Ads Top

Belangrijke toepassingen voor 400V-gelijkstroomtechnologie

De stijgende energiekosten en vraag naar energie in combinatie met het gebruik van duurzame energiebronnen stimuleren het toepassen van nieuwe energietechnologieën. Hiertoe behoort ook 400V-gelijkstroom, die efficiëntere netwerken mogelijk maken. Emerson Network Power, onderdeel van Emersonb, heeft zijn expertise en jarenlange ervaring op het gebied van stroombeveiliging en -distributie ingezet om vier toepassingen te identificeren en te analyseren waarmee geprofiteerd kan worden van de opkomende technologie van het distribueren van 400V-gelijkstroom als alternatief voor traditionele stroomtechnologieën.
Gelijk- en wisselstroomtechnologieën hebben zich ontwikkeld sinds Tesla en Edison eind 19e eeuw de concurrentie met elkaar aangingen om een distributiemethode via het elektriciteitsnetwerk te ontwikkelen. Op dat moment bestonden er nog geen technologieën om gelijkstroom op een veilige en voordelige manier over lange afstanden te gebruiken, dus was wisselstroom de enige optie. Tegenwoordig is het gebruik van gelijkstroom over lange afstanden zeer kostenefficiënt. Het gebruik van op gelijkstroom gebaseerde duurzame energie neemt alsmaar toe en de meeste technologische apparatuur werkt op gelijkstroom. Het elektriciteitsnet levert nog steeds wisselstroom, maar veroorzaakt steeds grotere inefficiënties in onze wereld.
'Recente ontwikkelingen op het gebied van stroomconversietechnologieën in combinatie met een snelle groei van op gelijkstroom gebaseerde apparatuur hebben een wereld gecreëerd waarin de distributie van 400V-gelijkstroom actief overwogen wordt en moet worden', zegt Mark Murill, directeur initiatieven voor 400V-gelijkstroom bij Emerson Network Power. “De ontwikkeling van wereldwijde architectuurnormen voor de grootschalige toepassing van 400V-gelijkstroom is in volle gang, zoals blijkt uit de introductie van de norm EN 300 132-3-1 van het Europese Telecommunicatie en Standaardisatie Instituut (ETSI) in februari 2012. Omdat steeds meer leveranciers deze norm ondersteunen, zal het gebruik van 400V-gelijkstroom zich sneller gaan uitbreiden in verschillende toepassingen en zullen meer standaarden ontwikkeld en toegepast gaan worden.'
Emerson Network Power identificeert op het moment vier primaire toepassingen voor de 400V-gelijkstroomtechnologie: telecomcentrales, datacenters, commerciële gebouwen en de transportsector – om verschillende redenen.
In tegenstelling tot het elektriciteitsnet maken telecommunicatienetwerken al lange tijd gebruik van gelijkstroomdistributie vanwege de hoge betrouwbaarheid en de uitstekende signaalkwaliteit. Omdat de telecomapparatuur is overgestapt op de op silicium gebaseerde gelijkstroomtechnologie, worden de bestaande distributie van gelijkstroom en op gelijkstroom werkende apparatuur momenteel al op elkaar afgestemd. Er zijn echter nog steeds mogelijkheden voor kostenbesparingen en efficiëntieverbetering. 400V-gelijkstroom is bijvoorbeeld uitermate geschikt voor het leveren van hoge energieniveaus over lange afstanden, omdat hiermee lagere installatie- en operationele kosten en verbeterd kabelbeheer ten opzichte van -48V-gelijkstroom worden gerealiseerd. Deze voordelen worden behaald door een afname van het gebruik van koperdraad met minimaal tachtig procent, waardoor tegelijkertijd de kosten en tijd die nodig zijn voor de installatie dalen. Daarnaast zal een afname van het gebruik van koperdraad ook de totale energie-efficiëntie verbeteren, waardoor de operationele kosten nog verder zullen dalen.
De logica achter 400V-gelijkstroom in datacenters wordt aangestuurd door de behoefte aan een hoog beschikbaarheidsniveau, hoge efficiëntie en lagere totale kosten. Omdat wisselstroom uiteindelijk in gelijkstroom moet worden omgezet om alle IT-apparatuur te kunnen gebruiken en omdat energieopslagsystemen (batterijen, vliegwielen enz.) en duurzame energiebronnen gelijkstroom leveren, vereist een gelijkstroomtechnologie gewoonlijk minder stroomconversies tussen elektriciteitsnetwerk en chip. Een reductie van deze conversies bespaart niet alleen energie, maar kan ook de beschikbaarheid van kritische stroom vergroten door de vereenvoudigde distributie en minder storingen in de energieketen. Verder vereist gelijkstroom geen fasecompensatie of aanpassingen voor harmonischen, zodat er minder stroom verloren gaat door onderbelasting van de apparatuur.
Een van de andere opties voor gelijkstroom voor datacenters is gebaseerd op -48V-gelijkstroom. Deze is uitermate geschikt voor row-based oplossingen waarbij zich de lasten dichtbij de UPS bevinden. Deze -48V-topologie is niet vergelijkbaar met een traditioneel, op kamers gebaseerd UPS-wisselstroomsysteem, maar met de introductie van 400V-gelijkstroomsystemen en -componenten zijn de voordelen van gelijkstroom nu voor het eerst ook beschikbaar in een zakelijke stroomoplossing voor datacenters.
Wanneer het microgrid van een gebouw of campus wordt gevoed door meerdere energiebronnen, is de distributie van 400V-gelijkstroom eenvoudiger te beheren, omdat gelijkstroombronnen – in tegenstelling tot die van wisselstroom – niet gesynchroniseerd hoeven te worden. Dit betekent dat de primaire stroombron in real-time gekozen kan worden op basis van aspecten zoals beschikbaarheid (van bijvoorbeeld zonne- of windenergie) en kosten (elektriciteitstarieven).
Er zijn veel soorten transportmiddelen (auto’s, schepen, bussen, locomotieven, enzovoort) die gelijkstroom gebruiken voor het aandrijven van motoren en het voorzien in andere stroombehoeften om de efficiëntie te vergroten en brandstof te besparen. Bij schepen en locomotieven wordt gelijkstroom bijvoorbeeld steeds vaker gebruikt voor de aandrijving en om te voorzien in de stroombehoeften aan boord. En met de opkomst van elektrische en hybride voertuigen zoals auto’s en bussen, is gelijkstroom een logische keuze voor snel opladen en voor toepassing in voertuigsystemen. In deze en andere voertuigen wordt gelijkstroom gebruikt in combinatie met bestaande en 400V-distributietechnologieën nu hybride en elektrische systemen gangbaarder worden.

Geen opmerkingen:

Mogelijk gemaakt door Blogger.