L’installazione di una stazione di ricarica rapida in DC richiede generalmente adeguate competenze tecniche ed è associata a costi elevati. I moduli CHARX per il montaggio in rack da 19″, preconfigurati e scalabili, consentono la rapida messa in servizio della stazione di ricarica contenendo sensibilmente i costi di sviluppo.
La All Electric Society descrive un futuro in cui l’energia elettrica rinnovabile è disponibile in tutto il mondo come energia primaria in quantità sufficienti ed a prezzi accessibili. Una delle chiavi per realizzare la All Electric Society è la trasformazione del settore della mobilità verso la mobilità elettrica. Per ottenere questa migrazione è necessaria un’infrastruttura di ricarica capillare, ciò rende l’industria energetica un attore chiave nella mobilità sostenibile, offrendo al settore notevoli opportunità di crescita.
I nuovi moduli per il montaggio su rack da 19″ di Phoenix Contact riducono la complessità e semplificano il processo di progettazione, permettendo anche ai neofiti del settore di partecipare al mercato delle infrastrutture di ricarica. Grazie al modulo di distribuzione, ai moduli di potenza e al modulo di controllo, è possibile realizzare in pochi minuti una stazione di ricarica rapida DC.
La stazione di ricarica rapida DC per tutti
Lo sviluppo e la costruzione di una stazione di ricarica rapida in corrente continua conforme allo standard internazionale IEC 61851 pone alcuni ostacoli agli operatori. Oltre ad un elevato livello di competenza, è necessario molto tempo per acquisire esperienza in questo settore. Questo esborso iniziale non copre i costi, soprattutto nei casi di piccole serie o di un nuovo prodotto. Il sistema modulare Charx da 19″ di Phoenix Contact risponde alla maggior parte delle questioni tecniche e di sicurezza. Ciò consente un rapido time-to-market senza sacrificare il design personalizzato e la specifica esperienza dell’utente. Il sistema modulare Charx da 19″ offre inoltre il vantaggio della rapidità di installazione, manutenzione e riparazione grazie alla semplice sostituzione dei singoli moduli. La potenza di ricarica può essere aumentata o ridotta a in fase di progettazione o ampliata successivamente.
Rispetto alla filosofia costruttiva classica con l’assemblaggio dei componenti su guida DIN, il design modulare del sistema Charx riduce notevolmente il lavoro di cablaggio e i margini di errore nella realizzazione di una stazione di ricarica DC. La tecnica di connessione rapida, le interfacce di comunicazione RJ45, il sistema di montaggio in rack da 19″ e l’ampia offerta di materiali per il montaggio, consentono una rapida installazione e sostituzione dei moduli. Grazie alla technologia T-LOX di Phoenix Contact i cavi di collegamento devono solo essere spellati per poter effettuare la connessione. Entrambi questi fattori consentono di ottenere un sensibile risparmio di tempo in fase di sviluppo, assemblaggio e manutenzione con il conseguente risparmio sui costi.
Una stazione di ricarica in DC perfettamente funzionante può essere installata in pochi minuti. Moduli di potenza comparabili, invece, vengono forniti con un kit di cablaggio dedicato per il singolo produttore e variano in termini di spazio di installazione.
Una soluzione composta da moduli per la protezione, il controllo o il monitoraggio della stazione di ricarica non era ancora presente sul mercato. Dalla progettazione e sviluppo all’installazione, al cablaggio, fino alla manutenzione delle stazioni di ricarica rapida, tutti i processi del produttore di stazioni di ricarica vengono così accelerati ed ottimizzati. Inoltre, il cliente può beneficiare dell’esperienza di Phoenix Contact, uno dei principali fornitori di componenti per l’infrastruttura di ricarica.
I moduli da 19″ del sistema in dettaglio
La gamma del sistema Charx in formato 19″ comprende moduli di potenza da 30 kW nelle varianti AC/DC o DC/DC, un’unità di controllo della potenza e un’unità di distribuzione dell’alimentazione in corrente alternata.
I moduli di potenza offrono un’efficienza fino al 96% e una curva caratteristica di uscita costante in un intervallo di tensione compreso tra 150 e 1.000 V. I moduli di potenza possono essere utilizzati in modo molto flessibile grazie alla separazione galvanica ed alla possibilità di connettere in parallelo fino a 48 moduli. Ciò significa che è possibile realizzare stazioni di ricarica con potenze fino a quasi 1,5 MW, richieste, per esempio, dalle batterie per veicoli di grandi dimensioni, come quelle dei veicoli commerciali. Per il collegamento diretto agli impianti solari, la variante con ingresso DC è dotata di software di inseguimento del punto di massima potenza, eliminando la necessità di componenti aggiuntivi.
(figura 3)
I moduli di potenza di questa classe risultano interessanti anche per altre aree di applicazione, come i sistemi di stoccaggio locali per assorbire i picchi di carico o per l’alimentazione di emergenza, impianti di elettrolisi per la produzione di idrogeno e le reti a corrente continua per evitare le perdite di conversione.
Con l’aiuto del modulo di distribuzione e del modulo di controllo della potenza, è possibile configurare l’intero flusso di energia dalla rete al veicolo con moduli in formato 19″. L’alimentazione AC dalla rete viene distribuita dal modulo di distribuzione AC ad un massimo di cinque moduli di potenza. La corrente continua generata viene raccolta nel modulo di controllo della potenza e trasferita al veicolo.
Il modulo di distribuzione alimenta i convertitori AC/DC ed il modulo di controllo. L’integrazione di protezioni contro le sovratensioni, interruttori automatici miniaturizzati e della protezione da surriscaldamento, garantiscono la sicurezza di tutti i moduli e le linee a valle. Ciò significa che non è necessario installare una guida DIN per la distribuzione della linea di alimentazione.
Il modulo di controllo della potenza è composto da alcuni componenti tra cui i principali sono: il controllore di ricarica, un modem, dispositivo per il monitoraggio dell’isolamento, i contattori di potenza ed i fusibili. Combina le funzioni necessarie per controllare i moduli di potenza e monitorare il processo di ricarica in un dispositivo salvaspazio altamente integrato di 19″ e 3 unità di altezza. Per semplificare l’integrazione del sistema e l’accesso remoto, offre interfacce di comunicazione TCP/IP, RS-485, bus CAN e I/O. Il modulo di controllo viene fornito già preconfigurato in modo da poter avviare un processo di ricarica con funzioni di base subito dopo il completamento dell’installazione. I test di sistema e di temperatura della stazione di ricarica possono essere avviati immediatamente.
Il modulo di controllo gestisce fino a cinque moduli di potenza da 30 kW ciascuno, consentendo di realizzare capacità di ricarica fino a 150 kW con una corrente di ricarica massima di 500 A.
Conclusioni
Finora i fornitori di infrastrutture di ricarica potevano acquistare sul mercato singoli componenti o una stazione di ricarica completa. La realizzazione di requisiti individuali era quindi possibile solo con un notevole sforzo. Il sistema modulare Charx da 19″ colma questa lacuna. I moduli consentono di realizzare una stazione di ricarica rapida DC con sforzi molto limitati in fase di progettazione. I vantaggi sono la rapidità di installazione, l’ingombro ridotto e la potenza di ricarica scalabile. In futuro, il sistema da 19″ di Phoenix Contact sarà ampliato con ulteriori moduli che consentiranno di costruire una stazione di ricarica con storage per permettere la ricarica rapida in corrente continua indipendentemente dalla disponibilità di un punto di distribuzione di media tensione.
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