ELŐSZÓ
Az emberiség hosszú utat tett meg az elektromosság felfedezésétől a széles körű elterjedéséig, mint „villamos energia” és „elektromos energia”. Az egyik legszembetűnőbb az AC és DC közötti „útvonalvita”. A főszereplők két kortárs zseni, Edison és Tesla. Azonban érdekes, hogy a 21. század új és új embereinek szemszögéből nézve ez a „vita” nem teljesen nyert vagy vesztett.

Bár jelenleg az energiatermelő forrásoktól az elektromos közlekedési rendszerekig minden alapvetően „váltakozó áramú”, az egyenáram mindenhol jelen van számos elektromos készülékben és végberendezésben. Különösen az utóbbi években mindenki által kedvelt „egész házra kiterjedő DC” energiarendszer-megoldás ötvözi az IoT mérnöki technológiát és a mesterséges intelligenciát, hogy erős garanciát nyújtson az „okosotthoni életre”. Kövesse az alábbi Charging Head Networköt, hogy többet megtudjon arról, mi az a teljes házra kiterjedő DC.

HÁTTÉR BEVEZETÉS

Az otthoni egyenáram (DC) egy olyan elektromos rendszer, amely egyenáramot használ otthonokban és épületekben. Az „egész házra kiterjedő DC” koncepcióját abban a kontextusban vetették fel, hogy a hagyományos váltóáramú rendszerek hiányosságai egyre nyilvánvalóbbá váltak, és az alacsony szén-dioxid-kibocsátás és a környezetvédelem koncepciója egyre nagyobb figyelmet kapott.

HAGYOMÁNYOS KLÍMARENDSZER

Jelenleg a világon a legelterjedtebb energiarendszer a váltakozó áramú rendszer. A váltakozó áramú rendszer egy olyan energiaátviteli és -elosztási rendszer, amely az elektromos és mágneses mezők kölcsönhatása által okozott áramfolyás változásain alapul. Íme a váltakozó áramú rendszer működésének fő lépései:

GenerátorAz energiarendszer kiindulópontja a generátor. A generátor egy olyan eszköz, amely a mechanikai energiát elektromos energiává alakítja. Az alapelv az indukált elektromotoros erő létrehozása a vezetékek forgó mágneses mezővel történő elvágásával. A váltakozó áramú energiarendszerekben általában szinkrongenerátorokat használnak, amelyek rotorjait mechanikai energia (például víz, gáz, gőz stb.) hajtja forgó mágneses mező létrehozása érdekében.

Váltóáram-generálásA generátorban forgó mágneses mező változásokat okoz az elektromos vezetőkben indukált elektromotoros erőben, ezáltal váltakozó áramot generál. A váltakozó áram frekvenciája általában 50 Hz vagy 60 Hz másodpercenként, a különböző régiók villamosenergia-rendszerének szabványaitól függően.

Transzformátor feszültségnövelése: A váltakozó áram transzformátorokon halad át az erőátviteli vezetékekben. A transzformátor egy olyan eszköz, amely az elektromágneses indukció elvét alkalmazza az elektromos áram feszültségének megváltoztatására anélkül, hogy megváltoztatná annak frekvenciáját. Az energiaátviteli folyamatban a nagyfeszültségű váltakozó áram könnyebben továbbítható nagy távolságokon, mivel csökkenti az ellenállás okozta energiaveszteséget.

Átvitel és elosztásA nagyfeszültségű váltakozó áramot távvezetékeken keresztül továbbítják különböző helyekre, majd transzformátorokon keresztül lecsökkentik, hogy kielégítsék a különböző felhasználási igényeket. Az ilyen átviteli és elosztórendszerek lehetővé teszik az elektromos energia hatékony átvitelét és felhasználását különböző felhasználási módok és helyszínek között.

A váltakozó áram alkalmazásaiA végfelhasználóknál a váltakozó áramot otthonokba, vállalkozásokba és ipari létesítményekbe juttatják. Ezeken a helyeken a váltakozó áramot különféle berendezések, többek között világítástechnika, elektromos fűtőberendezések, villanymotorok, elektronikus berendezések és egyebek meghajtására használják.

Általánosságban elmondható, hogy a váltakozó áramú energiaellátó rendszerek a múlt század végén váltak elterjedtté számos előnyüknek, például a stabil és szabályozható váltakozó áramú rendszereknek, valamint a vezetékeken fellépő alacsonyabb teljesítményveszteségnek köszönhetően. A tudomány és a technológia fejlődésével azonban a váltakozó áramú energiaellátó rendszerek teljesítményszög-kiegyensúlyozási problémája súlyosbodott. Az energiaellátó rendszerek fejlődése számos energiaellátó eszköz, például egyenirányítók (váltóáramot egyenárammá alakítanak) és inverterek (egyenáramot váltakozó árammá alakítanak) egymást követő fejlesztéséhez vezetett. Az átalakító szelepek vezérlési technológiája is nagyon világos szakaszba lépett, és az egyenáram lekapcsolásának sebessége nem kisebb, mint a váltakozó áramú megszakítóké.

Ezáltal a DC rendszer számos hiányossága fokozatosan eltűnik, és megteremtődik a teljes házat lefedő DC műszaki alapja.

