Istosmjerna struja umjesto izmjenične struje: prednosti za industriju

Facebook Twitter LinkedIn

Dr. Jürgen Brandes ne voli pretjerivanja. No, kada predsjednik Uprave kompanije Schaltbau GmbH govori o korištenju jednosmjerne struje u fabrikama, čini to s dubokim uvjerenjem.

U septembru 2023. godine, ovaj minhenski proizvođač elektromehaničkih komponenti poput utičnica i sklopki za primjene s visokim sigurnosnim zahtjevima, pustio je u rad fabriku u bavarskom gradiću Velden koja gotovo u potpunosti radi na jednosmjernu struju.

„Na taj način smanjujemo naše troškove energije za oko jednu trećinu“, objašnjava Jürgen Brandes. Jednosmjernu struju – skraćeno „DC“ od engleskog „direct current“ – proizvodi fotonaponski sistem snage 1,6 megavata peak (MWp) postavljen na krovovima proizvodne hale i kancelarijskih zgrada.

Budući da se struja iz solarnih panela ne mora, kao kod izmjenične struje iz javne mreže, prvo pretvarati u jednosmjernu da bi pokretala regulisane motore u proizvodnoj hali, Schaltbau izbjegava gubitke energije u procesima pretvaranja. „Time se energetska efikasnost naše jednosmjerne fabrike povećava za 15 posto“, navodi Brandes.

Kružna ekonomija u snabdijevanju energijom

Ali to nije sve. „Veliki potencijal jednosmjernog napajanja u proizvodnji leži u povezivanju svih električnih sistema fabrike u inteligentnu DC-mrežu“, objašnjava dr. Timm Kuhlmann, rukovodilac Odjela za industrijske energetske sisteme pri Fraunhofer institutu za proizvodnu tehniku i automatizaciju (IPA). Tada potrošači mogu međusobno razmjenjivati višak energije.

U proizvodnji koja koristi izmjeničnu struju, ova energija se gubi. Tamo se, na primjer, energija kočenja – koja nastaje pri kretanju robotskih ruku ili u radu podiznih sistema u visokim skladištima – pretvara u toplotu i jednostavno rasipa. U sistemima na jednosmjernu struju, ova energija se vraća u mrežu fabrike i koristi za druge uređaje. Samo kroz ovu rekuperaciju, kompanije mogu smanjiti potrošnju električne energije i do 5 posto.

Centralno upravljanje jednosmjernim naponom i dalje omogućava priključenje na javnu mrežu, ali se iz nje preuzima i pretvara samo onaj dio energije koji je potreban za pokrivanje manjkova u DC-mreži. Energija se može povući i iz baterijskih i termalnih spremnika integrisanih u mrežu. Schaltbau je u svom pogonu u Veldenu instalirao baterije s kapacitetom od jedne megavat-sata (MWh) i termalne spremnike od deset MWh.

Jednosmjerna struja povećava dostupnost opreme do 98 posto

„To omogućava poboljšanje kvaliteta i pouzdanosti snabdijevanja električnom energijom na lokaciji, čime se povećava i pouzdanost proizvodnje“, kaže Kuhlmann iz Fraunhofera. Spremnici osiguravaju napajanje čak i kada dolazi do kolebanja u javnoj mreži – npr. zbog promjena u proizvodnji obnovljivih izvora energije uslijed vremenskih prilika. Takve promjene često uzrokuju prekide u proizvodnji, a to često znači da dijelovi koji su tada proizvedeni završe kao škart.

U fabrikama koje rade na jednosmjernu struju toga nema – dostupnost sistema je do 98%, navodi ZVEI, njemačko udruženje elektro i digitalne industrije. Time raste i produktivnost.

DC-fabrike trebaju i do 70% manje vršne snage

Osim što ukupno troše manje energije, fabrike na DC pogon postaju privlačne i zbog integrisanih spremnika – jer mogu osigurati energiju upravo onda kada su potrebni energetski intenzivni procesi poput zavarivanja.

„Na taj način se priključna snaga koju fabrike trebaju iz javne mreže može smanjiti za 60 do 70 posto“, pojašnjava Brandes. To značajno smanjuje troškove, jer se vršna snaga posebno skupo naplaćuje.

Tako je, naprimjer, proizvođač robota KUKA uspio smanjiti potrebnu vršnu snagu iz javne mreže s 50 na 20 kilovata. U okviru projekata „DC-Industrie“ i „DC-Industrie 2“, koje finansira njemačko Ministarstvo privrede, priključna snaga robotske ćelije za zavarivanje u automobilskoj industriji smanjena je čak s 450 kW na 50 kW.

DC-mreže štede 40% bakra

BMW je također instalirao testni DC sistem u svojoj karoserijskoj fabrici u Dingolfingu. Ovdje su ostvarene potencijalne uštede energije do 20%. Osim toga, ušteđeno je 40% bakra, jer se u DC-sistemima koriste kablovi s manjim presjekom zahvaljujući većem naponu (650 V umjesto 400 V). Potrebna su i samo tri provodnika umjesto pet.

