Optimální využití energie bylo základní misí společnosti Phoenix Contact od samotného vzniku v roce 1923. Od zajištění spolehlivého spojení dvou vodičů, tedy minimalizace ztrát na každém elektrickém spoji, přes zabezpečení elektrické sítě před výpadky z velmi rozličných neúmyslných důvodů (např. úder blesku, přepětí, rušení, porucha zařízení), až po zajištění spolehlivého a bezpečného přenosu elektrické energie, které může být postiženo úmyslnými kybernetickými útoky. To jsou základní komponenty, pomocí kterých je možné vytvořit moderní robustní elektrickou infrastrukturu.
Takováto infrastruktura musí být doplněna automatizovanými systémy, které budou optimalizovat tok energie od různých zdrojů elektrické energie ke všem místům spotřeby. Chytrá elektrická infrastruktura musí být založena především na:
- Maximálně úsporných zařízeních. Odhaduje se, že celkově je možné snížit spotřebu elektrické energie o 10 až 20 % použitím posledních technologií.
- Zajištění maximální flexibility, tedy umět maximálně využít vždy té „nejlevnější“ energie z obnovitelných zdrojů v době aktuálních přebytků ke spotřebě i uložení na „horší časy“, kdy je naopak energie nedostatek. Především zajištění flexibility klade obrovské nároky na současné technologie i na technologie, které ještě nejsou na trhu dostatečně dobře dostupné (např. Power-to-X, tedy ukládání energie do různých médií, např. vodíku).
- Využití všech dostupných zdrojů elektrické energie, které jsou co nejšetrnější k okolnímu prostředí, v současné době fotovoltaické, solární, větrné i vodní elektrárny, případně energie z plazmového zplyňování odpadů. Odhaduje se, že v současné době je zhruba jen 28% elektrické energie na celém světě generováno z obnovitelných zdrojů. Zajímavé se podívat i na rozdíly. Zatímco u nás byl tento podíl v roce 2021 na úrovni 14%, tak v Číně byl tento podíl na úrovni 29%, v Německu 41% (zdroj: yearbook.enerdata.net)
Pro společnost Phoenix Contact je v současné době hlavním smyslem své existence podporovat a umožňovat přechod k plně elektrifikované společnosti – All Electric Society – tedy společnosti, ve které je primárním zdrojem elektrická energie z obnovitelných zdrojů, která je dostupná všem. Dostupnost je dalším klíčovým faktorem a s postupným rozšiřováním nových technologií se dá očekávat další snižování nákladů. Uvádí se, že během deseti let, od roku 2009 do roku 2019 se např. náklady na vybudování větrného parku v moři (tzv. offshore) snížily o 70%.
Pojďme se podívat jen na některé poslední technologie, které by mohly přispět k uskutečnění této vize.
Phoenix Contact je členem Open Direct Current Alliance (ODCA), která se zabývá zpřístupněním infrastruktury postavené na stejnosměrném napětí (DC). Použitím stejnosměrného napětí v budovách a výrobních závodech je možné ušetřit cca 10% elektrické energie. Výzvou v takových rozvodech je vznik elektrického oblouku při opojování zařízení při provozu. Pro zamezení vzniku elektrického oblouku je nyní možné použít chytrý konektor ArcZero, který je vybaven elektronickým zhášecím systémem.
Phoenix Contact je již od roku 2009 aktivní v oblasti elektromobility a z jeho nabídky je možné jednoduše sestavit kompletní dobíjecí infrastrukturu, umožňující např. využít baterie automobilů jako externí bateriové úložiště pro vykrývání výkyvů elektrické energie v síti (tzv. V2G = Vehicle-to-Grid) i stanovení priorit.
Phoenix Contact (společně s Wölfel Winds Systems) nabízí ucelené řešení pro sledování stavu konstrukce i rotačních listů větrných elektráren a současně i stavu samotného generátoru, převodovky i hlavního ložiska. Tak je možné včas zjistit blížící se poruchu a zabránit nečekaným výpadkům při výrobě elektrické energie. Zjištěné údaje je možné snadno integrovat do podnikového informačního systému provozovatele.
V oblasti fotovoltaických parků Phoenix Contact zajišťuje chytré propojení do sítě, plynule reagující na potřeby distribuční sítě i odběrného místa spotřeby.