EKÖRNYEZETBARÁT ÉS ALACSONY SZÉN-DIOXID-KIBOCSÁTÁSÚ KONCEPCIÓ

Az utóbbi években a globális klímaproblémák, különösen az üvegházhatás megjelenésével a környezetvédelmi kérdések egyre nagyobb figyelmet kaptak. Mivel a teljes házat kitöltő egyenáramú fűtés jobban kompatibilis a megújuló energiarendszerekkel, kiemelkedő előnyökkel rendelkezik az energiatakarékosság és a kibocsátáscsökkentés terén. Így egyre nagyobb figyelmet kap.

Ezenkívül az egyenáramú rendszer a „közvetlenül közvetlen” áramköri felépítésének köszönhetően sok alkatrészt és anyagot takaríthat meg, és nagyon összhangban van az „alacsony szén-dioxid-kibocsátású és környezetbarát” koncepcióval is.

TELJES HÁZI INTELLIGENCIA KONCEPCIÓ

A teljes házra kiterjedő DC alkalmazásának alapja a teljes házra kiterjedő intelligencia alkalmazása és előmozdítása. Más szóval, a beltéri DC rendszerek alkalmazása alapvetően az intelligencián alapul, és fontos eszköze a „teljes házra kiterjedő intelligencia” felhatalmazásának.

Az okosotthon kifejezés különféle otthoni eszközök, készülékek és rendszerek összekapcsolását jelenti fejlett technológia és intelligens rendszerek segítségével a központosított vezérlés, automatizálás és távfelügyelet érdekében, ezáltal javítva az otthoni élet kényelmét, komfortját és komfortját, biztonságát és energiahatékonyságát.

ALAPVETŐ

Az egész házat átfogó intelligens rendszerek megvalósítási alapelvei számos kulcsfontosságú szempontot foglalnak magukban, beleértve az érzékelőtechnológiát, az intelligens eszközöket, a hálózati kommunikációt, az intelligens algoritmusokat és vezérlőrendszereket, a felhasználói felületeket, a biztonságot és az adatvédelmet, valamint a szoftverfrissítéseket és -karbantartást. Ezeket a szempontokat az alábbiakban részletesen tárgyaljuk.

Szenzortechnológia

Egy teljes házat lefedő intelligens rendszer alapját a különféle érzékelők képezik, amelyek valós időben figyelik az otthoni környezetet. A környezeti érzékelők közé tartoznak a hőmérséklet-, páratartalom-, fény- és levegőminőség-érzékelők, amelyek érzékelik a beltéri körülményeket. A mozgásérzékelők és az ajtó- és ablakmágneses érzékelők az emberi mozgás, valamint az ajtók és ablakok állapotának észlelésére szolgálnak, alapvető adatokat szolgáltatva a biztonsághoz és az automatizáláshoz. A füst- és gázérzékelők a tüzek és a káros gázok figyelésére szolgálnak az otthoni biztonság javítása érdekében.

Okoseszköz

Különböző okoseszközök alkotják az egész házat lefedő intelligens rendszer magját. Az okos világítás, háztartási gépek, ajtózárak és kamerák mind olyan funkciókkal rendelkeznek, amelyek távolról, interneten keresztül vezérelhetők. Ezek az eszközök vezeték nélküli kommunikációs technológiákon (például Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee) keresztül egy egységes hálózathoz csatlakoznak, lehetővé téve a felhasználók számára, hogy bármikor és bárhol vezéreljék és figyeljék otthoni eszközeiket az interneten keresztül.

Távközlés

Az egész házat lefedő intelligens rendszer eszközei az interneten keresztül kapcsolódnak össze, így intelligens ökoszisztémát alkotnak. A hálózati kommunikációs technológia biztosítja az eszközök zökkenőmentes együttműködését, miközben kényelmes távvezérlést is biztosít. A felhőszolgáltatásokon keresztül a felhasználók távolról is hozzáférhetnek az otthoni rendszerekhez, hogy figyelemmel kísérjék és távolról vezéreljék az eszközök állapotát.

Intelligens algoritmusok és vezérlőrendszerek

Mesterséges intelligencia és gépi tanulási algoritmusok segítségével az egész házat lefedő intelligens rendszer képes intelligensen elemezni és feldolgozni az érzékelők által gyűjtött adatokat. Ezek az algoritmusok lehetővé teszik a rendszer számára, hogy megtanulja a felhasználó szokásait, automatikusan beállítsa az eszköz működési állapotát, valamint intelligens döntéshozatalt és vezérlést érjen el. Az ütemezett feladatok és az indítófeltételek beállítása lehetővé teszi a rendszer számára, hogy bizonyos helyzetekben automatikusan végrehajtsa a feladatokat, és javítsa a rendszer automatizálási szintjét.

Felhasználói felület

Annak érdekében, hogy a felhasználók kényelmesebben kezelhessék az egész házat lefedő intelligens rendszert, számos felhasználói felület áll rendelkezésre, beleértve a mobilalkalmazásokat, táblagépeket vagy számítógépes interfészeket. Ezeken a felületeken keresztül a felhasználók kényelmesen vezérelhetik és felügyelhetik otthoni eszközeiket távolról. Ezenkívül a hangvezérlés lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy hangparancsokkal, hangasszisztensek alkalmazásával irányítsák okoseszközeiket.

