پیشگفتار
مردم از کشف الکتریسیته تا استفاده گسترده به عنوان "الکتریسیته" و "انرژی الکتریکی" راه طولانی را طی کرده اند.یکی از قابل توجه ترین آنها "اختلاف مسیر" بین AC و DC است.قهرمانان دو نابغه معاصر، ادیسون و تسلا هستند.با این حال، آنچه جالب است این است که از منظر انسان های جدید و جدید در قرن بیست و یکم، این «بحث» به طور کامل برنده یا باخته نیست.
اگرچه در حال حاضر همه چیز از منابع تولید برق گرفته تا سیستم های حمل و نقل الکتریکی اساساً "جریان متناوب" است، جریان مستقیم در همه جا در بسیاری از لوازم الکتریکی و تجهیزات پایانه وجود دارد.به طور خاص، راهحل سیستم قدرت DC کل خانه، که در سالهای اخیر مورد علاقه همگان بوده است، فناوری مهندسی اینترنت اشیا و هوش مصنوعی را ترکیب میکند تا تضمینی قوی برای «زندگی هوشمند در خانه» ارائه کند.برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد اینکه DC کل خانه چیست، شبکه شارژ هد زیر را دنبال کنید.
مقدمه پس زمینه
جریان مستقیم (DC) در سراسر خانه یک سیستم الکتریکی است که از برق جریان مستقیم در خانه ها و ساختمان ها استفاده می کند.مفهوم "دی سی کل خانه" در شرایطی پیشنهاد شد که کاستی های سیستم های AC سنتی به طور فزاینده ای آشکار شده است و مفهوم حفاظت از محیط زیست و کربن کم بیشتر و بیشتر مورد توجه قرار گرفته است.
سیستم AC سنتی
در حال حاضر رایج ترین سیستم قدرت در جهان سیستم جریان متناوب است.سیستم جریان متناوب یک سیستم انتقال و توزیع نیرو است که بر اساس تغییرات در جریان جریان ناشی از تعامل میدان های الکتریکی و مغناطیسی کار می کند.در اینجا مراحل اصلی نحوه عملکرد سیستم AC آمده است:
ژنراتور: نقطه شروع یک سیستم قدرت، ژنراتور است.ژنراتور وسیله ای است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.اصل اساسی تولید نیروی الکتروموتور القایی با برش سیم ها با میدان مغناطیسی دوار است.در سیستمهای برق متناوب، معمولاً از ژنراتورهای سنکرون استفاده میشود و روتورهای آنها توسط انرژی مکانیکی (مانند آب، گاز، بخار و غیره) برای تولید یک میدان مغناطیسی دوار به حرکت در میآیند.
نسل فعلی متناوب: میدان مغناطیسی دوار در ژنراتور باعث ایجاد تغییراتی در نیروی الکتروموتور القایی در هادی های الکتریکی می شود و در نتیجه جریان متناوب ایجاد می شود.فرکانس جریان متناوب معمولاً 50 هرتز یا 60 هرتز در ثانیه است که بستگی به استانداردهای سیستم قدرت در مناطق مختلف دارد.
افزایش ترانسفورماتور: جریان متناوب از ترانسفورماتورهای خطوط انتقال نیرو عبور می کند.ترانسفورماتور وسیله ای است که از اصل القای الکترومغناطیسی برای تغییر ولتاژ جریان الکتریکی بدون تغییر فرکانس آن استفاده می کند.در فرآیند انتقال نیرو، انتقال جریان متناوب ولتاژ بالا در فواصل طولانی آسان تر است زیرا اتلاف انرژی ناشی از مقاومت را کاهش می دهد.
انتقال و توزیع: جریان متناوب فشار قوی از طریق خطوط انتقال به نقاط مختلف منتقل می شود و سپس از طریق ترانسفورماتورها پایین می آید تا نیازهای مصارف مختلف را برآورده کند.چنین سیستم های انتقال و توزیع امکان انتقال و استفاده کارآمد از انرژی الکتریکی را بین کاربری ها و مکان های مختلف فراهم می کند.
کاربردهای برق متناوب: در انتهای کاربر نهایی، برق AC به خانه ها، مشاغل و تأسیسات صنعتی عرضه می شود.در این مکان ها از جریان متناوب برای راه اندازی تجهیزات مختلف از جمله روشنایی، بخاری برقی، موتور الکتریکی، تجهیزات الکترونیکی و ... استفاده می شود.
به طور کلی، سیستم های برق متناوب در پایان قرن گذشته به دلیل مزایای بسیاری مانند سیستم های جریان متناوب پایدار و قابل کنترل و تلفات برق کمتر در خطوط، به جریان اصلی تبدیل شدند.با این حال، با پیشرفت علم و فناوری، مشکل تعادل زاویه قدرت سیستم های قدرت AC حاد شده است.توسعه سیستم های قدرت منجر به توسعه پی در پی بسیاری از دستگاه های قدرت مانند یکسو کننده ها (تبدیل برق AC به برق DC) و اینورترها (تبدیل برق DC به برق AC) شده است.بدنیا آمدن.فناوری کنترل شیرهای مبدل نیز وارد مرحله بسیار واضحی شده است و سرعت قطع برق DC کمتر از کلیدهای AC نیست.
این باعث می شود بسیاری از کاستی های سیستم DC به تدریج ناپدید شوند و پایه فنی DC کل خانه در جای خود قرار گیرد.
Eمفهوم دوستدار محیط زیست و کم کربن
در سال های اخیر با ظهور مشکلات اقلیمی جهانی به ویژه اثر گلخانه ای، مسائل حفاظت از محیط زیست بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است.از آنجایی که DC کل خانه با سیستم های انرژی تجدیدپذیر سازگارتر است، مزایای بسیار برجسته ای در حفظ انرژی و کاهش انتشار دارد.بنابراین بیشتر و بیشتر مورد توجه قرار می گیرد.
علاوه بر این، سیستم DC به دلیل ساختار مدار "مستقیم به مستقیم" می تواند در بسیاری از قطعات و مواد صرفه جویی کند و همچنین با مفهوم "کم کربن و سازگار با محیط زیست" بسیار سازگار است.
