直流电网

工业直流电网

菲尼克斯电气推出前瞻性直流技术,实现了可再生能源的可持续馈入、存储和分配。了解打造安全直流电网的直流解决方案。
人员位于带有直流电网示意图的生产厂房
汽车生产车间中的人员

直流电 – 满足未来需求的工业能源系统 发电、储能和供电

今天,许多终端设备已采用直流电 (DC) 供电。工业领域的电动汽车充电站和电力驱动器也采用直流电。
风能和太阳能等可再生能源均输出直流电。在传统的交流电网 (AC) 中,这会导致大量不必要的交直流转换,从而造成能源损耗。
在直流电网中,直流电可馈入、存储,并直接供机械、电机和传送带等负载使用,无需转换为交流电。这可显著减少转换损耗。此外,制动能量亦可回馈至电网,从而降低峰值负载。这大大提高了能效,馈电功率降幅多达80%。

直流电网的优势

  • 通过能量回收、降低转换损耗和可再生能源应用提高能效
  • 耗铜量减少多达55%,设备成本降低并缩减了体积,实现资源优化
  • 避免因供电网络故障而导致的生产停机
  • 能源流智能控制的基础

工业直流电网一览

交互式图像映射:配有以下站点的工业直流电网,包括太阳能、风能、电池储能系统、Power-to-X、生产区和办公区
光伏行业
光伏系统是重要的可再生能源生产装置。系统可产生直流电,因此能够高效集成至直流电网,无需转换为交流电。菲尼克斯电气很乐意提供有关屋顶光伏系统的馈电管理、光伏应用及电涌保护等全方位咨询服务。
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光伏行业
风电行业
通过DC/DC转换器,风力发电机产生的电能即可从直流中间电路馈入直流电网。由此无需再通过交流电网耦合。 在此了解风力发电机、模块化状态监测和雷电监测相关解决方案。
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风电行业
充电桩
电动汽车充电站与直流电网的双向连接可用于为汽车电池高效充电,电池同时亦可充当临时储能系统。 作为直流充电产品制造商,菲尼克斯电气提供电动汽车直流充电站开发和安装相关组件。
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充电桩
Power-to-X
光伏系统和风力发电机产生的多余电力可通过电解实现高效利用,如生产燃料(电转燃料)、氢气和甲烷(电转气)、氨和甲醇(电转液体燃料)和其他化学物质。此类物质亦可反用于发电,由此发挥储能之用。储能系统可确保直流电网的稳定性。电解亦可采用直流电,助力将Power-to-X系统集成至直流电网。 即刻了解电解监测、自动化和数字化组件。
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Power-to-X
办公室和照明
诸如PC机和显示器等办公室通信设备,以及LED照明产品也需要直流供电。若要将此类负载连接到交流电网,需要具备整流功能和直流中间电路的电源装置。然而,若将此类负载集成到直流电网,即可省去供电装置中的大部分输入电路。该设计可减少组件数量、重量和体积。
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办公室和照明
机器人和传送带
直流电机在直流电网中发挥着驱动器作用。不过借助变频器的直流中间电路,先前使用的三相电机也可高效集成到直流电网。特别是在高性能机器人和传送带中,这可降低峰值负载。此外,通过能量回收系统可高效回收直流电网中的制动能量。
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机器人和传送带
储能系统
电池储能系统可为直流电网供电。系统存储多余电能并在需要时供电。通过集成储能系统,不仅能降低启动大型机械设备时产生的峰值负载,还可缓解公共电网的供电压力。搭配使用直流耦合电池储能系统,还可进一步提高连接效率。
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储能系统
接入交流电网
通过与交流电网的双向连接,即可将交流电网电力馈入直流电网,并将直流电网的多余电能馈入公共电网。
接入交流电网
电网管理
高效电网管理可实现能源流动的智能调控。通过分析数据可以识别并规避瓶颈。这有助于确保现有电能得到高效利用。
电网管理
ODCA标识

我们对直流电网充满信心 菲尼克斯电气是工业直流电网应用领域的专业合作伙伴

作为来自工业和研究领域的39名合作伙伴之一,菲尼克斯电气同时也是ZVEI DC-INDUSTRIE 2研究项目的成员,该项目由德国联邦经济事务与气候行动部提供资助。作为创始成员和董事会成员,菲尼克斯电气自然也参与了由此成立的开放直流联盟 (ODCA)。

直流电网应用:项目与解决方案

德国布隆伯格全电气社会工厂外景
德国丁格芬宝马工厂生产环节的直流电网
数据中心直流电网示意图
人员正在全电气社会工厂前的直流充电站为车辆充电
位于全电气社会工厂前的直流耦合电池储能系统
德国布隆伯格全电气社会工厂外景