A TELJES HÁZRA KITERJEDŐ EGYENÁRAMÚ RENDSZER ELŐNYEI

Az otthonokban az egyenáramú rendszerek telepítésének számos előnye van, amelyek három szempontból foglalhatók össze: magas energiaátviteli hatékonyság, a megújuló energia magas szintű integrációja és a berendezések magas szintű kompatibilitása.

HATÉKONYSÁG

Először is, a beltéri áramkörökben használt energiaellátó berendezések gyakran alacsony feszültségűek, és az egyenáramú tápellátás nem igényel gyakori feszültségátalakítást. A transzformátorok használatának csökkentése hatékonyan csökkentheti az energiaveszteséget.

Másodszor, a vezetékek és vezetők vesztesége az egyenáramú energia átvitele során viszonylag kicsi. Mivel az egyenáram ellenállásvesztesége nem változik az áram irányával, hatékonyabban szabályozható és csökkenthető. Ez lehetővé teszi, hogy az egyenáram bizonyos speciális esetekben, például rövid távolságú energiaátvitel és helyi energiaellátó rendszerek esetén, nagyobb energiahatékonyságot mutasson.

Végül, a technológia fejlődésével néhány új elektronikus átalakító és modulációs technológia jelent meg az egyenáramú rendszerek energiahatékonyságának javítása érdekében. A hatékony elektronikus átalakítók csökkenthetik az energiaátalakítási veszteségeket, és tovább javíthatják az egyenáramú rendszerek általános energiahatékonyságát.

MEGÚJULÓ ENERGIA INTEGRÁCIÓJA

Az egész házat átfogó intelligens rendszerben a megújuló energiát is bevezetik és elektromos energiává alakítják. Ez nemcsak a környezetvédelem koncepcióját valósítja meg, hanem a ház szerkezetét és terét is teljes mértékben kihasználja az energiaellátás biztosítása érdekében. Ezzel szemben az egyenáramú rendszerek könnyebben integrálhatók a megújuló energiaforrásokkal, például a napenergiával és a szélenergiával.

ESZKÖZKOMPATIBILITÁS

Az egyenáramú rendszer jobban kompatibilis a beltéri elektromos berendezésekkel. Jelenleg számos berendezés, például a LED-lámpák, légkondicionálók stb., maga is egyenáramú hajtás. Ez azt jelenti, hogy az egyenáramú rendszerek intelligens vezérlése és kezelése könnyebben megvalósítható. A fejlett elektronikus technológia révén az egyenáramú berendezések működése pontosabban vezérelhető, és intelligens energiagazdálkodás érhető el.

ALKALMAZÁSI TERÜLETEK

Az egyenáramú rendszer imént említett számos előnye csak bizonyos specifikus területeken érvényesül tökéletesen. Ezek a területek a beltéri környezet, ezért a teljes házat lefedő egyenáramú rendszer napjaink beltéri területein is remekelhet.

LAKÓÉPÜLET

Lakóépületekben az egész házat lefedő egyenáramú rendszerek hatékony energiát biztosíthatnak számos elektromos berendezéshez. A világítási rendszerek jelentős alkalmazási területet képviselnek. Az egyenárammal működő LED-es világítási rendszerek csökkenthetik az energiaátalakítási veszteségeket és javíthatják az energiahatékonyságot.

Ezenkívül az egyenáramú áram otthoni elektronikus eszközök, például számítógépek, mobiltelefon-töltők stb. áramellátására is használható. Ezek az eszközök maguk is egyenáramú eszközök, további energiaátalakítási lépések nélkül.

ÜZLETI ÉPÜLET

Az irodaépületekben található irodák és kereskedelmi létesítmények is profitálhatnak az egész házat lefedő egyenáramú rendszerekből. Az irodai berendezések és világítási rendszerek egyenáramú tápellátása segít javítani az energiahatékonyságot és csökkenteni az energiapazarlást.

Néhány kereskedelmi készülék és berendezés, különösen az egyenáramot igénylők, hatékonyabban is működhetnek, ezáltal javítva a kereskedelmi épületek általános energiahatékonyságát.

IPARI ALKALMAZÁSOK

Az ipari területen a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek alkalmazhatók gyártósori berendezéseknél és elektromos műhelyeknél. Egyes ipari berendezések egyenáramot használnak. Az egyenáram használata javíthatja az energiahatékonyságot és csökkentheti az energiapazarlást. Ez különösen az elektromos szerszámok és a műhelyberendezések használatában mutatkozik meg.

ELEKTROMOS JÁRMŰVEK TÖLTÉSI ÉS ENERGIATÁROLÓ RENDSZEREI

A közlekedés területén az egyenáramú rendszerek elektromos járművek töltésére használhatók a töltési hatékonyság javítása érdekében. Ezenkívül a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek akkumulátoros energiatároló rendszerekbe is integrálhatók, hogy hatékony energiatárolási megoldásokat biztosítsanak a háztartások számára, és tovább javítsák az energiahatékonyságot.