مفهوم هوشمندی کل خانه
مبنای استفاده از DC کل خانه، استفاده و ارتقاء هوشمندی کل خانه است.به عبارت دیگر، کاربرد داخلی سیستمهای DC اساساً مبتنی بر هوشمندی است و ابزار مهمی برای تقویت «هوش کل خانه» است.
خانه هوشمند به اتصال دستگاهها، لوازم و سیستمهای مختلف خانه از طریق فناوری پیشرفته و سیستمهای هوشمند برای دستیابی به کنترل متمرکز، اتوماسیون و نظارت از راه دور اشاره دارد و در نتیجه راحتی، آسایش و راحتی زندگی خانه را بهبود میبخشد.ایمنی و بهره وری انرژی.
اساسی
اصول پیادهسازی سیستمهای هوشمند کل خانه شامل بسیاری از جنبههای کلیدی، از جمله فناوری حسگر، دستگاههای هوشمند، ارتباطات شبکه، الگوریتمهای هوشمند و سیستمهای کنترل، رابطهای کاربری، امنیت و حفاظت از حریم خصوصی، و بهروزرسانی و نگهداری نرمافزار میشود.این جنبه ها در زیر به تفصیل مورد بحث قرار می گیرند.
فناوری سنسور
اساس یک سیستم هوشمند کل خانه، انواع حسگرهایی است که برای نظارت بر محیط خانه در زمان واقعی استفاده می شود.سنسورهای محیطی شامل سنسورهای دما، رطوبت، نور و کیفیت هوا برای تشخیص شرایط داخل ساختمان هستند.سنسورهای حرکتی و سنسورهای مغناطیسی در و پنجره برای تشخیص حرکت انسان و وضعیت درب و پنجره استفاده میشوند و دادههای اولیه برای امنیت و اتوماسیون را فراهم میکنند.سنسورهای دود و گاز برای نظارت بر آتش سوزی و گازهای مضر برای بهبود ایمنی خانه استفاده می شود.
دستگاه هوشمند
دستگاه های هوشمند مختلف هسته سیستم هوشمند کل خانه را تشکیل می دهند.روشنایی هوشمند، لوازم خانگی، قفل درها و دوربین ها همگی دارای عملکردهایی هستند که از راه دور از طریق اینترنت قابل کنترل هستند.این دستگاهها از طریق فناوریهای ارتباطی بیسیم (مانند Wi-Fi، بلوتوث، Zigbee) به یک شبکه یکپارچه متصل میشوند و به کاربران اجازه میدهند دستگاههای خانگی را در هر زمان و هر مکان از طریق اینترنت کنترل و نظارت کنند.
مخابرات
دستگاه های سیستم هوشمند کل خانه از طریق اینترنت به هم متصل می شوند تا یک اکوسیستم هوشمند را تشکیل دهند.فناوری ارتباطات شبکه تضمین می کند که دستگاه ها می توانند به طور یکپارچه با هم کار کنند و در عین حال راحتی کنترل از راه دور را فراهم می کند.از طریق سرویس های ابری، کاربران می توانند از راه دور به سیستم های خانگی برای نظارت و کنترل از راه دور وضعیت دستگاه دسترسی داشته باشند.
الگوریتم های هوشمند و سیستم های کنترل
با استفاده از هوش مصنوعی و الگوریتمهای یادگیری ماشین، سیستم هوشمند کل خانه میتواند دادههای جمعآوریشده توسط حسگرها را بهطور هوشمند تحلیل و پردازش کند.این الگوریتمها سیستم را قادر میسازد تا عادتهای کاربر را بیاموزد، به طور خودکار وضعیت کار دستگاه را تنظیم کند و به تصمیمگیری و کنترل هوشمند دست یابد.تنظیم وظایف برنامه ریزی شده و شرایط ماشه سیستم را قادر می سازد تا به طور خودکار وظایف را در شرایط خاص انجام دهد و سطح اتوماسیون سیستم را بهبود بخشد.
رابط کاربری
برای اینکه کاربران بتوانند راحت تر سیستم هوشمند کل خانه را کار کنند، انواع رابط های کاربری از جمله برنامه های کاربردی تلفن همراه، تبلت ها یا رابط های کامپیوتری ارائه شده است.از طریق این رابط ها، کاربران می توانند به راحتی دستگاه های خانگی را از راه دور کنترل و نظارت کنند.علاوه بر این، کنترل صوتی به کاربران اجازه می دهد تا از طریق دستورات صوتی از طریق استفاده از دستیارهای صوتی، دستگاه های هوشمند را کنترل کنند.
مزایای DC کل خانه
نصب سیستم های DC در خانه ها مزایای زیادی دارد که می توان آنها را در سه جنبه خلاصه کرد: راندمان انتقال انرژی بالا، ادغام بالای انرژی های تجدیدپذیر و سازگاری بالای تجهیزات.
بهره وری
اول از همه، در مدارهای داخلی، تجهیزات برق مورد استفاده اغلب ولتاژ پایینی دارند و برق DC نیازی به تغییر مکرر ولتاژ ندارد.کاهش استفاده از ترانسفورماتورها می تواند به طور موثری اتلاف انرژی را کاهش دهد.
ثانیاً تلفات سیم ها و هادی ها در طول انتقال برق DC نسبتاً کم است.از آنجایی که افت مقاومت DC با جهت جریان تغییر نمی کند، می توان آن را به طور موثرتری کنترل و کاهش داد.این امر توان DC را قادر میسازد تا بازده انرژی بالاتری را در برخی سناریوهای خاص، مانند انتقال برق در مسافت کوتاه و سیستمهای منبع تغذیه محلی نشان دهد.
در نهایت، با توسعه فناوری، برخی مبدل های الکترونیکی و فناوری های مدولاسیون جدید برای بهبود بهره وری انرژی سیستم های DC معرفی شده اند.مبدل های الکترونیکی کارآمد می توانند تلفات تبدیل انرژی را کاهش داده و بازده انرژی کلی سیستم های برق DC را بهبود بخشند.
ادغام انرژی های تجدیدپذیر
در سیستم هوشمند کل خانه، انرژی های تجدیدپذیر نیز معرفی و به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.این نه تنها می تواند مفهوم حفاظت از محیط زیست را اجرا کند، بلکه از ساختار و فضای خانه برای اطمینان از تامین انرژی استفاده کامل می کند.در مقابل، ادغام سیستمهای DC با منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و انرژی باد آسانتر است.