V mnoha komisích a standardizačních projektech dnes vznikají nové komunikační standardy jako OPC UA, TSN, Single Pair Ethernet a 5G. Tyto nové technologie však od sebe nelze oddělovat, tvoří totiž společně komunikaci budoucnosti. Společnost Phoenix Contact se angažuje ve všech důležitých standardizačních komisích a účastní se tvorby nových komunikačních standardů pro automatizaci vhodných pro každého výrobce.
5G síť je nový standard mobilního rádiového spojení, který nabízí v závislosti na požadavcích obrovskou šířku pásma v gigabitech, schopnost přenosu v reálném čase nebo vysoký počet účastníků při mimořádně vysoké spolehlivosti a bezpečnosti. Na rozdíl od předchozích generací mobilního rádiového spojení, např. 3G a 4G, splňuje 5G poprvé také průmyslové požadavky, což může zaručit inteligentní bezdrátovou komunikaci mezi stroji a aplikacemi. S průmyslovým 5G lze např. realizovat také soukromé sítě, což významně zvyšuje bezpečnost komunikace a výměny dat. Společnost Phoenix Contact ve spolupráci se společnostmi Quectel a Ericsson vyvinula první průmyslový 5G router pro lokální průmyslové instalace v soukromé 5G síti. Pomocí tohoto 5G routeru můžete nyní připojit průmyslové aplikace jako stroje, řídicí jednotky a další zařízení k soukromé 5G síti, a koordinovat tak jejich využívání zdrojů, priority a jejich chování.
Společnost Phoenix Contact je navíc spoluzakladatelem, aktivním členem a členem představenstva 5G-ACIA (5G Alliance for Connected Industries and Automation). Tato aliance společností se snaží zastupovat zájmy průmyslu při normování a regulování 5G sítí.
Digitalizace zní jako velmi obecný pojem, nicméně v tomto kontextu jde především o:
- Sběr relevantních dat např. o aktuální i očekávané spotřebě a aktuální i očekávané ceně elektrické energie. Toto je velmi komplexní problematika, která závisí na výrobních plánech společností, plánovaném příjezdu a odjezdu lidí i předpovědi počasí. Phoenix Contact dává důraz na to, aby jednotlivé produkty o sobě poskytovali co nejvíce relevantních dat, která je možné smysluplně využít a současně umožňuje co nejjednodušší způsoby sběru a ukládání získaných dat.
- Výměně těchto dat mezi jednotlivými místy výroby, spotřeby, akumulace i přenosu energie. Jde především o standardizaci dat a jejich širokého zpřístupnění pro všechny platformy, které s těmito potřebují pracovat.
- Chytré řízení, které je schopno s těmito daty pracovat a optimalizovat celý systém
- Zajištění spolehlivosti a bezpečnosti, tedy minimalizovat výpadky řídicích a komunikačních prvků ať už u z hlediska neúmyslných anebo úmyslných jevů, tedy např. poruchy anebo kybernetické útoky. V současné době je možné použít řídicí systémy, které jsou již konstruovány s ohledem na kybernetickou bezpečnost (“by design“) a je možné využít odolné šifrované komunikační jednotky i bezpečné firewall zařízení. Spolehlivost proti neúmyslným výpadkům je možné zvýšit redundatními komunikačními i řídicími jednotkami, ochranami proti atmosférickým vlivům i rušení (přepěťové ochrany, jističe, …).
Phoenix Contact spolupracuje s řadou Solution Partnerů z řad malých i velkých firem v České republice, kteří jsou připraveni realizovat projekty nejen v oblastech naplňující vizi plně elektrifikované společnosti. Díky společnosti Phoenix Contact je mohou realizovat s využitím nejnovějších technologií včetně strojového učení – umělé inteligence.
Phoenix Contact je i po 100 letech své existence a významného růstu stále rodinnou firmou, považující firemní kulturu postavenou na respektu, důvěře, inovativnosti a kreativitě za zcela zásadní pro její další rozvoj. Nicméně tento rozvoj musí stát na udržitelných základech, a udržitelnost je proto zásadní součást vize plně elektrifikované společnosti – All Electric Society.
Zdroje dat:
World Energy and Climate Statistics (World Energy Statistics | Enerdata)
Our World in Data (ourworldindata.org)
www.phoenixcontact.cz