INFORMÁCIÓTECHNOLÓGIA ÉS KOMMUNIKÁCIÓ

Az informatika és a kommunikáció területén az adatközpontok és a kommunikációs bázisállomások ideális alkalmazási lehetőségeket jelentenek az egész házat lefedő egyenáramú rendszerek számára. Mivel az adatközpontokban számos eszköz és szerver egyenáramot használ, az egyenáramú rendszerek segítenek javítani a teljes adatközpont teljesítményét. Hasonlóképpen, a kommunikációs bázisállomások és berendezések is használhatnak egyenáramot a rendszer energiahatékonyságának javítására és a hagyományos energiarendszerektől való függőség csökkentésére.

TELJES HÁZI EGYENÁRAMÚ RENDSZER ALKATRÉSZEI

Szóval, hogyan is épül fel egy teljes házat lefedő egyenáramú rendszer? Összefoglalva, a teljes házat lefedő egyenáramú rendszer négy részre osztható: egyenáramú áramtermelő forrás, mellékhálózati energiatároló rendszer, egyenáramú energiaelosztó rendszer és mellékhálózati elektromos berendezések.

DC ÁRAMFORRÁS

Egyenáramú rendszerben a kiindulópont az egyenáramú áramforrás. A hagyományos váltóáramú rendszerrel ellentétben az egész ház egyenáramú áramforrása általában nem teljesen az inverterre támaszkodik a váltóáram egyenárammá alakításában, hanem külső megújuló energiát választ egyedüli vagy elsődleges energiaforrásként.

Például egy réteg napelemet helyeznek el az épület külső falán. A panelek egyenárammá alakítják a fényt, majd azt az egyenáramú elosztórendszerben tárolják, vagy közvetlenül a végberendezésekhez továbbítják; a fény az épület vagy a szoba külső falára is telepíthető. Építsenek egy kis szélturbinát a tetejére, és alakítsák át egyenárammá. A szélenergia és a napenergia jelenleg a legelterjedtebb egyenáramú áramforrások. A jövőben lehetnek mások is, de mindegyikhez átalakítókra van szükség az egyenáramú árammá alakításhoz.

DC ENERGIATÁROLÓ RENDSZER

Általánosságban elmondható, hogy az egyenáramú áramforrások által termelt egyenáramú energia nem közvetlenül a végberendezéshez kerül továbbításra, hanem az egyenáramú energiatároló rendszerben tárolódik. Amikor a berendezésnek áramra van szüksége, az áram felszabadul az egyenáramú energiatároló rendszerből. Biztosítson áramot beltérben.

Az egyenáramú energiatároló rendszer egyfajta víztározó, amely befogadja az egyenáramú áramforrásból átalakított elektromos energiát, és folyamatosan elektromos energiát szállít a végberendezésekhez. Érdemes megemlíteni, hogy mivel az egyenáramú átvitel az egyenáramú áramforrás és az egyenáramú energiatároló rendszer között történik, csökkentheti az inverterek és számos eszköz használatát, ami nemcsak az áramköri tervezés költségeit csökkenti, hanem a rendszer stabilitását is javítja.

Ezért a teljes házat lefedő egyenáramú energiatároló rendszer közelebb áll az új energiahordozók egyenáramú töltőmoduljához, mint a hagyományos „egyenáramú csatolású napelemes rendszer”.

Amint a fenti ábrán látható, a hagyományos „egyenáramú csatolású napelemes rendszernek” áramot kell továbbítania a hálózatba, ezért további napelemes inverter modulokkal rendelkezik, míg a teljes házat lefedő egyenárammal működő „egyenáramú csatolású napelemes rendszer” nem igényel invertert és erősítőt. Transzformátorok és egyéb eszközök biztosítják a nagy hatásfokot és az energiát.

DC ÁRAMELOSZTÓ RENDSZER

Egy teljes házat lefedő egyenáramú rendszer lelke az egyenáramú elosztórendszer, amely kritikus szerepet játszik egy otthonban, épületben vagy más létesítményben. Ez a rendszer felelős az energia elosztásáért a forrástól a különböző végberendezésekhez, biztosítva az áramellátást a ház minden részében.

HATÁS

Energiaelosztás: Az egyenáramú elosztórendszer felelős az elektromos energia elosztásáért az energiaforrásokból (például napelemekből, energiatároló rendszerekből stb.) az otthoni különféle elektromos berendezésekhez, beleértve a világítást, a készülékeket, az elektronikus berendezéseket stb.

Az energiahatékonyság javítása: Az egyenáramú energiaelosztás révén csökkenthetők az energiaátalakítási veszteségek, ezáltal javítva a teljes rendszer energiahatékonyságát. Különösen az egyenáramú berendezésekkel és megújuló energiaforrásokkal való integrálás esetén az elektromos energia hatékonyabban használható fel.

Támogatja az egyenáramú eszközöket: Az egész házat lefedő egyenáramú rendszer egyik kulcsa az egyenáramú eszközök tápellátásának támogatása, elkerülve a váltóáram egyenárammá alakításával járó energiaveszteséget.