سازگاری با دستگاه
سیستم DC سازگاری بهتری با تجهیزات الکتریکی داخلی دارد.در حال حاضر بسیاری از تجهیزات مانند چراغ های ال ای دی، کولر گازی و ... خود درایوهای DC هستند.این بدان معنی است که سیستم های برق DC برای دستیابی به کنترل و مدیریت هوشمند آسان تر است.از طریق فناوری پیشرفته الکترونیکی می توان عملکرد تجهیزات DC را با دقت بیشتری کنترل کرد و به مدیریت هوشمند انرژی دست یافت.
حوزه های کاربرد
مزایای بسیاری از سیستم DC که قبلاً ذکر شد را می توان به طور کامل در برخی زمینه های خاص منعکس کرد.این مناطق محیط داخلی هستند، به همین دلیل است که DC کل خانه می تواند در مناطق داخلی امروزی بدرخشد.
ساختمان مسکونی
در ساختمانهای مسکونی، سیستمهای DC کل خانه میتوانند انرژی کارآمدی را برای بسیاری از جنبههای تجهیزات الکتریکی فراهم کنند.سیستم های روشنایی یک حوزه کاربردی قابل توجه هستند.سیستمهای روشنایی LED که با DC تغذیه میشوند میتوانند تلفات تبدیل انرژی را کاهش دهند و کارایی انرژی را بهبود بخشند.
علاوه بر این، می توان از برق DC برای تامین انرژی دستگاه های الکترونیکی خانگی مانند کامپیوتر، شارژر تلفن همراه و غیره نیز استفاده کرد. این دستگاه ها خود دستگاه های DC بدون مراحل اضافی تبدیل انرژی هستند.
مجتمع تجاری
دفاتر و تاسیسات تجاری در ساختمان های تجاری نیز می توانند از سیستم های DC کل خانه بهره مند شوند.منبع تغذیه DC برای تجهیزات اداری و سیستم های روشنایی به بهبود بهره وری انرژی و کاهش اتلاف انرژی کمک می کند.
برخی از لوازم و تجهیزات تجاری، به ویژه آنهایی که به برق DC نیاز دارند، می توانند کارآمدتر کار کنند و در نتیجه کارایی انرژی کلی ساختمان های تجاری را بهبود می بخشند.
کاربردهای صنعتی
در زمینه صنعتی، سیستم های DC کل خانه را می توان برای تجهیزات خط تولید و کارگاه های برق اعمال کرد.برخی از تجهیزات صنعتی از برق DC استفاده می کنند.استفاده از برق DC می تواند بهره وری انرژی را بهبود بخشد و اتلاف انرژی را کاهش دهد.این امر به ویژه در استفاده از ابزارهای برقی و تجهیزات کارگاهی مشهود است.
سیستم های شارژ و ذخیره انرژی خودروهای الکتریکی
در زمینه حمل و نقل، می توان از سیستم های برق DC برای شارژ خودروهای الکتریکی استفاده کرد تا راندمان شارژ را بهبود بخشد.علاوه بر این، سیستمهای DC کل خانه را نیز میتوان در سیستمهای ذخیره انرژی باتری ادغام کرد تا راهحلهای ذخیرهسازی انرژی کارآمد را برای خانوارها فراهم کند و کارایی انرژی را بیشتر بهبود بخشد.
فن آوری اطلاعات و ارتباطات
در زمینه فناوری اطلاعات و ارتباطات، مراکز داده و ایستگاه های پایه ارتباطی سناریوهای کاربردی ایده آلی برای سیستم های DC کل خانه هستند.از آنجایی که بسیاری از دستگاه ها و سرورها در مراکز داده از برق DC استفاده می کنند، سیستم های برق DC به بهبود عملکرد کل مرکز داده کمک می کنند.به طور مشابه، ایستگاه های پایه ارتباطی و تجهیزات نیز می توانند از برق DC برای بهبود بهره وری انرژی سیستم و کاهش وابستگی به سیستم های قدرت سنتی استفاده کنند.
اجزای سیستم DC کل خانه
بنابراین چگونه یک سیستم DC کل خانه ساخته می شود؟به طور خلاصه، سیستم DC کل خانه را می توان به چهار بخش تقسیم کرد: منبع تولید برق DC، سیستم ذخیره انرژی انشعابی، سیستم توزیع برق DC و تجهیزات الکتریکی فرعی.
DC منبع انرژی
در یک سیستم DC، نقطه شروع منبع تغذیه DC است.برخلاف سیستم AC سنتی، منبع تغذیه DC برای کل خانه معمولاً برای تبدیل برق AC به برق DC به طور کامل به اینورتر متکی نیست، اما انرژی تجدیدپذیر خارجی را انتخاب می کند.به عنوان تنها یا منبع اصلی انرژی.
به عنوان مثال لایه ای از پنل های خورشیدی بر روی دیوار بیرونی ساختمان گذاشته می شود.نور توسط پانل ها به برق DC تبدیل می شود و سپس در سیستم توزیع برق DC ذخیره می شود یا مستقیماً به برنامه تجهیزات ترمینال منتقل می شود.همچنین می توان آن را بر روی دیوار بیرونی ساختمان یا اتاق نصب کرد.یک توربین بادی کوچک در بالا بسازید و آن را به جریان مستقیم تبدیل کنید.انرژی بادی و انرژی خورشیدی در حال حاضر منابع اصلی برق DC هستند.ممکن است در آینده موارد دیگری نیز وجود داشته باشند، اما همه آنها برای تبدیل آنها به برق DC به مبدل نیاز دارند.
DC سیستم ذخیره انرژی
به طور کلی، توان DC تولید شده توسط منابع برق DC مستقیماً به تجهیزات ترمینال منتقل نمی شود، اما در سیستم ذخیره انرژی DC ذخیره می شود.هنگامی که تجهیزات به برق نیاز دارند، جریان از سیستم ذخیره انرژی DC خارج می شود.برق را در داخل خانه تامین کنید.
سیستم ذخیره انرژی DC مانند یک مخزن است که انرژی الکتریکی تبدیل شده از منبع برق DC را می پذیرد و به طور مداوم انرژی الکتریکی را به تجهیزات ترمینال می رساند.شایان ذکر است از آنجایی که انتقال DC بین منبع تغذیه DC و سیستم ذخیره انرژی DC است، می تواند استفاده از اینورترها و بسیاری از دستگاه ها را کاهش دهد که نه تنها هزینه طراحی مدار را کاهش می دهد، بلکه پایداری سیستم را نیز بهبود می بخشد. .
