Perché sprecare energia elettrica dissipandola in calore quando può essere recuperata?

Anche i laboratori di misura e collaudo possono efficacemente abbattere i consumi energetici usando alimentatori rigenerativi al posto di carichi elettronici o banchi di resistenze, soprattutto quando le potenze in gioco sono di tutto rispetto.

Ad esempio, quando in un laboratorio bisogna effettuare delle prove su sistemi che possono recuperare o generare energia da una fonte a corrente continua a tensione variabile, come nei sistemi inerziali durante i rallentamenti o nelle batterie durante la fase di scarica o nelle fuel cell, quasi sempre si usano dei sistemi dissipativi come i carichi elettronici.

Fintantoché le potenze in gioco sono ridotte o i tempi di utilizzo sono brevi, la dissipazione di energia su resistori può essere accettabile e rappresenta la soluzione più economica. Invece, quando le potenze aumentano ed i tempi di impiego si allungano, diventa importante non sprecare l'energia, ed evitare anche il surriscaldamento dell'ambiente dove sono installate le apparecchiature.

Per recuperare l'energia in eccesso, si può usare uno speciale convertitore in grado di lavorare con tensioni DC molto variabili, che la riutilizza immettendola nella rete trifase di alimentazione.

La serie di convertitori TC.GXS prodotti dall'azienda svizzera Regatron prevede diverse gamme di tensione, da un massimo di 65 VDC ad un massimo di 600 VDC, con una tensione minima pari a circa un settimo della massima.

Come per tutte le altre apparecchiature della serie TopCon di Regatron, è possibile combinare più ricuperatori in serie e/o in parallelo, per raggiungere tensioni fino a 1500 VDC e potenze fino ad alcuni MW. Ad esempio, in un armadio da 6 unità si possono gestire potenze fino a 192 kW.

Il raffreddamento avviene solitamente a liquido con scambiatore interno aria/liquido, quindi non servono tubi esterni.  Laddove necessario, è possibile sfruttare la modularità dei TopCon combinando i ricuperatori TC.GXS con gli alimentatori bidirezionali TC.GSS, per ottenere un gruppo di conversione AC/DC bidirezionale asimmetrico, che può fornire per esempio 40 kW come alimentatore (source) e 60 kW come ricuperatore (sink).

Il sistema potrà essere ampliato o ridotto in qualsiasi momento, per adattarlo a nuove condizioni di test, per ottenere per esempio una potenza in modo source pari al 200% di quella in modo sink. 

Le tensioni di alimentazione trifase possono variare da 360 a 528 VAC, a 50 o a 60 Hz. I circuiti per la compensazione del fattore di potenza permettono di mantenere il cosφ ad un valore migliore di 0,97 in modo source e migliore di 0,87 in modo sink. I tempi per passare dal 100% di corrente a zero e viceversa sono nell'ordine dei 2 millisecondi, anche per passare dall'erogazione alla rigenerazione o viceversa.