ALKOTMÁNYOZÁS

Egyenáramú elosztópanel: Az egyenáramú elosztópanel egy kulcsfontosságú eszköz, amely elosztja az energiát a napelemekből és az energiatároló rendszerekből az otthon különböző áramköreihez és eszközeihez. Olyan alkatrészeket tartalmaz, mint az egyenáramú megszakítók és a feszültségstabilizátorok, amelyek biztosítják az elektromos energia stabil és megbízható elosztását.

Intelligens vezérlőrendszer: Az energia intelligens kezelése és szabályozása érdekében a teljes házat lefedő egyenáramú rendszereket általában intelligens vezérlőrendszerekkel szerelik fel. Ezek olyan funkciókat is tartalmazhatnak, mint az energiafogyasztás-figyelés, a távvezérlés és az automatikus forgatókönyv-beállítás a rendszer általános teljesítményének javítása érdekében.

Egyenáramú aljzatok és kapcsolók: Ahhoz, hogy kompatibilisek legyenek az egyenáramú berendezésekkel, az otthonában található aljzatoknak és kapcsolóknak egyenáramú csatlakozással kell rendelkezniük. Ezek az aljzatok és kapcsolók egyenáramú berendezésekkel is használhatók, miközben garantálják a biztonságot és a kényelmet.

DC ELEKTROMOS BERENDEZÉSEK

Annyi beltéri egyenáramú berendezés létezik, hogy lehetetlen mindet itt felsorolni, csak nagyjából osztályozhatjuk őket. Előtte először meg kell értenünk, hogy milyen berendezések igényelnek váltakozó áramot és milyen egyenáramot. Általánosságban elmondható, hogy a nagy teljesítményű elektromos készülékek nagyobb feszültséget igényelnek, és nagy terhelésű motorokkal vannak felszerelve. Az ilyen elektromos készülékeket váltakozó áram hajtja, mint például a hűtőszekrények, a régimódi légkondicionálók, a mosógépek, a páraelszívók stb.

Vannak olyan elektromos berendezések is, amelyek nem igényelnek nagy teljesítményű motorhajtást, és a precíziós integrált áramkörök csak közepes és alacsony feszültségen működhetnek, és egyenáramú tápegységet használhatnak, például televíziók, számítógépek és magnók.

Természetesen a fenti megkülönböztetés nem túl átfogó. Jelenleg számos nagy teljesítményű készülék is működtethető egyenárammal. Megjelentek például az egyenáramú, változtatható frekvenciájú légkondicionálók, amelyek jobb csendes hatású és energiatakarékosabb egyenáramú motorokat használnak. Általánosságban elmondható, hogy az elektromos berendezés váltóáramú vagy egyenáramú-e, ami a készülék belső felépítésétől függ.

PA TELJES HÁZI EGYENÁRAMÚ SZOLGÁLTATÁSOK RAKTIKUS ESETE

Íme néhány példa a „teljes házra kiterjedő egyenáramú” rendszerekre a világ minden tájáról. Megállapítható, hogy ezek az esetek alapvetően alacsony szén-dioxid-kibocsátású és környezetbarát megoldásokról szólnak, ami azt mutatja, hogy a „teljes házra kiterjedő egyenáramú” megoldások fő mozgatórugója továbbra is a környezetvédelem koncepciója, és az intelligens egyenáramú rendszereknek még hosszú utat kell megtenniük.

A nulla kibocsátású ház Svédországban

Zhongguancun Demonstrációs Zóna Új Energia Épületprojekt

A Zhongguancun Új Energia Épület Projekt egy demonstrációs projekt, amelyet a kínai Peking Chaoyang kerületi önkormányzata támogat, és amelynek célja a zöld épületek és a megújuló energia felhasználásának előmozdítása. Ebben a projektben egyes épületek teljes házra kiterjedő egyenáramú rendszereket alkalmaznak, amelyeket napelemekkel és energiatároló rendszerekkel kombinálnak az egyenáramú áramellátás megvalósításához. Ez a kísérlet az épület környezeti hatásának csökkentését és az energiahatékonyság javítását célozza új energiaforrások és egyenáramú áramellátás integrálásával.

Fenntartható energiával működő lakóépület-projekt a 2020-as Dubai Expo-ra, Egyesült Arab Emírségek

A 2020-as dubaji expón számos projekt mutatott be fenntartható energiával működő otthonokat megújuló energia és teljes házra kiterjedő egyenáramú rendszerek felhasználásával. Ezek a projektek innovatív energiamegoldások révén célozzák az energiahatékonyság javítását.

Japán DC mikrohálózati kísérleti projekt

Japánban néhány kísérleti mikrohálózati projekt elkezdte alkalmazni az egész házat lefedő egyenáramú rendszereket. Ezeket a rendszereket nap- és szélenergia táplálja, miközben az otthoni készülékeket és berendezéseket egyenárammal látják el.

Az Energiaközpont Háza

A London South Bank Egyetem és az Egyesült Királyság Nemzeti Fizikai Laboratóriuma közötti együttműködésben megvalósuló projekt célja egy nulla energiafogyasztású otthon létrehozása. Az otthon egyenáramot használ, napelemes fotovoltaikus és energiatároló rendszerekkel kombinálva a hatékony energiafelhasználás érdekében.