بنابراین، سیستم ذخیره انرژی DC کل خانه نسبت به "سیستم خورشیدی جفت شده DC" سنتی به ماژول شارژ DC وسایل نقلیه انرژی جدید نزدیک تر است.
همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، "سیستم خورشیدی جفت شده DC" سنتی نیاز به انتقال جریان به شبکه برق دارد، بنابراین دارای ماژول های اینورتر خورشیدی اضافی است، در حالی که "سیستم خورشیدی جفت شده DC" با DC کل خانه به اینورتر نیاز ندارد. و تقویت کنندهترانسفورماتورها و سایر دستگاه ها، راندمان و انرژی بالا.
DC سیستم توزیع برق
قلب یک سیستم DC کل خانه، سیستم توزیع DC است که نقش مهمی در یک خانه، ساختمان یا سایر تاسیسات دارد.این سیستم وظیفه توزیع برق از منبع به دستگاه های ترمینال مختلف را بر عهده دارد و به تمام قسمت های خانه برق رسانی می کند.
اثر
توزیع انرژی: سیستم توزیع برق DC وظیفه توزیع انرژی الکتریکی از منابع انرژی (مانند پنل های خورشیدی، سیستم های ذخیره انرژی و غیره) را به تجهیزات الکتریکی مختلف خانه از جمله روشنایی، لوازم خانگی، تجهیزات الکترونیکی و غیره بر عهده دارد.
بهبود بهره وری انرژی: از طریق توزیع برق DC، تلفات تبدیل انرژی را می توان کاهش داد، در نتیجه بازده انرژی کل سیستم را بهبود می بخشد.به خصوص هنگامی که با تجهیزات DC و منابع انرژی تجدید پذیر یکپارچه می شود، انرژی الکتریکی می تواند کارآمدتر استفاده شود.
پشتیبانی از دستگاه های DC: یکی از کلیدهای یک سیستم DC کل خانه، پشتیبانی از منبع تغذیه دستگاه های DC، جلوگیری از اتلاف انرژی ناشی از تبدیل AC به DC است.
تشکیل می دهند
پنل توزیع DC: پنل توزیع DC یک دستگاه کلیدی است که برق را از پنل های خورشیدی و سیستم های ذخیره انرژی به مدارها و دستگاه های مختلف در خانه توزیع می کند.این شامل اجزایی مانند قطع کننده های مدار DC و تثبیت کننده های ولتاژ برای اطمینان از توزیع پایدار و قابل اعتماد انرژی الکتریکی است.
سیستم کنترل هوشمند: به منظور دستیابی به مدیریت و کنترل هوشمند انرژی، سیستم های DC کل خانه معمولاً به سیستم های کنترل هوشمند مجهز می شوند.این می تواند شامل ویژگی هایی مانند نظارت بر انرژی، کنترل از راه دور و تنظیم خودکار سناریو برای بهبود عملکرد کلی سیستم باشد.
پریزها و سوئیچ های DC: برای سازگاری با تجهیزات DC، پریزها و کلیدهای خانه شما باید با اتصالات DC طراحی شوند.این پریزها و سوئیچ ها را می توان با تجهیزات DC استفاده کرد و در عین حال ایمنی و راحتی را تضمین کرد.
DC تجهیزات برقی
تجهیزات برق DC داخلی بسیار زیادی وجود دارد که فهرست کردن همه آنها در اینجا غیرممکن است، اما فقط می توان آنها را تقریباً طبقه بندی کرد.قبل از آن، ابتدا باید بفهمیم که چه نوع تجهیزاتی به برق AC و چه نوع برق DC نیاز دارد.به طور کلی، وسایل برقی پرقدرت نیاز به ولتاژ بالاتری دارند و مجهز به موتورهای با بار بالا هستند.چنین وسایل برقی توسط AC هدایت می شوند، مانند یخچال، کولر گازی قدیمی، ماشین لباسشویی، هود و غیره.
برخی تجهیزات الکتریکی نیز وجود دارند که نیازی به راندن موتور پرقدرت ندارند و مدارهای مجتمع دقیق فقط می توانند در ولتاژهای متوسط و پایین کار کنند و از منبع تغذیه DC مانند تلویزیون، کامپیوتر و ضبط صوت استفاده کنند.
البته تمایز فوق چندان جامع نیست.در حال حاضر، بسیاری از لوازم برقی پرمصرف نیز می توانند با DC تغذیه شوند.به عنوان مثال، سیستم های تهویه مطبوع فرکانس متغیر DC با استفاده از موتورهای DC با جلوه های بی صدا بهتر و صرفه جویی در انرژی بیشتر ظاهر شده اند.به طور کلی، کلید AC یا DC بودن تجهیزات الکتریکی به ساختار داخلی دستگاه بستگی دارد.
Pمورد RACTICAL DC کل خانه
در اینجا مواردی از "دی سی کل خانه" از سراسر جهان آورده شده است.می توان دریافت که این موارد اساساً راه حل هایی کم کربن و سازگار با محیط زیست هستند، که نشان می دهد که نیروی محرکه اصلی برای "DC کل خانه" هنوز مفهوم حفاظت از محیط زیست است و سیستم های DC هوشمند هنوز راه زیادی در پیش دارند. .
خانه انتشار صفر در سوئد
پروژه ساختمان انرژی جدید منطقه نمایشی Zhongguancun
پروژه ساختمان انرژی جدید Zhongguancun یک پروژه نمایشی است که توسط دولت منطقه Chaoyang در پکن، چین، با هدف ترویج ساختمانهای سبز و استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر ترویج شده است.در این پروژه، برخی از ساختمانها از سیستمهای DC کل خانه استفاده میکنند که با پنلهای خورشیدی و سیستمهای ذخیره انرژی ترکیب میشوند تا تامین برق DC را محقق کنند.این تلاش با هدف کاهش اثرات زیست محیطی ساختمان و بهبود بهره وری انرژی با ادغام انرژی جدید و منبع تغذیه DC انجام می شود.
