувачі зі споживачами постійного струму. І виробництво електроенергії з відновлюваних джерел за допомогою фотоелектричних установок, і зберігання енергії в акумуляторах здійснюється за допомогою постійного струму. Це дає значну перевагу завдяки зменшенню втрат на перетворення й дозволяє заощадити матеріали під час встановленні й експлуатації приладів.

Мережа постійного струму з'єднує фотоелектричні установки, акумулятори і зарядні станції для електромобільності через рівень напруги 650 В у системі TN. Крім того, від цієї мережі постійного струму 650 В живиться декілька низьковольтних систем інформаційних технологій постійного струму напругою 400 В. До цих підсистем постійного струму 400 В підключаються такі споживачі, як системи освітлення, схеми керування та виробничі системи.

Докладно про мережу постійного струму Поєднання секторів забезпечує надійне постачання

Високовольтні опори з лініями електропередач

Дахова фотоелектрична установка на новій будівлі, All Electric Society Factory

Акумулятор перед новою будівлею Phoenix Contact

Зарядні станції для електромобілів перед All Electric Society Factory

Подача живлення з мережі змінного струму

Мережа постійного струму 650 В створюється з низьковольтної мережі змінного струму за допомогою модулів CHARX High Power. Двоспрямоване з'єднання також дає змогу повертати надлишкову енергію з інших джерел живлення назад у загальну мережу живлення.

Подача живлення за допомогою фотоелектричної продукції

Фотоелектрична установка з піковою потужністю 100 кВт підключена до низьковольтної електромережі постійного струму. Виробництво електроенергії з відновлюваних джерел за допомогою фотоелектричної продукції базується на постійному струмі. Необхідне перетворення постійного струму (DC-DC) відбувається дуже просто за допомогою силових модулів CHARX у форматі 19 дюймів із відстеженням Maximum Power Point, оскільки синхронізація з мережею змінного струму не потрібна. Інтелектуальна мережа генераторів і споживачів із системою управління енергоспоживанням (EMS) інтегрує нестабільне виробництво електроенергії фотоелектричною продукцією за допомогою акумулятора так, щоб мінімізувати приплив енергії із загальної енергосистеми.

Акумулятори

Для компенсації довготривалих потреб в електроенергії в будівлі All Electric Society Factory інтегрована система акумуляторів на 300 кВт⋅год. Як завжди, вона розташована зовні будівлі з міркувань протипожежного захисту та згідно з вимогами страхування.
Система акумуляторів може використовуватися для покриття пікових навантажень (обмеження пікового навантаження) наприклад, під час запуску великих машин. Система акумуляторів також може бути використана в разі перебоїв в електромережі загального користування, таким чином забезпечуючи стабільність і безпеку електропостачання в усій мережі постійного струму.

Електромобільність та інфраструктура зарядки

Двоспрямована інтеграція електрозарядних станцій в мережу постійного струму 650 В забезпечує можливість потоку енергії у двох напрямках. Таким чином можна заряджати автомобільні акумулятори, а також короткочасно використовувати їх як пристрої накопичення енергії. У поєднанні з інтелектуальним контролером серії PLCnext Control і системою управління енергоспоживанням (EMS) це дає змогу оперативно покривати дуже високі пікові навантаження та сприяти підвищенню якості роботи електромережі.

Споживачі в мережі постійного струму

Внутрішня мережа постійного струму 650 В забезпечує струмом споживачів у стаціонарних установках. Крім того, кінцеві кола на рівні напруги 400 В постійного струму живляться від мережі 650 В постійного струму через ізолювальні перетворювачі, наприклад, для освітлення та підключення мобільних пристроїв. Таким чином, мережі постійного струму з напругою 400 В є ізольованими колами постійного струму (ІТ-система постійного струму).
Сучасні пристрої низьковольтної мережі змінного струму потребують внутрішніх блоків живлення з випрямленням і проміжними контурами постійного струму для живлення ПК, моніторів і світлодіодного освітлення. Якщо ці пристрої живляться безпосередньо від мережі постійного струму, можна заощадити значну частину ваги та об'єму вхідних кіл.
Більш низька напруга в кінцевих колах враховує індивідуальний захист відповідно до DIN VDE 0100-410. Мережі інформаційних технологій контролюються на предмет цілісності ізоляції та вимикаються в разі несправності.
В потужних промислових установках можуть використовуватися кінцеві кола постійного струму з перетворювачами CHARX DC-DC. Якщо потрібна допоміжна напруга живлення 24 В постійного струму, можна використовувати блоки електричного живлення лінійки QUINT POWER для встановлення на DIN-рейку.