Il était une fois l'alimentation en courant alternatif

À la fin du 19e siècle, la guerre de l'électricité faisait rage entre Thomas Alva Edison (DC) et George Westinghouse (AC). La question à laquelle cette joute devait répondre était de savoir à quoi ressemblerait l'approvisionnement à grande échelle des réseaux électriques dans le futur. 
La tension alternative s'est finalement imposée. L'une des raisons est qu'à ce moment-là, la tension AC pouvait être facilement transformée à la hausse ou à la baisse.  

Les avantages du courant continu

Malgré le succès de la technique AC, la technique DC n'a jamais été oubliée. Le développement technologique de l'électronique de puissance offre aujourd'hui la possibilité d'utiliser un courant continu à haut rendement à un prix avantageux.
Les réseaux DC offrent d'autres avantages. La plupart des appareils électroniques, tels que les PC ou les éclairages LED, fonctionnent en tension continue. Les voitures électriques sont également alimentées par l'énergie des batteries, qui stockent l'énergie sous forme de courant continu. Dans l'industrie, de nombreux récepteurs fonctionnent au moyen de variateurs de vitesse sur un circuit intermédiaire à tension continue. Pour tous ces récepteurs, on renonce dans un réseau DC à la conversion AC/DC qui entraîne des pertes. De même, les énergies renouvelables comme le photovoltaïque ou les systèmes de stockage comme les piles à combustible peuvent être intégrés de manière beaucoup plus efficace dans un réseau de courant continu. 
Grâce à une gestion intelligente du flux de puissance et à la mise en réseau des secteurs de la consommation et de la production, il est possible de garantir une disponibilité élevée tout en assurant la sécurité d'alimentation. Phoenix Contact propose des solutions à cet effet.

Le courant continu, une technologie clé

Sur la voie d'une alimentation électrique durable dans une All Electric Society, il s'agit d'utiliser efficacement les énergies renouvelables et de préserver au mieux les ressources énergétiques et matérielles. La technologie DC offre les deux. Comme il faut moins de fils et une section de conducteur plus petite pour transmettre la même puissance, les applications à courant continu économisent des matières premières comme le cuivre. « Tous ces avantages rendent le courant continu très économique dans les installations de production industrielle », explique Dr Martin Wetter, Vice-président exécutif Innovation chez Phoenix Contact.
Tout comme le BMW Group, l'entreprise familiale Phoenix Contact est également membre de l'Open Direct Current Alliance (ODCA) et s'engage depuis des années déjà pour l'établissement de la technique du courant continu.
Lorsqu'en 2016, le coup d'envoi a été donné chez BMW pour étudier l'utilisation de la technologie DC dans une cellule de production de l'usine de Dingolfing, Phoenix Contact a pu rapidement apporter son soutien grâce à sa gamme de solutions innovantes. 

« Grâce à une coopération de longue date, Phoenix Contact assiste l'équipe de projet de BMW avec des produits et des solutions destinés aux travaux de planification et d'étude. La gamme de produits DC existante, en constante évolution, est très bien accueillie et finalement optimisée par des applications pratiques », rapporte Manfred Klotz, responsable industrie et grands comptes automobiles chez Phoenix Contact. 

De la théorie à la pratique

Pour mettre en place une infrastructure de courant continu dans un environnement de production, il faut d'abord convertir le réseau AC public en un réseau DC. Avec les alimentations performantes pour le montage en rack de Phoenix Contact, cela ne pose aucun problème. Le fait que les modules puissent être adaptés pour atteindre une puissance totale de 1,5 MW garantit une grande flexibilité. Mais le champ d'application des modules est encore plus vaste. Les appareils au format 19" peuvent relier les différents réseaux partiels DC, comme l'installation photovoltaïque, l'éclairage ou l'infrastructure de charge DC, au bus DC de niveau supérieur. Grâce à la large plage de tension de sortie de 30 à 1 000 V DC, il est de plus possible de faire monter lentement en puissance l'ensemble du réseau DC. Les paramètres de performance de l'électronique de puissance DC sont facilement paramétrables via la plateforme PLCnext de Phoenix Contact. Ainsi, à l'avenir, les différents secteurs DC devraient être couplés entre eux de manière à servir le réseau. 
Si une tension d'alimentation auxiliaire de 24 V DC est nécessaire, il est possible d'utiliser les alimentations pour rail DIN QUINT POWER. Celles-ci convainquent par leur large plage d'entrée DC, qui s'étend de 450 à 900 V DC. Dans la classe de puissance de 240 W à 960 W, les charges individuelles peuvent être alimentées de manière optimale.

La commutation et la protection, ainsi que la précharge de secteurs DC sur une infrastructure DC existante sont des défis techniques pour lesquels Phoenix Contact a dès aujourd'hui la bonne réponse.
Le disjoncteur de puissance DC Contactron ELR HDC a été développé précisément pour ces applications. Il est doté d'une fonction de précharge afin d'élever notamment les charges capacitives à une tension commune et d'éviter ainsi les pics de courant et de tension pendant le processus de commutation. Par ailleurs, l'appareil surveille la tension et le courant pendant le fonctionnement et dispose d'une fonction de coupure à trois niveaux en cas de surintensité, jusqu'à des temps de coupure très rapides en cas de court-circuit. L'opérateur peut facilement régler les principaux paramètres de l'ELR HDC via une interface USB. De plus, l'ELR HDC offre une capacité de mise en réseau avec une interface IO-Link.
Une différence cruciale entre le courant continu et le courant alternatif est l'arc électrique qui se produit lors des opérations de séparation en charge. Dans les applications à courant alternatif, le courant et la tension oscillent. Ainsi, 100 passages à zéro avec inversion des pôles par seconde se produisent. Ce n'est pas le cas dans les applications à courant continu, de sorte qu'un arc électrique éventuel ne disparaît pas automatiquement. Dans ce schéma de liaison à la terre, les dommages au niveau des contacts et des boîtiers sont plus importants et les risques pour les opérateurs sont plus élevés.

Le connecteur ArcZero est le seul connecteur de ce type à supprimer activement l'arc électrique en courant continu. Il ne fonctionne pas de manière passive, p. ex. avec des contacts sacrificiels, mais avec un automate électronique intelligent actif, ce qui garantit un nombre élevé de cycles d'enfichage. Grâce à cette approche technologique unique en son genre, il est devenu possible d'effectuer des branchements et débranchements fréquents et sûrs sous charge, sans arc électrique, sur les réseaux de courant continu.

Les solutions innovantes de Phoenix Contact sont également présentes dans l'usine BMW de Dingolfing. Phoenix Contact fait ainsi office de pionnier au niveau de la percée des réseaux DC.
Mais le chemin ne s'arrête pas là. Le nouveau bâtiment de Phoenix Contact à Blomberg, le G60, pose encore d'autres jalons pour l'avenir. Le bâtiment représente le plan directeur des produits de Phoenix Contact pour la prochaine révolution industrielle vers le monde du courant continu.