پروژه مسکونی انرژی پایدار برای نمایشگاه دبی 2020، امارات
در نمایشگاه 2020 در دبی، چندین پروژه خانه های انرژی پایدار را با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و سیستم های DC کل خانه به نمایش گذاشتند.هدف این پروژه ها بهبود بهره وری انرژی از طریق راه حل های نوآورانه انرژی است.
پروژه آزمایشی ریزشبکه DC ژاپن
در ژاپن، برخی از پروژه های تجربی ریزشبکه شروع به اتخاذ سیستم های DC کل خانه کرده اند.این سیستمها با انرژی خورشیدی و بادی تغذیه میشوند، در حالی که برق DC را به وسایل و تجهیزات داخل خانه اعمال میکنند.
خانه انرژی هاب
این پروژه که با همکاری دانشگاه ساوت بانک لندن و آزمایشگاه ملی فیزیک بریتانیا انجام شده است، با هدف ایجاد خانه ای با انرژی صفر است.این خانه از برق DC، همراه با فتوولتائیک خورشیدی و سیستمهای ذخیرهسازی انرژی برای استفاده کارآمد از انرژی استفاده میکند.
Rانجمن های صنعت ELEVANT
فناوری هوش کل خانه قبلا به شما معرفی شده است.در واقع، این فناوری توسط برخی انجمن های صنعتی پشتیبانی می شود.Charging Head Network انجمن های مرتبط در این صنعت را شمارش کرده است.در اینجا ما انجمن های مرتبط با DC کل خانه را به شما معرفی می کنیم.
شارژ
FCA
FCA (اتحاد شارژ سریع)، نام چینی "انجمن صنعت شارژ سریع ترمینال گوانگدونگ" است.انجمن صنعت شارژ سریع ترمینال گوانگدونگ (به عنوان انجمن صنعت شارژ سریع ترمینال) در سال 2021 تاسیس شد. فناوری شارژ سریع ترمینال یک قابلیت کلیدی است که کاربرد گسترده نسل جدید صنعت اطلاعات الکترونیکی (شامل 5G و هوش مصنوعی) را هدایت می کند. ).تحت روند توسعه جهانی بی طرفی کربن، شارژ سریع ترمینال به کاهش ضایعات الکترونیکی و اتلاف انرژی و دستیابی به حفاظت از محیط زیست سبز کمک می کند.و توسعه پایدار صنعت، تجربه شارژ ایمن تر و مطمئن تر را برای صدها میلیون مصرف کننده به ارمغان می آورد.
به منظور تسریع در استانداردسازی و صنعتی شدن فناوری شارژ سریع ترمینال، آکادمی فناوری اطلاعات و ارتباطات، هواوی، OPPO، vivo و شیائومی رهبری یک تلاش مشترک را با همه طرفهای زنجیره صنعت شارژ سریع ترمینال آغاز کردند. ماشین آلات کامل داخلی، تراشه ها، ابزار، شارژرها و لوازم جانبی.مقدمات در اوایل سال 2021 آغاز خواهد شد. تأسیس انجمن به ایجاد جامعه ای از علاقه مندی ها در زنجیره صنعت، ایجاد یک پایگاه صنعتی برای طراحی شارژ سریع ترمینال، تحقیق و توسعه، ساخت، آزمایش و صدور گواهینامه کمک خواهد کرد، و توسعه هسته را به پیش خواهد برد. قطعات الکترونیکی، تراشههای عمومی رده بالا، مواد اولیه کلیدی و زمینههای دیگر، و تلاش برای ساخت پایانههای در سطح جهانی، خوشههای صنعتی نوآورانه Kuaihong از اهمیت حیاتی برخوردار هستند.
FCA عمدتاً استاندارد UFCS را ترویج می کند.نام کامل UFCS Universal Fast Charging Specification و نام چینی آن Fusion Fast Charging Standard است.این یک نسل جدید از شارژ سریع یکپارچه است که توسط آکادمی فناوری اطلاعات و ارتباطات، هواوی، OPPO، vivo، شیائومی و تلاشهای مشترک بسیاری از شرکتهای ترمینال، تراشه و شرکای صنعتی مانند Silicon Power، Rockchip، Lihui Technology، و Angbao Electronics.پروتکلهدف از این قرارداد تدوین استانداردهای یکپارچه شارژ سریع برای پایانه های تلفن همراه، حل مشکل ناسازگاری شارژ سریع متقابل و ایجاد یک محیط شارژ سریع، ایمن و سازگار برای کاربران نهایی است.
در حال حاضر UFCS دومین کنفرانس آزمون UFCS را برگزار کرده است که در آن «پیش آزمون عملکرد انطباق سازمانی اعضا» و «تست سازگاری سازنده ترمینال» به پایان رسید.از طریق آزمایش و تبادل خلاصه، ما به طور همزمان تئوری و عمل را با هم ترکیب می کنیم، با هدف شکستن وضعیت ناسازگاری شارژ سریع، به طور مشترک توسعه سالم شارژ سریع ترمینال را ترویج می کنیم، و با بسیاری از تامین کنندگان و ارائه دهندگان خدمات با کیفیت بالا در زنجیره صنعت به طور مشترک همکاری می کنیم. ترویج استانداردهای فناوری شارژ سریعپیشرفت صنعتی شدن UFCS
USB-IF
در سال 1994، سازمان استاندارد بین المللی که توسط اینتل و مایکروسافت راه اندازی شد، با نام "USB-IF" (نام کامل: USB Implementers Forum)، یک شرکت غیرانتفاعی است که توسط گروهی از شرکت ها تاسیس شد که مشخصات گذرگاه سریال جهانی را توسعه دادند.USB-IF برای ارائه یک سازمان پشتیبانی و انجمن برای توسعه و پذیرش فناوری Universal Serial Bus ایجاد شد.این انجمن توسعه تجهیزات جانبی USB سازگار با کیفیت بالا (دستگاهها) را ترویج میکند و مزایای USB و کیفیت محصولاتی را که تست انطباق را تأیید میکنند تبلیغ میکند.ng.
فناوری راه اندازی شده توسط USB-IF USB در حال حاضر دارای چندین نسخه از مشخصات فنی است.آخرین نسخه مشخصات فنی USB4 2.0 است.حداکثر نرخ این استاندارد فنی به 80 گیگابیت بر ثانیه افزایش یافته است.معماری جدید داده، استاندارد شارژ سریع USB PD، رابط USB Type-C و استانداردهای کابل نیز به طور همزمان به روز می شوند.