RELEVANT IPARI SZÖVETSÉGEK

A teljes házra kiterjedő intelligencia technológiáját már korábban is bemutattuk. Valójában a technológiát számos iparági szövetség támogatja. A Charging Head Network releváns iparági szövetségeket tudhat magáénak. Itt bemutatjuk a teljes házra kiterjedő egyenáramú rendszerhez kapcsolódó szövetségeket.

DÍJ 

FCA

Az FCA (Gyors Töltési Szövetség), kínai neve „Guangdong Terminál Gyors Töltési Ipari Szövetség”. A Guangdong Terminál Gyors Töltési Ipari Szövetséget (a továbbiakban: Terminál Gyors Töltési Ipari Szövetség) 2021-ben hozták létre. A terminál gyorstöltési technológiája kulcsfontosságú képesség, amely az elektronikus információs ipar új generációjának (beleértve az 5G-t és a mesterséges intelligenciát) széleskörű alkalmazását ösztönzi. A karbonsemlegesség globális fejlődési trendje keretében a terminál gyorstöltés segít csökkenteni az elektronikus hulladékot és az energiapazarlást, valamint a zöld környezetvédelmet és az iparág fenntartható fejlődését, biztonságosabb és megbízhatóbb töltési élményt nyújtva több százmillió fogyasztó számára.

A terminálgyors töltési technológia szabványosításának és iparosításának felgyorsítása érdekében az Információs és Kommunikációs Technológiai Akadémia, a Huawei, az OPPO, a vivo és a Xiaomi vezető szerepet vállalt egy közös erőfeszítés elindításában a terminálgyors töltési iparági lánc minden szereplőjével, beleértve a belső komplett gépeket, chipeket, eszközöket, töltőket és tartozékokat. Az előkészületek 2021 elején kezdődnek. A szövetség létrehozása elősegíti az érdekközösség kiépítését az iparági láncban, ipari bázist teremt a terminálgyors töltés tervezéséhez, kutatásához és fejlesztéséhez, gyártásához, teszteléséhez és tanúsításához, ösztönzi az alapvető elektronikus alkatrészek, a csúcskategóriás általános chipek, a kulcsfontosságú alapanyagok és más területek fejlesztését, valamint arra törekszik, hogy világszínvonalú terminálokat építsenek. A Kuaihong innovatív ipari klaszterei létfontosságúak.

Az FCA elsősorban az UFCS szabványt népszerűsíti. Az UFCS teljes neve Universal Fast Charging Specification, kínai neve pedig Fusion Fast Charging Standard. Ez az integrált gyorstöltés egy új generációs protokoll, amelyet az Információs és Kommunikációs Technológiai Akadémia, a Huawei, az OPPO, a vivo, a Xiaomi, valamint számos terminál-, chip- és iparági partner, például a Silicon Power, a Rockchip, a Lihui Technology és az Angbao Electronics közös erőfeszítései vezetnek. A megállapodás célja a mobil terminálok integrált gyorstöltési szabványainak kidolgozása, a kölcsönös gyorstöltések inkompatibilitásának problémájának megoldása, valamint a végfelhasználók számára gyors, biztonságos és kompatibilis töltési környezet megteremtése.

Az UFCS jelenleg megrendezte a második UFCS tesztkonferenciáját, amelyen a „Tagvállalati megfelelőségi funkció előtesztje” és a „Terminálgyártói kompatibilitási teszt” lezajlott. A tesztelés és az összefoglaló cserék révén egyszerre ötvözzük az elméletet és a gyakorlatot, azzal a céllal, hogy megtörjük a gyorstöltési inkompatibilitás helyzetét, közösen előmozdítsuk a terminálgyorstöltés egészséges fejlődését, és számos kiváló minőségű beszállítóval és szolgáltatóval működjünk együtt az iparági láncban a gyorstöltési technológiai szabványok közös előmozdítása érdekében. Az UFCS iparosodásának előrehaladása.

USB-IF

Az Intel és a Microsoft által 1994-ben kezdeményezett nemzetközi szabványügyi szervezet, az „USB-IF” (teljes név: USB Implementers Forum) egy nonprofit vállalat, amelyet az univerzális soros busz specifikációját kidolgozó vállalatok csoportja alapított. Az USB-IF-et azért hozták létre, hogy támogató szervezetet és fórumot biztosítson az univerzális soros busz technológia fejlesztéséhez és elterjedéséhez. A fórum elősegíti a kiváló minőségű, kompatibilis USB perifériák (eszközök) fejlesztését, és népszerűsíti az USB előnyeit, valamint a megfelelőségi teszteken átesett termékek minőségét.ng.

Az USB-IF által bevezetett technológiának jelenleg több műszaki specifikációja van. A műszaki specifikáció legújabb verziója az USB4 2.0. Ennek a műszaki szabványnak a maximális sebességét 80 Gbps-ra növelték. Új adatarchitektúrát alkalmaz, az USB PD gyorstöltési szabványt, az USB Type-C interfészt és a kábelszabványokat is egyidejűleg frissítik.

