VAHLE inicia un cambio de paradigma en el suministro eléctrico industrial 25.01.2023

Paul Vahle GmbH & Co KG ha concluido con éxito el proyecto de investigación conjunta effiDCent, cuyo objetivo era aumentar la eficiencia energética y la sostenibilidad en la industria mediante el uso de corriente continua en lugar de la corriente alterna habitual. Junto con la Universidad Técnica de Dortmund, la Universidad de Ciencias Aplicadas de Ostwestfalen-Lippe, Condensator Dominit GmbH y E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH, el pionero en tecnología con sede en Kamen ha estado investigando desde 2019 una transmisión de energía más eficiente utilizando un carril conductor basado en CC. VAHLE actuó como líder del consorcio. La conversión de corriente alterna (CA) a corriente continua (CC) supone un aumento de la eficiencia energética de más del 10%. Al mismo tiempo, los recursos necesarios para la producción de carriles conductores basados en corriente continua son significativamente inferiores en comparación con los sistemas convencionales. Las necesidades de cobre se reducen hasta en un 50%. El proyecto de financiación contó con el apoyo de la Unión Europea y el estado de Renania del Norte-Westfalia.

"El cambio energético es un elemento decisivo para la transformación de nuestra sociedad hacia la sostenibilidad. Esta es precisamente la dirección en la que apuntamos con el proyecto de investigación effiDCent, que dará lugar nada menos que a un cambio de paradigma en el suministro eléctrico industrial", afirma Achim Dries, CEO del Grupo VAHLE. La denominación del proyecto se basa en una combinación de "eficiente" y la abreviatura "DC", que significa corriente continua.

Desarrollo de carriles conductores alimentados por corriente continua

Junto con sus socios, el proveedor de sistemas para aplicaciones industriales móviles con sede en Kamen ha desarrollado en los últimos tres años un sistema alimentado por corriente continua compuesto por un rectificador de alta eficiencia, el carril conductor, unidades inteligentes de almacenamiento de energía para la recuperación y dispositivos de seguridad. El objetivo era aumentar considerablemente la eficiencia energética de las líneas de fabricación y producción y reducir al mínimo las paradas de producción relacionadas con la red, a fin de optimizar todo el proceso de fabricación. Con la integración del almacenamiento inteligente de energía y los condensadores tampón distribuidos a lo largo de la línea, los socios del proyecto abrieron nuevos caminos técnicos.

Por un lado, el paso de la tensión alterna a la continua permite reducir considerablemente el material utilizado y, por otro, promete un gran ahorro de energía. A diferencia de la corriente alterna, el factor de potencia de los motores o los inversores no es significativo, por lo que la carga de corriente en la línea es considerablemente menor. Por consiguiente, las necesidades de cobre de un carril conductor pueden reducirse considerablemente no sólo ahorrando un polo, sino también reduciendo la sección transversal.

Alto potencial de ahorro energético

Para la industria, según Dries, el cambio a la tecnología de corriente continua es un gran paso hacia la producción industrial neutra en emisiones de CO₂. Hasta ahora, debido a la tensión alterna trifásica de 400 voltios utilizada de serie, era necesario un rectificador independiente para cada vehículo, lo que se elimina con una alimentación central de corriente continua. Al eliminar el rectificador, se ahorra un componente con pérdidas en el sistema global, lo que tiene un efecto positivo en la eficiencia global y, por tanto, en el consumo de energía.

Además, la tecnología de corriente continua tiene otras muchas ventajas que ayudan a establecer una red de suministro eléctrico industrial moderna e inteligente. Por ejemplo, los sistemas de generación y almacenamiento de energía, como los fotovoltaicos y las baterías, pueden integrarse sin problemas, ya que funcionan básicamente con tensión continua. La energía de frenado puede almacenarse directamente y aprovecharse al máximo sin necesidad de convertirla en corriente alterna. Otro punto a favor es la alta disponibilidad del sistema que proporciona el uso del almacenamiento: las baterías tampón permiten que los sistemas de CC sigan funcionando sin interrupción. Esto significa que no es necesario un costoso sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). Tampoco son necesarias inversiones adicionales en filtrado de red y compensación. Los sistemas inteligentes de almacenamiento de energía incorporados absorben los picos de carga que se producen debido a los procesos de aceleración, de modo que la carga eléctrica conectada puede ser menor y se alivia así la red de corriente alterna.

Financiado por la Unión Europea y el Estado de Renania del Norte-Westfalia

Como parte del proyecto de investigación, se puso en funcionamiento una instalación de pruebas de corriente continua de 80 metros de longitud paralela a una instalación de corriente alterna ya existente. Si se utiliza corriente continua, se puede demostrar un ahorro energético superior al 10 %. VAHLE se encargó de la gestión del consorcio, el diseño del sistema, la simulación y la construcción de la instalación de pruebas. TH OWL se hizo cargo de la construcción del alimentador de alta eficiencia, con un factor de potencia entre un 35% y un 40% superior al de un rectificador estándar.

La Universidad TU de Dortmund se encarga de investigar el sistema inteligente de almacenamiento de energía para absorber la energía de frenado. El aprovechamiento de la energía de frenado mediante un almacenamiento inteligente aumenta la eficiencia del sistema en su conjunto. Esto ha sido posible gracias al uso de eficaces dispositivos de almacenamiento de energía, los llamados ultracaps, que pueden almacenar la energía de frenado durante un breve periodo de tiempo y volver a liberarla de forma controlada. Debido a las elevadas corrientes de irrupción, la conexión segura de los sistemas de corriente continua es compleja. Por lo tanto, se desarrolló un concepto de protección y precarga adaptado a las aplicaciones de CC con ETA Elektronische Apparate GmbH.

Con su participación en el proyecto de investigación, VAHLE amplía aún más su posición de pionero y líder tecnológico en el campo de la tecnología de corriente continua.

La empresa también quiere agradecer expresamente a la Unión Europea y al Estado de Renania del Norte-Westfalia su apoyo al proyecto. Gracias también a la organización de gestión de proyectos Jülich por su buena colaboración.

El proyecto de financiación effiDCent de un vistazo:

• Enfoque temático del proyecto de investigación: Desarrollo de un carril conductor alimentado por corriente continua para líneas de producción en la industria.
• Socios del proyecto: Paul Vahle GmbH & Co KG (líder del consorcio), Universidad Tecnológica de Dortmund , Universidad de Ciencias Aplicadas de Ostwestfalen-Lippe, Condensator Dominit GmbH y E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH (asociados).
• Duración del proyecto: de julio de 2019 a junio de 2022
• La organización ejecutora del proyecto es Forschungszentrum Jülich PTJ.
• Este proyecto ha sido financiado por la Unión Europea y el Estado de Renania del Norte-Westfalia.