WPC
نام کامل WPC Wireless Power Consortium و نام چینی آن Wireless Power Consortium است.این سازمان در 17 دسامبر 2008 تأسیس شد. این اولین سازمان استانداردسازی در جهان است که فناوری شارژ بی سیم را ترویج می کند.از ماه می 2023، WPC در مجموع 315 عضو دارد.اعضای اتحاد با یک هدف مشترک همکاری می کنند: دستیابی به سازگاری کامل همه شارژرهای بی سیم و منابع برق بی سیم در سراسر جهان.برای این منظور، آنها مشخصات زیادی را برای فناوری شارژ سریع بی سیم فرموله کرده اند.
همانطور که فناوری شارژ بی سیم به تکامل خود ادامه می دهد، دامنه کاربرد آن از دستگاه های دستی مصرف کننده به بسیاری از زمینه های جدید مانند لپ تاپ، تبلت، هواپیماهای بدون سرنشین، ربات ها، اینترنت وسایل نقلیه و آشپزخانه های بی سیم هوشمند گسترش یافته است.WPC مجموعه ای از استانداردها را برای انواع برنامه های شارژ بی سیم توسعه داده و حفظ کرده است، از جمله:
استاندارد Qi برای گوشی های هوشمند و سایر دستگاه های تلفن همراه قابل حمل.
استاندارد آشپزخانه بی سیم Ki، برای لوازم آشپزخانه، از شارژ تا 2200 وات پشتیبانی می کند.
استاندارد خودروهای الکتریکی سبک (LEV) شارژ بی سیم وسایل نقلیه الکتریکی سبک مانند دوچرخه های برقی و اسکوترها را در خانه و در حال حرکت سریع تر، ایمن تر، هوشمندتر و راحت تر می کند.
استاندارد شارژ بی سیم صنعتی برای انتقال بی سیم ایمن و راحت برای شارژ ربات ها، AGV ها، هواپیماهای بدون سرنشین و سایر ماشین آلات اتوماسیون صنعتی.
در حال حاضر بیش از 9000 محصول شارژ بی سیم دارای گواهی Qi در بازار وجود دارد.WPC ایمنی، قابلیت همکاری و تناسب محصولات را از طریق شبکه آزمایشگاههای تست مجاز مستقل خود در سراسر جهان تأیید میکند.
ارتباط
CSA
اتحاد استانداردهای اتصال (CSA) سازمانی است که استانداردهای موضوع خانه هوشمند را توسعه، تأیید و ترویج می کند.سلف آن اتحادیه Zigbee است که در سال 2002 تأسیس شد. در اکتبر 2022، تعداد اعضای شرکت اتحاد به بیش از 200 نفر خواهد رسید.
CSA استانداردها، ابزارها و گواهینامه هایی را برای مبتکران IoT فراهم می کند تا اینترنت اشیاء را در دسترس تر، ایمن تر و قابل استفاده تر کند.این سازمان به تعریف و افزایش آگاهی صنعت و توسعه کلی بهترین شیوه های امنیتی برای محاسبات ابری و فناوری های دیجیتال نسل بعدی اختصاص دارد.CSA-IoT شرکت های پیشرو جهان را برای ایجاد و ترویج استانداردهای باز مشترک مانند Matter، Zigbee، IP و غیره و همچنین استانداردهایی در زمینه هایی مانند امنیت محصول، حریم خصوصی داده ها، کنترل دسترسی هوشمند و غیره گرد هم می آورد.
Zigbee یک استاندارد اتصال اینترنت اشیا است که توسط CSA Alliance راه اندازی شده است.این یک پروتکل ارتباطی بی سیم است که برای برنامه های کاربردی شبکه حسگر بی سیم (WSN) و اینترنت اشیا (IoT) طراحی شده است.استاندارد IEEE 802.15.4 را پذیرفته است، در باند فرکانس 2.4 گیگاهرتز کار می کند و بر مصرف انرژی کم، پیچیدگی کم و ارتباطات کوتاه برد تمرکز دارد.این پروتکل که توسط اتحاد CSA ترویج شده است، به طور گسترده در خانه های هوشمند، اتوماسیون صنعتی، مراقبت های بهداشتی و سایر زمینه ها استفاده شده است.
یکی از اهداف طراحی Zigbee، پشتیبانی از ارتباط قابل اعتماد بین تعداد زیادی از دستگاه ها و در عین حال حفظ سطح مصرف انرژی پایین است.برای دستگاه هایی که نیاز به کار طولانی مدت و متکی به باتری دارند، مانند گره های حسگر مناسب است.این پروتکل دارای توپولوژی های مختلفی از جمله ستاره، مش و درخت خوشه ای است که آن را با شبکه هایی با اندازه ها و نیازهای مختلف سازگار می کند.
دستگاههای Zigbee میتوانند بهطور خودکار شبکههای خودسازماندهنده را تشکیل دهند، انعطافپذیر و سازگار هستند و میتوانند به صورت پویا با تغییرات توپولوژی شبکه، مانند اضافه یا حذف دستگاهها، سازگار شوند.این امر استقرار و نگهداری Zigbee را در برنامه های کاربردی آسان تر می کند.به طور کلی، Zigbee به عنوان یک پروتکل ارتباطی بی سیم استاندارد باز، راه حل قابل اعتمادی برای اتصال و کنترل دستگاه های مختلف اینترنت اشیا ارائه می دهد.
بلوتوث SIG
در سال 1996، اریکسون، نوکیا، توشیبا، آیبیام و اینتل قصد داشتند یک انجمن صنعتی تأسیس کنند.این سازمان "اتحاد فناوری بلوتوث" بود که به آن "Bluetooth SIG" میگویند.آنها به طور مشترک یک فناوری اتصال بی سیم کوتاه برد را توسعه دادند.تیم توسعه امیدوار بود که این فناوری ارتباط بیسیم بتواند کارها را در زمینههای مختلف صنعتی مانند بلوتوث کینگ هماهنگ و یکسان کند.بنابراین این فناوری بلوتوث نام گرفت.
بلوتوث (فناوری بلوتوث) یک استاندارد ارتباط بی سیم با برد کوتاه و کم مصرف است که برای اتصالات دستگاه های مختلف و انتقال داده مناسب است، با جفت شدن ساده، اتصال چند نقطه ای و ویژگی های امنیتی اولیه.
