工业部门正在寻找合适解决方案以实现气候目标。在气候变化的背景下,全球各地都在应对能源成本上涨、资源匮乏和能源需求增加的问题。该问题的一种解决方法是将工厂的交流电网换成直流电网。可再生能源发电、储能模块和能量回收是气候变化背景下的关键主题,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(削峰)。这一效应将缓冲并稳定供电网络。工业直流电网设计是未来可持续工业生产发展的一类方式。
工业直流电网
即刻实现更加可持续发展的创新直流技术 可持续发展不仅仅是个流行语,也一直是菲尼克斯电气的使命。
菲尼克斯电气与您携手打造高效储存和分配可再生能源的世界, 随时随地获取电力。这就是为何菲尼克斯电气专注于在微电网中安全使用直流电技术的设计和解决方案。
可持续发展始于对直流技术的正确应用。
直流电——满足未来需求的工业能源系统? 发电、储能和供电
现如今,多数终端设备已采用直流电 (DC) 供电。工业环境下的充电站和电力驱动器运行均使用由交流电生成的直流电。因此,参与DC-INDUSTRIE和DC-INDUSTRIE 2项目的各家公司致力于研究集成型直流智能电网。
这一构想是使用可再生能源生产直流电,并直接为电网中的用电设备(如机械、电机或传送带)供电,进而减少转换损耗。
依托直流电网的网络化特性,也可将系统的制动能量以电能形式馈入电网。储能系统收集剩余的电力,并在必要时馈入电网。这可降低高达80%的馈电功率。此外,该操作还可降低公共电网的峰值负载和负载。
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
直流技术常见问题解答
在直流微网中,电能源自高效整合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。该过程降低了转换损耗,从而减少能耗。此外,电网还可利用提升操作中的所有制动能量。能量原本以热能形式耗散,现在则以电能形式馈入直流电网。储能系统将收集多余的直流电能以备日后使用。
通过搭配使用可持续发电技术、能量回收以及储能模块,即可提高工厂的可持续性与能效。
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。
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。
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,需采取全新的连接器开发方式。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,菲尼克斯电气推出了保护操作者免受电弧危害的创新方案。
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39个工业和研究合作伙伴之一,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。当然,作为创始成员和董事会成员,菲尼克斯电气还参与了开放直流联盟 (ODCA) 的后续项目。
为了在工业生产中进行必要的能源转型并最大限度地利用可再生能源,该工作组旨在以高效、安全、稳健的方式为工厂提供直流电。
菲尼克斯电气参与了国内外的特别工作组,对工业直流电网在工厂自动化领域中的应用进行深入研究,致力于打造满足未来需求的电气装置。
目前工作的一大重点是规避直流连接器领域的电弧。
从理论到实践 生产和楼宇领域的直流电网
菲尼克斯电气将更进一步,因为仅有研究是远不能满足需要的。作为电气装置领域的创新引领者和专家,菲尼克斯电气意在迈出第一步,亲临现场,积累经验,解决问题。
直流电网应用领域前景广阔,汽车制造就是其中之一。当开放直流联盟的一位合作伙伴计划安装直流电网作为试点系统时,我们能够迅速行动,提供直流组件。
我们还在布隆伯格公司园区的60号楼安装了直流电网。以此为契机,打造出涵盖规划到最终安装的工业直流电网典范。我们对自己的产品充满信心,作为项目的一部分,后续将开发更多直流组件。当然,我们也为客户提供园区所用技术和解决方案,助力赋能全电气社会。