位于德国布隆伯格的全电气社会工厂配备了自有工业直流电网,充分发掘出可再生能源潜力。该楼宇为工业领域实现可持续的高效供电提供了范本。
650 V直流电网直连光伏系统、电池储能系统和负载,既减少了转换损耗,又实现了高效能源管理,从而确保电网的高度稳定。

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德国丁格芬宝马工厂生产环节的直流电网

直流电网免去了转换损耗,可直接集成可再生能源,进而提高生产环节的能效。来自汽车行业等领域的实际案例,生动地展示了这一技术的潜力。模块化组件确保安全、灵活的运行。此外,能量回收和减少物料使用还能进一步提高效率,这是迈向可持续工业的重要一环。

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数据中心直流电网示意图

作为用电大户,数据中心正面临着能源需求增加、高碳排放和成本上升的严峻压力。依托直流电网,菲尼克斯电气为提高效率、可持续性和供电安全提供了创新解决方案。更少的转换损耗、优化集成可再生能源以及减少碳排放只是其中部分优势。了解菲尼克斯电气直流组件如何为绿色数据中心奠定基础。

人员正在全电气社会工厂前的直流充电站为车辆充电

直流电网可减少转换损耗,支持双向充电,是打造高效充电桩的基础。这意味着车辆电池可作为储能设备集成到能源管理系统中。工业直流电网在发电机、储能系统和充电桩之间建立了端到端连接,从而提高了供电效率和安全性。
这为工业和商业领域打造了一款面向未来的可扩展充电桩。

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位于全电气社会工厂前的直流耦合电池储能系统

通过显著降低运行中的转换损耗,直流耦合电池储能系统助力提高直流电网效率。系统既能稳定电网,又能促进可再生能源的灵活利用,从而降低能源成本。
全电气社会工厂案例展示了基于回收电池和智能能源管理的可扩展、可持续解决方案。

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直流电网领域专长

了解适用于各类装置领域的理想解决方案。

直流技术常见问题解答

太阳能系统旁的员工
汽车生产车间俯视图
手持显示有能源数据的平板电脑的人员
变电站
正在操作控制柜的员工
太阳能系统旁的员工

工业部门正在寻找合适解决方案以实现气候目标。能源成本上涨、资源短缺和日益增长的能源需求,都为工业领域带来了全新挑战。应对此类挑战的一种解决方法是将交流电网换成直流电网。可再生能源发电、储能和能量回收是关键所在,可于直流微电网中付诸实践。由此即可降低能耗和峰值负载(调峰)。这一效应将缓冲并稳定供电网络。工业直流电网设计是实现可持续工业生产的一类方式。

汽车生产车间俯视图

在直流微电网中,电能源自高效集成到碳中和生产的可再生能源。直流电网中的电气负载可直接使用这些电力,而无需再将直流转换为交流。这既可避免转换损耗,又能降低能耗。此外,提升过程中产生的全部制动能量也可加以利用,否则这些能量会以热能形式散失。制动能量现以电能形式回馈至直流电网。储能系统将收集多余的直流电能以备日后使用。
因此,通过搭配使用可持续发电技术、能量回收以及储能技术,即可提高工厂的可持续性与能效。

手持显示有能源数据的平板电脑的人员

使用直流电网不仅可降低能耗,还能节省物料和空间。

免去交直流转换损耗后,能源损耗可降低约6%到8%。此外,通过使用配套储能模块,还可降低高达80%的公共电网馈电功率。完全利用制动能量后亦可节省15%到20%的能源,具体节能情况取决于应用。基于以上因素,直流电网的能效显著高于交流电网。

此外,直流电网应用还可有效节省物料和空间。在直流电网中,铜材和绝缘材料用量可节省多达40%,同时不会影响性能。在资源匮乏的时期,这点意义重大。直流设备的体积也远小于交流设备。物料消耗的减少进一步节省了空间。

变电站

交直流电之间的相互转换会产生损耗,因为转换自身亦需耗费能量。这增加了能源消耗,进而降低了能效。此外,产品还需配备DC-AC逆变器。逆变器在应用中需占用相应空间,免去转换操作后即可腾出这一空间。

无需先前的DC-AC-DC转换操作,直接向负载供应直流电即可。纯直流电网能耗通常比交流电网低6%到8%,因此该设计可提高能效。通过使用制动能量和即时存储直流电,还可实现进一步节能。

正在操作控制柜的员工

在直流应用中,电弧不仅会损坏触点和壳体部件,严重时还会危及使用者。在此情况下,需采取全新的组件开发方式。菲尼克斯电气在研究项目中开发出多种直流连接器技术。依托连接器所用的灭弧技术,菲尼克斯电气现已开发出保护组件和使用者免受电弧危害的创新方案。

联系方式

菲尼克斯电气乐于提供鼎力支持,涵盖直流电网规划到实施全过程。

Tobias Lüke,菲尼克斯电气直流技术应用专家
Tobias Lüke
菲尼克斯电气直流技术应用专家
可持续发展始于对直流技术的正确应用。