بلوتوث (فناوری بلوتوث) می تواند اتصالات بی سیم را برای دستگاه های داخل خانه فراهم کند و بخش مهمی از فناوری ارتباطات بی سیم است.
انجمن SPARKLINK
در 22 سپتامبر 2020، انجمن Sparklink رسما تأسیس شد.اتحاد Spark یک اتحاد صنعتی متعهد به جهانی شدن است.هدف آن ترویج نوآوری و بومشناسی صنعتی نسل جدید فناوری ارتباطات بیسیم کوتاه برد SparkLink و اجرای سریع برنامههای سناریوی جدید مانند خودروهای هوشمند، خانههای هوشمند، پایانههای هوشمند و تولید هوشمند و رفع نیازها است. الزامات عملکرد شدیددر حال حاضر انجمن بیش از 140 عضو دارد.
فناوری ارتباطات کوتاه برد بی سیم که توسط انجمن Sparklink تبلیغ می شود SparkLink نام دارد و نام چینی آن Star Flash است.ویژگی های فنی تاخیر بسیار کم و قابلیت اطمینان فوق العاده بالا است.با تکیه بر ساختار قاب فوق کوتاه، کدک قطبی و مکانیسم انتقال مجدد HARQ.SparkLink می تواند به تأخیر 20.833 میکروثانیه و قابلیت اطمینان 99.999 درصد دست یابد.
WI-Fمن اتحاد
Wi-Fi Alliance یک سازمان بین المللی متشکل از تعدادی شرکت فناوری است که متعهد به ترویج و ترویج توسعه، نوآوری و استانداردسازی فناوری شبکه های بی سیم است.این سازمان در سال 1999 تأسیس شد. هدف اصلی آن اطمینان از سازگاری دستگاه های Wi-Fi تولید شده توسط سازندگان مختلف با یکدیگر است و در نتیجه محبوبیت و استفاده از شبکه های بی سیم را ارتقا می دهد.
فناوری Wi-Fi (Wireless Fidelity) یک فناوری است که عمدتا توسط Wi-Fi Alliance ترویج می شود.به عنوان یک فناوری LAN بی سیم، برای انتقال داده و ارتباط بین دستگاه های الکترونیکی از طریق سیگنال های بی سیم استفاده می شود.این امکان را به دستگاهها (مانند رایانهها، تلفنهای هوشمند، تبلتها، دستگاههای خانه هوشمند و غیره) میدهد تا در محدوده محدودی بدون نیاز به اتصال فیزیکی، دادهها را مبادله کنند.
فناوری Wi-Fi از امواج رادیویی برای برقراری ارتباط بین دستگاه ها استفاده می کند.این ماهیت بیسیم نیاز به اتصالات فیزیکی را از بین میبرد و به دستگاهها اجازه میدهد آزادانه در یک محدوده حرکت کنند و در عین حال اتصال شبکه را حفظ کنند.فناوری Wi-Fi از باندهای فرکانسی مختلفی برای انتقال داده ها استفاده می کند.پرکاربردترین باندهای فرکانسی شامل 2.4 گیگاهرتز و 5 گیگاهرتز است.این باندهای فرکانسی به کانال های متعددی تقسیم می شوند که دستگاه ها می توانند در آنها ارتباط برقرار کنند.
سرعت فناوری Wi-Fi به استاندارد و باند فرکانس بستگی دارد.با پیشرفت مداوم فناوری، سرعت Wi-Fi به تدریج از صدها کیلوبیت در ثانیه اولیه (کیلوبیت بر ثانیه) به چندین گیگابیت در ثانیه (گیگابیت بر ثانیه) فعلی افزایش یافته است.استانداردهای مختلف Wi-Fi (مانند 802.11n، 802.11ac، 802.11ax، و غیره) از حداکثر نرخ انتقال متفاوت پشتیبانی می کنند.علاوه بر این، انتقال داده ها از طریق پروتکل های رمزگذاری و امنیتی محافظت می شود.در میان آنها، WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) و WPA3 استانداردهای رمزگذاری رایجی هستند که برای محافظت از شبکه های Wi-Fi در برابر دسترسی غیرمجاز و سرقت داده ها استفاده می شوند.
Sاستاندارد سازی و کدهای ساختمانی
یک مانع بزرگ در توسعه سیستمهای DC کل خانه، فقدان استانداردها و قوانین ساختمانی سازگار جهانی است.سیستمهای الکتریکی ساختمانهای سنتی معمولاً با جریان متناوب کار میکنند، بنابراین سیستمهای DC کل خانه به مجموعهای از استانداردهای جدید در طراحی، نصب و بهرهبرداری نیاز دارند.
عدم استانداردسازی ممکن است منجر به ناسازگاری بین سیستم های مختلف، افزایش پیچیدگی انتخاب و جایگزینی تجهیزات شود و همچنین ممکن است مانع از مقیاس و محبوبیت بازار شود.عدم سازگاری با قوانین ساختمان نیز یک چالش است، زیرا صنعت ساخت و ساز اغلب بر اساس طرح های سنتی AC است.بنابراین، معرفی یک سیستم DC کل خانه ممکن است نیاز به تنظیمات و تعریف مجدد قوانین ساختمان داشته باشد، که زمان و تلاش هماهنگ را می طلبد.
Eهزینه های اقتصادی و تعویض تکنولوژی
استقرار یک سیستم DC کل خانه ممکن است هزینه های اولیه بالاتری را شامل شود، از جمله تجهیزات DC پیشرفته تر، سیستم های ذخیره انرژی باتری، و وسایل سازگار با DC.این هزینه های اضافی ممکن است یکی از دلایلی باشد که باعث می شود بسیاری از مصرف کنندگان و توسعه دهندگان ساختمان در اتخاذ سیستم های DC تمام خانه مردد باشند.
علاوه بر این، تجهیزات و زیرساختهای AC سنتی به حدی بالغ و گسترده هستند که جابجایی به یک سیستم DC کل خانه نیازمند یک تبدیل فناوری در مقیاس بزرگ است که شامل طراحی مجدد طرحبندی الکتریکی، جایگزینی تجهیزات و آموزش پرسنل است.این تغییر میتواند هزینههای سرمایهگذاری و نیروی کار اضافی را بر ساختمانها و زیرساختهای موجود تحمیل کند و سرعت راهاندازی سیستمهای DC کل خانه را محدود کند.