WPC

A WPC teljes neve Wireless Power Consortium, kínai neve pedig „Wireless Power Consortium”. 2008. december 17-én alapították. Ez a világ első szabványügyi szervezete, amely a vezeték nélküli töltési technológiát népszerűsíti. 2023 májusában a WPC-nek összesen 315 tagja volt. A szövetség tagjai közös cél érdekében működnek együtt: a világ összes vezeték nélküli töltőjének és vezeték nélküli áramforrásának teljes kompatibilitásának elérése. Ennek érdekében számos specifikációt fogalmaztak meg a vezeték nélküli gyorstöltési technológiára vonatkozóan.

Ahogy a vezeték nélküli töltési technológia folyamatosan fejlődik, alkalmazási köre a fogyasztói kézi eszközöktől számos új területre bővült, mint például a laptopok, táblagépek, drónok, robotok, a járművek internete és az intelligens vezeték nélküli konyhák. A WPC számos szabványt dolgozott ki és tart fenn a vezeték nélküli töltési alkalmazások széles skálájához, beleértve a következőket:

Qi szabvány okostelefonokhoz és más hordozható mobileszközökhöz.

A konyhai készülékekhez készült Ki vezeték nélküli konyhai szabvány akár 2200 W-os töltési teljesítményt is támogat.

A könnyű elektromos járművekre (LEV) vonatkozó szabvány gyorsabbá, biztonságosabbá, intelligensebbé és kényelmesebbé teszi a könnyű elektromos járművek, például az elektromos kerékpárok és robogók vezeték nélküli töltését otthon és útközben.

Ipari vezeték nélküli töltési szabvány a robotok, AGV-k, drónok és egyéb ipari automatizálási gépek biztonságos és kényelmes vezeték nélküli energiaátviteléhez.

Jelenleg több mint 9000 Qi-tanúsítvánnyal rendelkező vezeték nélküli töltőtermék van a piacon. A WPC a termékek biztonságát, interoperabilitását és alkalmasságát független, hivatalos tesztlaboratóriumainak hálózatán keresztül ellenőrzi világszerte.

KOMMUNIKÁCIÓ

CSA

A Connectivity Standards Alliance (CSA) egy olyan szervezet, amely az okosotthon-szabványokat fejleszti, tanúsítja és népszerűsíti. Elődje a 2002-ben alapított Zigbee Alliance. 2022 októberére a szövetség tagjainak száma meghaladja majd a 200-at.

A CSA szabványokat, eszközöket és tanúsítványokat biztosít az IoT innovátorok számára, hogy a dolgok internetét hozzáférhetőbbé, biztonságosabbá és használhatóbbá tegyék1. A szervezet elkötelezett az iparági tudatosság meghatározása és növelése, valamint a felhőalapú számítástechnika és a következő generációs digitális technológiák biztonsági legjobb gyakorlatainak általános fejlesztése iránt. A CSA-IoT összefogja a világ vezető vállalatait, hogy közös nyílt szabványokat, például a Mattert, a Zigbee-t, az IP-t stb., valamint szabványokat hozzanak létre olyan területeken, mint a termékbiztonság, az adatvédelem, az intelligens hozzáférés-vezérlés és egyebek.

A Zigbee egy IoT csatlakozási szabvány, amelyet a CSA Alliance indított el. Ez egy vezeték nélküli kommunikációs protokoll, amelyet vezeték nélküli érzékelőhálózatok (WSN) és dolgok internete (IoT) alkalmazásokhoz terveztek. Az IEEE 802.15.4 szabványt alkalmazza, a 2,4 GHz-es frekvenciasávban működik, és az alacsony energiafogyasztásra, az alacsony komplexitásra és a rövid hatótávolságú kommunikációra összpontosít. A CSA Alliance által népszerűsített protokollt széles körben használják okosotthonokban, ipari automatizálásban, egészségügyben és más területeken.

A Zigbee egyik tervezési célja, hogy nagyszámú eszköz közötti megbízható kommunikációt támogassa, miközben alacsony energiafogyasztási szintet tart fenn. Alkalmas olyan eszközökhöz, amelyeknek hosszú ideig kell működniük, és akkumulátorról kell gondoskodniuk, például érzékelőcsomópontokhoz. A protokoll különféle topológiákkal rendelkezik, beleértve a csillag, a háló és a klaszterfa topológiát, így különböző méretű és igényű hálózatokhoz adaptálható.

A Zigbee eszközök képesek automatikusan önszerveződő hálózatokat létrehozni, rugalmasak és alkalmazkodóképesek, valamint dinamikusan alkalmazkodnak a hálózati topológia változásaihoz, például eszközök hozzáadásához vagy eltávolításához. Ez megkönnyíti a Zigbee telepítését és karbantartását a gyakorlati alkalmazásokban. Összességében a Zigbee, mint nyílt szabványú vezeték nélküli kommunikációs protokoll, megbízható megoldást kínál a különféle IoT-eszközök csatlakoztatására és vezérlésére.

Bluetooth SIG

1996-ban az Ericsson, a Nokia, a Toshiba, az IBM és az Intel egy iparági szövetség létrehozását tervezte. Ez a szervezet a „Bluetooth Technology Alliance” volt, amelyet „Bluetooth SIG”-nek is neveztek. Közösen fejlesztettek ki egy rövid hatótávolságú vezeték nélküli kapcsolati technológiát. A fejlesztőcsapat abban reménykedett, hogy ez a vezeték nélküli kommunikációs technológia képes lesz koordinálni és egységesíteni a munkát a különböző ipari területeken, mint például a Bluetooth King. Ezért nevezték el ezt a technológiát Bluetooth-nak.