„Također je potrebno i do 25% manje izolacionog materijala“, navodi se u završnom izvještaju 33 kompanije i pet istraživačkih instituta koji su učestvovali u projektu „DC-Industrie 2“.

Osiguranje DC-mreža je složeno

Zbog poskupljenja sirovina i kablova nakon pandemije i rata u Ukrajini, ovo su važni argumenti za nabavke. Dodatna prednost je što mnoga skupa oprema potrebna za AC mreže u DC sistemima više nije potrebna.

Međutim, izazovi postoje kod sigurnosti DC-mreža. Kod prekida jednosmjerne struje nastaje električni luk. Osim toga, u slučaju kratkog spoja mora se izvršiti prekid bez „nulte tačke“ – jer kod jednosmjerne struje nema trenutka kada struja ne teče.

Uobičajene sklopke, utičnice ili vodovi ne mogu se uvijek koristiti. Proizvođači poput Vahle, Lapp, Schaltbau ili Phoenix Contact nude specijalizirane komponente, ali nabavljači moraju poznavati DC-tehnologiju i blisko sarađivati s tehničkim kolegama.

Također, poznato je da izolacijski materijali u DC okruženju drugačije stare, ali još nije potpuno istraženo kako i zašto. Standardi i norme za mnoge tehničke aspekte još se razvijaju.

DC-tehnologija čuva konkurentnost njemačkih kompanija

Ipak, jedno je jasno: prebacivanjem proizvodnih pogona na jednosmjernu struju, kompanije ostvaruju veću dostupnost opreme, veću produktivnost i značajno niže račune za električnu energiju.

Tako ostaju konkurentne na lokaciji u Njemačkoj – iako se cijene energije vjerovatno nikada više neće vratiti na nivo prije rata u Ukrajini, kako predviđa ekonomska savjetnica prof. Monika Schnitzer.

Ipak, mnogi preduzetnici danas razmatraju preseljenje dijelova proizvodnje u SAD ili Aziju – i time propuštaju prednosti Njemačke poput pravne sigurnosti, kvalifikovane radne snage i blizine istraživačkih institucija.

To ne mora biti tako, poručuje Brandes: „Mi pokazujemo s našom fabrikom u Veldenu da se investicije i dalje isplate u Njemačkoj – ako se digitalizacija i visoka automatizacija kombinuju s progresivnim, decentraliziranim energetskim konceptom na bazi jednosmjerne struje.“

Tekst “Gleichstrom statt Wechselstrom: Vorteile für die Industrie” preveden je sa stranice TechnikEinkauf.

Autor

pitba

View all posts

Istosmjerna struja umjesto izmjenične struje: prednosti za industriju

U septembru 2023. godine, minhenski proizvođač elektromehaničkih komponenti poput utičnica i sklopki za primjene s visokim sigurnosnim zahtjevima, pustio je u rad fabriku u bavarskom gradiću Velden koja gotovo u potpunosti radi na jednosmjernu struju.

Related Posts

Od 2027. u kraćem formatu: Hannover Messe gubi 13.000 posjetilaca

BIAM i ZAVARIVANJE 2026 potvrdili status regionalnog središta industrijske izvrsnosti

Litijska groznica: Ekonomska šansa ili razlog za zabrinutost?!

Lean nije samo za fabrike: Igor Pejin o ličnoj produktivnosti i svakodnevnom životu

Vještačka inteligencija, ljudsko prosuđivanje i prednost Lean proizvodnje

BiH među zemljama s najmanje odmora u regiji, regres očekuje tek manjina

Kategorije

Tel. +387 33 846 213
E-mail: info@www.pit.ba
| O nama | Oglašavajte se na PIT.ba

Istosmjerna struja umjesto izmjenične struje: prednosti za industriju

U septembru 2023. godine, minhenski proizvođač elektromehaničkih komponenti poput utičnica i sklopki za primjene s visokim sigurnosnim zahtjevima, pustio je u rad fabriku u bavarskom gradiću Velden koja gotovo u potpunosti radi na jednosmjernu struju.

Kružna ekonomija u snabdijevanju energijom

Jednosmjerna struja povećava dostupnost opreme do 98 posto

DC-fabrike trebaju i do 70% manje vršne snage

DC-mreže štede 40% bakra

Osiguranje DC-mreža je složeno

DC-tehnologija čuva konkurentnost njemačkih kompanija

Autor

Related Posts

Od 2027. u kraćem formatu: Hannover Messe gubi 13.000 posjetilaca

BIAM i ZAVARIVANJE 2026 potvrdili status regionalnog središta industrijske izvrsnosti

Litijska groznica: Ekonomska šansa ili razlog za zabrinutost?!

Lean nije samo za fabrike: Igor Pejin o ličnoj produktivnosti i svakodnevnom životu

Vještačka inteligencija, ljudsko prosuđivanje i prednost Lean proizvodnje

BiH među zemljama s najmanje odmora u regiji, regres očekuje tek manjina

Kategorije

Tel. +387 33 846 213 E-mail: info@www.pit.ba | O nama | Oglašavajte se na PIT.ba

Pratite nas

Tel. +387 33 846 213
E-mail: info@www.pit.ba
| O nama | Oglašavajte se na PIT.ba