Dسازگاری EVICE و دسترسی به بازار
سیستمهای DC کل خانه باید با دستگاههای بیشتری در بازار سازگاری داشته باشند تا اطمینان حاصل شود که وسایل مختلف، روشنایی و سایر دستگاههای خانه میتوانند بدون مشکل کار کنند.در حال حاضر، بسیاری از دستگاههای موجود در بازار هنوز مبتنی بر AC هستند و ارتقای سیستمهای DC کل خانه مستلزم همکاری با تولیدکنندگان و تامینکنندگان برای تبلیغ دستگاههای سازگار با DC بیشتر برای ورود به بازار است.
همچنین نیاز به کار با تامین کنندگان انرژی و شبکه های برق برای اطمینان از ادغام موثر انرژی های تجدیدپذیر و اتصال متقابل با شبکه های سنتی وجود دارد.مسائل مربوط به سازگاری تجهیزات و دسترسی به بازار ممکن است بر کاربرد گسترده سیستمهای DC کل خانه تأثیر بگذارد و به اجماع و همکاری بیشتر در زنجیره صنعت نیاز دارد.
Sمارت و پایدار
یکی از جهتگیریهای آینده توسعه سیستمهای DC کل خانه، تأکید بیشتر بر هوشمندی و پایداری است.با ادغام سیستمهای کنترل هوشمند، سیستمهای DC کل خانه میتوانند با دقت بیشتری بر مصرف برق نظارت و مدیریت کنند و استراتژیهای مدیریت انرژی سفارشیسازی شده را ممکن میسازند.این بدان معناست که سیستم می تواند به صورت پویا با تقاضای خانوار، قیمت برق و در دسترس بودن انرژی تجدیدپذیر تنظیم شود تا بهره وری انرژی را به حداکثر برساند و هزینه های انرژی را کاهش دهد.
در عین حال، جهت توسعه پایدار سیستمهای DC کل خانه شامل یکپارچهسازی منابع انرژی تجدیدپذیر گستردهتر، از جمله انرژی خورشیدی، انرژی باد و غیره و همچنین فناوریهای ذخیرهسازی انرژی کارآمدتر است.این به ساختن یک سیستم برق خانگی سبزتر، هوشمندتر و پایدارتر کمک می کند و به توسعه آینده سیستم های DC کل خانه کمک می کند.
Sاستانداردسازی و همکاری های صنعتی
به منظور ترویج کاربرد گسترده تر سیستم های DC کل خانه، یکی دیگر از جهت گیری های توسعه، تقویت استانداردسازی و همکاری های صنعتی است.ایجاد استانداردها و مشخصات یکپارچه در سطح جهانی می تواند هزینه های طراحی و پیاده سازی سیستم را کاهش دهد، سازگاری تجهیزات را بهبود بخشد و در نتیجه باعث گسترش بازار شود.
علاوه بر این، همکاری صنعتی نیز یک عامل کلیدی در ترویج توسعه سیستمهای DC کل خانه است.شرکت کنندگان در همه جنبه ها، از جمله سازندگان، مهندسان برق، تولید کنندگان تجهیزات و تامین کنندگان انرژی، باید با یکدیگر همکاری کنند تا یک اکوسیستم صنعتی کامل را تشکیل دهند.این به حل سازگاری دستگاه، بهبود پایداری سیستم و پیشبرد نوآوری در فناوری کمک می کند.از طریق استانداردسازی و همکاری صنعتی، انتظار میرود که سیستمهای DC کل خانه به آرامی در ساختمانهای جریان اصلی و سیستمهای قدرت ادغام شوند و به کاربردهای گستردهتری دست یابند.
Sخلاصه
DC کل خانه یک سیستم توزیع برق در حال ظهور است که بر خلاف سیستم های AC سنتی، برق DC را به کل ساختمان اعمال می کند و همه چیز را از روشنایی گرفته تا تجهیزات الکترونیکی را پوشش می دهد.سیستم های DC کل خانه دارای مزایای منحصر به فردی نسبت به سیستم های سنتی از نظر بهره وری انرژی، یکپارچه سازی انرژی های تجدیدپذیر و سازگاری با تجهیزات هستند.اول، با کاهش مراحل مربوط به تبدیل انرژی، سیستم های DC کل خانه می توانند کارایی انرژی را بهبود بخشند و اتلاف انرژی را کاهش دهند.ثانیاً، ادغام برق DC با تجهیزات انرژی تجدیدپذیر مانند پانلهای خورشیدی آسانتر است و راهحل انرژی پایدارتری برای ساختمانها ارائه میدهد.علاوه بر این، برای بسیاری از دستگاه های DC، اتخاذ یک سیستم DC کل خانه می تواند تلفات تبدیل انرژی را کاهش دهد و عملکرد و عمر تجهیزات را افزایش دهد.
حوزه های کاربردی سیستم های DC کل خانه زمینه های زیادی را شامل می شود، از جمله ساختمان های مسکونی، ساختمان های تجاری، کاربردهای صنعتی، سیستم های انرژی تجدیدپذیر، حمل و نقل الکتریکی و غیره. ، بهبود بهره وری انرژی خانه.در ساختمان های تجاری، منبع تغذیه DC برای تجهیزات اداری و سیستم های روشنایی به کاهش مصرف انرژی کمک می کند.در بخش صنعتی، سیستم های DC کل خانه می توانند بهره وری انرژی تجهیزات خط تولید را بهبود بخشند.در میان سیستمهای انرژی تجدیدپذیر، سیستمهای DC کل خانه راحتتر با تجهیزاتی مانند انرژی خورشیدی و بادی ادغام میشوند.در زمینه حمل و نقل الکتریکی، می توان از سیستم های توزیع برق DC برای شارژ خودروهای الکتریکی برای بهبود کارایی شارژ استفاده کرد.گسترش مستمر این حوزههای کاربردی نشان میدهد که سیستمهای DC کل خانه به گزینهای مناسب و کارآمد در ساختمانها و سیستمهای الکتریکی در آینده تبدیل خواهند شد.
For more information, pls. contact “maria.tian@keliyuanpower.com”.
زمان ارسال: دسامبر-23-2023