Direct Current, nei Paesi Bassi l’Experience Center: tutto sulla corrente continua

Fiat Lux (Sia la luce), dicevano i latini. Un’invocazione che sembra più attuale che mai, soprattutto alla ‘luce’ dei carichi elettrici sempre più impegnativi di oggi. L’intelligenza artificiale e i data center, insieme alla crescente elettrificazione dei trasporti, stanno infatti esercitando una pressione crescente sulla stabilità delle reti elettriche delle nostre città.

Per sensibilizzare l’opinione pubblica su questo fenomeno, la Fondazione Current/OS ha accolto la redazione di Powertrain nel suo centro operativo vicino all’aeroporto Schiphol di Amsterdam. Current/OS si dedica alla promozione della standardizzazione e dell’armonizzazione della tecnologia a corrente continua (CC). Si tratta di un approccio relativamente recente, che ancora non dispone di standard consolidati, a differenza della corrente alternata (CA), che vanta circa 150 anni di storia e che alla fine ha prevalso nella ‘guerra delle correnti’ della fine del XIX secolo.

L’obiettivo di Current/OS, sostenuto da una coalizione di oltre 120 aziende, tra cui Schneider Electric, ABB, Siemens, Carrier e Daikin, è quello di definire gli standard necessari per armonizzare l’uso della corrente continua in applicazioni specifiche. I membri del comitato tecnico di Current/OS contribuiscono con le competenze acquisite presso gli organismi di standardizzazione, garantendo che le specifiche tecniche sviluppate siano adatte all’integrazione della corrente continua nei sistemi e nelle architetture.

Data Current, CC o CA? Il dubbio amletico

Yannick Neyret, presidente della Fondazione (nella foto di apertura), ci ha posto una domanda tanto semplice quanto disarmante: dato che la maggior parte dei sistemi e delle applicazioni elettriche funzionano intrinsecamente a corrente continua, perché utilizzare un’infrastruttura CA solo per convertire la CC in CA e poi spesso di nuovo in CC? Le risposte sono emerse attraverso un percorso che ha compreso dimostrazioni di laboratorio, mostre museali e applicazioni nel mondo reale (ricarica di veicoli elettrici, domotica, uffici e servizi).

A fare gli onori di casa al Direct Current Experience Center ci ha pensato DC Systems, che nel 2021 è entrata a far parte di Schneider Electric. L’obiettivo era quello di garantire la compatibilità dei carichi CC non Current/OS all’interno di un ecosistema Current/OS attraverso un dispositivo specializzato noto come pre-caricatore.

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A differenza dei sistemi CA, i sistemi di alimentazione CC sono particolarmente sensibili ai picchi di corrente improvvisi, noti come correnti di spunto, che si verificano all’accensione dei dispositivi. Il sistema Current/OS è progettato per rilevare tali picchi e spegnersi per proteggersi.

La dimostrazione ha coinvolto: due luci a LED, una progettata specificamente per essere compatibile con Current/OS (da Tritonic, un partner Current/OS) e una luce a LED standard di terze parti che non era intrinsecamente compatibile. E, infine, un convertitore CA-CC progettato per i sistemi Current/OS, che fungeva da fonte di alimentazione.

Esperimento 1: carico compatibile
La lampada LED compatibile con Current/OS è stata collegata direttamente al sistema. Si è accesa immediatamente e ha funzionato senza problemi, poiché è conforme alle specifiche Current/OS e incorpora la gestione della corrente di spunto.

Esperimento 2: carico non compatibile (senza precaricatore)
La lampada LED standard è stata collegata direttamente al sistema. All’attivazione, è apparso un indicatore di errore e il sistema si è spento per protezione. Il carico non compatibile ha generato un picco di corrente che il sistema Current/OS ha interpretato come una minaccia.

Esperimento 3: carico non compatibile (con precaricatore)
Un dispositivo di precaricamento, sviluppato da DC Systems, è stato installato tra la lampada LED non compatibile e il sistema Current/OS. Con il precaricatore in posizione, la lampada LED generica si è accesa correttamente insieme a quella compatibile.

Il ruolo del pre-caricatore

Il pre-caricatore funziona come un dispositivo di ‘avvio graduale’. Nei sistemi CC, quando un carico viene attivato per la prima volta, spesso si verifica un significativo picco di corrente. Il pre-caricatore aumenta gradualmente la tensione, attenuando questi picchi e impedendo lo spegnimento protettivo del sistema Current/OS.

In termini pratici, consente a un carico non compatibile con Current/OS di funzionare all’interno dell’ecosistema gestendo efficacemente la corrente di spunto. DC Systems (parte di Schneider Electric) mira a promuovere un ecosistema aperto. Il precaricatore consente ai partner di integrare i prodotti esistenti, anche se non nativamente compatibili con Current/OS, senza richiedere una riprogettazione approfondita.

Sebbene il pre-caricatore presentato fosse destinato a carichi più piccoli (fino a 2.100 watt), la tecnologia è scalabile, con moduli disponibili per capacità significativamente più elevate (ad esempio, fino a 30 kW). In sostanza, il precaricatore colma il divario, consentendo a una gamma più ampia di dispositivi CC di essere integrati in modo sicuro ed efficiente nei sistemi di distribuzione dell’energia Current/OS, affrontando la questione critica della corrente di spunto.