Alimentazione a commutazione bidirezionale AC-DC per il risparmio energetico

Il risparmio e il recupero dell'energia elettrica è un argomento molto dibattuto non solo all'interno di progetti domestici o residenziali, ma anche per quanto riguarda l'automazione e l'elettrificazione industriale. Negli ultimi 50 anni, la richiesta totale di energia elettrica in Italia è quasi triplicata e questo, unito all’elevato prezzo per kWh che quest’ultima ha raggiunto negli anni, ha reso l’acquisto di energia elettrica uno dei maggiori costi per le aziende produttive.

Dal punto di vista della sostenibilità, oltre ai ben noti sistemi di produzione dell’energia tramiti fonti rinnovabili, un sistema particolarmente funzionale che si propone di efficientare il consumo elettrico delle aziende è l’utilizzo di alimentatori bidirezionali AC/DC – DC/AC, in grado di recuperare energia che altrimenti andrebbe sprecata.

All'interno di ambienti industriali ad alta potenza vengono infatti “buttati” molto spesso grandi quantitativi di energia, in alcuni casi senza nemmeno rendersene conto, altre volte invece, questa energia di scarto è un vero e proprio problema per le aziende, che devono trovare il modo di dissipare questa energia tramite l’uso di dissipatori e sistemi di raffreddamento appositi.

La crescente consapevolezza ecologica, unita a fattori ESG per le aziende, ha accelerato lo sviluppo e la domanda di tecnologie e soluzioni per il recupero dell'energia ed è per questo motivo che Digimax e MEAN WELL hanno lavorato in stretta sinergia nell'offerta di soluzioni efficienti e basso impatto in fase di conversione e stoccaggio dell'energia elettrica.

Recupero dell'energia in fase di produzione e testing batterie

Un chiaro esempio di recupero dell'energia tramite l'utilizzo di alimentazione a commutazione bidirezionale è fornito dal ciclo lavorativo di creazione e testing di batterie.

Le batterie al litio sono infatti incredibilmente diffuse grazie agli incredibili vantaggi che le caratterizzano: alta densità di energia, nessun effetto memoria, lunga durata del ciclo di vita e predisposizione alla miniaturizzazione per dispositivi elettronici portatili come telefoni cellulari, wearable device, laptop e veicoli elettrici. A causa dell'ampia richiesta del mercato è necessario fare molta attenzione al processo produttivo e per garantire un prodotto finito affidabile è necessario superare due fasi importanti: la formazione e la valutazione della batteria.

Dopo che la cella della batteria è stata prodotta, i materiali interni positivi e negativi vengono infatti attivati ​​attraverso una specifica procedura di carica e scarica. Il processo di formazione consiste proprio nel migliorare le prestazioni di carica e scarica, oltre che le capacità di conservazione e prestazioni complessive; il processo di valutazione è invece necessario per ottenere la classificazione della capacità della batteria e l'ordinamento delle prestazioni attraverso il processo di carica e scarica.

Poiché nel processo di formazione e classificazione, le celle della batteria devono essere continuamente caricate e scaricate, il consumo di energia è un costo di produzione considerevole. Per risparmiare sui costi di produzione, il produttore può progettare un sistema di formazione e classificazione attraverso l'alimentatore bidirezionale serie BIC-2200 come mostrato nella figura di seguito. Con l'utilizzo dell'alimentatore bidirezionale BIC-2200, l'energia elettrica recuperata dalla fase di scarica viene immessa nuovamente all'interno della rete aziendale e resa disponibile per altri carichi, con un netto risparmio sui costi dell'elettricità.

Queste applicazioni richiedono infatti una ripetizione di cicli di carica e scarica alternati dove l’utilizzo di un alimentatore bidirezionale AC/DC – DC/AC, come la serie BIC-2200, rende possibile, attraverso lo stesso convertitore, sia la fase di carica programmata con le varie curve necessarie, sia la fase di scarica, consentendo il recupero dell’energia che verrà immediatamente reimmessa nella rete interna dell’azienda.

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Il recupero dell'energia cinetica con i sistemi KERS

Un altra applicazione particolarmente interessante per la serie di alimentatori bidirezionali BIC-2200 è la fase di test sui motori elettrici, dove con un apposito banco si analizza il comportamento di un motore a diverse velocità, accelerazioni e decelerazioni. È proprio quest'ultima fase che richiede l'utilizzo di un alimentatore bidirezionale per il recupero, conversione e reimmissione di corrente all'interno della rete aziendale, tutto con un solo dispositivo ad elevata efficienza.

L'acronimo KERS (Kinetic Energy Recovery System) identifica proprio una tipologia di dispositivi in grado di recuperare e trasformare parte dell’energia cinetica prodotta da un motore in fase di frenata.

I sistemi KERS sono ampiamente utilizzati nell’industria automobilistica, ma esistono una serie di applicazioni di questi sistemi anche in ambito industriale, basta pensare che i motori elettrici sono alla base di qualunque nastro trasportatore, braccio meccanico o in generale, qualsiasi macchinario: tutti i motori elettrici che vengono azionati, prima o poi dovranno essere frenati e di conseguenza genereranno dell’energia.

Ovviamente esistono dispositivi che posso recuperare più o meno energia ma qualsiasi motore, implementato in un sistema KERS, con un convertitore bidirezionale efficiente ed in grado di lavorare ad alte potenze, può rifornire la rete elettrica aziendale, permettendo un grosso risparmio.

Serie BIC-2200 - Alimentatore bidirezionale MEAN WELL per il riciclo di energia

Con la serie BIC-2200, MEAN WELL propone un alimentatore switching bidirezionale con riciclo di energia e funzione di rete AC. BIC-2200 è dunque un alimentatore a due vie da 2,2 kW, progettato per controllare la trasmissione di potenza dalla rete AC al lato DC e l'energia recuperata nel lato DC alla rete AC.

L'alimentatore a commutazione bidirezionale consente perciò alla rete di caricare la batteria e insieme reimmettere l'energia elettrica nella rete per ottenere un cospicuo risparmio energetico. BIC-2200 è progettato con una funzione parallela incorporata, telecomando e funzione di comunicazione digitale, fornendo un'ampia gamma di flessibilità di progettazione per apparecchiature di test della batteria, stazioni di ricarica, sistemi laser e sistemi di recupero dell'energia cinetica.

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Prodotti Associati

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