에너지 혁신을 위한 설계

Phoenix Contact는 전 세계에 지속 가능한 온디맨드 에너지를 공급하면서 방출량을 줄임으로써 설계자가 환경적 영향을 최소화하고 재생 에너지 혁신을 준비하도록 지원하는 것을 목표로 합니다. Phoenix는 'All Electric Society'(전기화 사회)라는 개념으로 향후 10년을 바라보며 이러한 목표를 설정했습니다. 이 비전에서는 전기화, 네트워킹, 자동화 기술을 사용하여 생성된 지능형 네트워크 시스템을 통해 재생 에너지가 효율적으로 생성되고 활용됩니다.

지속 가능한 청정 에너지는 광발전, 수력 발전, 풍력, 지열에서 생성됩니다. 배터리 또는 그린 수소 시스템과 같은 에너지 저장 시스템은 발전 프로세스를 보완하고 해당 에너지에 대한 상시 사용 가능성을 보장합니다. 제어를 위해 네트워킹 및 자동화와 결합되면 우리 생활의 모든 측면을 전기화할 수 있습니다. Phoenix Contact는 All Electric Society의 에너지 생성, 저장, 자동화를 위한 여러 부품을 제공합니다.

풍력 발전용 터빈 발전기

풍력 발전용 터빈 발전기는 미국 내 전기의 약 10%를 생산합니다. 이러한 발전기는 기계 진단 루틴을 통해 시스템 상태를 모니터링하여 손상을 줄이고 다운타임을 최소화하는 복잡한 구조입니다. 예를 들어, 지능형 터빈 블레이드 모니터링에는 얼음, 번개, 부하, 구조적 상태를 점검하기 위한 센서가 포함되어 있습니다(그림 1).

그림 1: 지능형 터빈 블레이드 모니터링에는 얼음, 번개, 부하, 구조적 상태를 점검하여 손상을 감지하고 방지할 수 있는 센서가 포함되어 있습니다. (이미지 출처: Phoenix Contact)

블레이드의 내부 베이스 근처에 실장된 Phoenix Contact 1183803 회전자 블레이드 부하 센서는 스트레인 게이지를 사용하여 터빈 블레이드의 하중을 모니터링합니다. 다른 센서의 데이터와 결합된 측정-평가 컨트롤러는 블레이드 부하를 모니터링하여 터빈이 최소한의 블레이드 하중으로 성능을 최적화하도록 제어할 수 있습니다.

광발전

태양광 발전은 현장의 태양광 패널이 최고 효율로 작동하는지 확인하기 위해 시스템 전반에 걸쳐 모니터링이 필요합니다. 태양광 전지는 규정된 전압을 달성하기 위해 직렬로 연결되며 이는 태양광(PV) 스트링으로 묘사됩니다. 패널의 개별 스트링에서 전류와 전압을 모니터링하면 태양광 패널의 손상이나 전기 연결 불량으로 인한 전력 손실을 정확히 찾을 수 있습니다(그림 2). 센서 모듈은 멀티채널 통신 모듈을 통해 조정 컨트롤러로 멀티플렉싱됩니다.

그림 2: 태양광 패널의 개별 스트링의 전류와 전압을 모니터링하면 태양광 패널의 손상이나 전기 연결 불량으로 인한 전력 손실을 정확히 찾을 수 있습니다. (이미지 출처: Phoenix Contact)

그림 2에서 전압 및 전류 센서는 단 두 개의 통신 모듈만 사용하여 20개의 PV 스트링 전류와 공통 전압을 모니터링합니다. 통신 모듈은 Modbus 인터페이스를 통해 콤팩트 컨트롤러에 데이터를 전송합니다.

Phoenix Contact 2903591은 최대 1500V의 단일 전압을 측정할 수 있는 센서 모듈의 예입니다. 출력 데이터는 측정된 입력에 비례하는 아날로그 전압(2VDC ~ 10VDC 범위)입니다. 2903591 센서는 24VDC 소스에서 전력이 공급되는 35mm DIN 레일 모듈입니다.

에너지 저장

에너지 수요는 꾸준하기 때문에 설계자는 태양이나 바람과 같은 재생 에너지원에서 생산된 전력을 저장할 수 있어야 합니다. 일반적인 접근 방식은 에너지 저장을 위해 배터리에 의존하는 것입니다. 가장 작은 에너지 저장 장치는 배터리 전지이지만, 여러 개의 전지를 하나의 배터리 모듈로 결합하여 사용 가능한 저장 용량을 늘릴 수 있습니다. 개별 전지의 전력은 비슷한 속도로 충전 또는 방전되도록 균형을 이루어야 합니다. 안전 문제를 해결하려면 배터리 모듈 온도를 모니터링하여 열 폭주를 감지해야 합니다. 여러 모듈이 전력 제어 장치(PCU)의 제어 하에서 스토리지 캐비닛에 결합됩니다(그림 3).

그림 3: 전면 패널이 제거된 에너지 저장 캐비닛으로, 개별 배터리 전지(파란색)로 구성된 3개의 배터리 모듈과 각각의 연결된 제어 전자 장치가 노출되어 있습니다. (이미지 출처: Phoenix Contact)

Phoenix Contact는 이러한 모듈을 연결하는 데 사용되는 커넥터를 제공합니다. 예를 들어, 유극 커넥터는 포지티브 접점으로 1106306, 네거티브 접점으로 1106307을 사용하여 모듈을 연결할 수 있습니다. 이러한 배터리 극 커넥터는 우발적인 극성 반전 또는 접촉을 방지하도록 기계적으로 코딩되었으며 배선 유연성을 위해 전체 360˚ 회전이 가능합니다.

결론

Phoenix Contact는 소자 제어를 위한 커넥터부터 센서까지 All Electric Society를 위해 고안된 광범위한 제품을 제공합니다. 또한 산업용 시스템의 자동화 및 제어를 위한 소프트웨어 및 컨트롤러도 제공합니다. 해당 제품 이외에도 Phoenix Contact는 시설 및 일상적인 작동에서 CO2 방출량을 줄임으로써 지속 가능한 작동을 위해 최선을 다하고 있습니다.