A Bluetooth (Bluetooth technológia) egy rövid hatótávolságú, alacsony fogyasztású vezeték nélküli kommunikációs szabvány, amely különféle eszközök csatlakoztatására és adatátvitelre alkalmas, egyszerű párosítással, többpontos csatlakozással és alapvető biztonsági funkciókkal.

A Bluetooth (Bluetooth technológia) vezeték nélküli kapcsolatot biztosíthat a házban lévő eszközök számára, és a vezeték nélküli kommunikációs technológia fontos részét képezi.

SPARKLINK SZÖVETSÉG

2020. szeptember 22-én hivatalosan is megalakult a Sparklink Egyesület. A Spark Alliance egy, a globalizáció iránt elkötelezett iparági szövetség. Célja a SparkLink új generációs vezeték nélküli rövid hatótávolságú kommunikációs technológia innovációjának és ipari ökológiájának előmozdítása, valamint gyorsan fejlődő új forgatókönyv-alkalmazások, például okosautók, okosotthonok, okosterminálok és okosgyártás megvalósítása, továbbá a szélsőséges teljesítménykövetelmények kielégítése. Jelenleg a szövetségnek több mint 140 tagja van.

A Sparklink Association által népszerűsített vezeték nélküli, rövid hatótávolságú kommunikációs technológia neve SparkLink, kínai neve Star Flash. Műszaki jellemzői az ultra-alacsony késleltetés és az ultra-nagy megbízhatóság. Az ultra-rövid képkocka-szerkezetre, a Polar kodekre és a HARQ újraküldési mechanizmusra támaszkodva a SparkLink 20,833 mikroszekundumos késleltetést és 99,999%-os megbízhatóságot képes elérni.

WI-FI. SZÖVETSÉG

A Wi-Fi Alliance egy nemzetközi szervezet, amely számos technológiai vállalatból áll, és elkötelezett a vezeték nélküli hálózati technológia fejlesztésének, innovációjának és szabványosításának előmozdítása és népszerűsítése iránt. A szervezetet 1999-ben alapították. Fő célja annak biztosítása, hogy a különböző gyártók által gyártott Wi-Fi eszközök kompatibilisek legyenek egymással, ezáltal elősegítve a vezeték nélküli hálózatok népszerűségét és használatát.

A Wi-Fi technológia (Wireless Fidelity) egy főként a Wi-Fi Alliance által népszerűsített technológia. Vezeték nélküli LAN technológiaként elektronikus eszközök közötti adatátvitelre és kommunikációra használják vezeték nélküli jelek segítségével. Lehetővé teszi az eszközök (például számítógépek, okostelefonok, táblagépek, okosotthoni eszközök stb.) számára, hogy korlátozott hatótávolságon belül fizikai kapcsolat nélkül cseréljenek adatokat.

A Wi-Fi technológia rádióhullámokat használ az eszközök közötti kapcsolatok létrehozásához. Ez a vezeték nélküli jelleg kiküszöböli a fizikai kapcsolatok szükségességét, lehetővé téve az eszközök szabad mozgását egy adott hatótávolságon belül, miközben fenntartják a hálózati kapcsolatot. A Wi-Fi technológia különböző frekvenciasávokat használ az adatátvitelhez. A leggyakrabban használt frekvenciasávok a 2,4 GHz és az 5 GHz. Ezek a frekvenciasávok több csatornára vannak osztva, amelyeken keresztül az eszközök kommunikálhatnak.

A Wi-Fi technológia sebessége a szabványtól és a frekvenciasávtól függ. A technológia folyamatos fejlődésével a Wi-Fi sebessége fokozatosan nőtt a kezdeti néhány száz Kbps-ről (kilobit/másodperc) a jelenlegi néhány Gbps-re (gigabit/másodperc). A különböző Wi-Fi szabványok (például a 802.11n, 802.11ac, 802.11ax stb.) eltérő maximális átviteli sebességet támogatnak. Ezenkívül az adatátvitelt titkosítás és biztonsági protokollok védik. Ezek közül a WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) és a WPA3 a Wi-Fi hálózatok jogosulatlan hozzáférés és adatlopás elleni védelmére használt elterjedt titkosítási szabványok.

SSZABVÁNYOSÍTÁS ÉS ÉPÍTÉSI SZABÁLYZATOK

A teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek fejlesztésének egyik fő akadálya a globálisan egységes szabványok és építési szabályzatok hiánya. A hagyományos épületvillamos rendszerek jellemzően váltakozó árammal működnek, így a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek új szabványokat igényelnek a tervezés, a telepítés és az üzemeltetés terén.

A szabványosítás hiánya a különböző rendszerek közötti inkompatibilitáshoz vezethet, növelheti a berendezések kiválasztásának és cseréjének bonyolultságát, valamint akadályozhatja a piaci növekedést és a népszerűsítést. Az építési szabályzatokhoz való alkalmazkodás hiánya szintén kihívást jelent, mivel az építőipar gyakran a hagyományos váltakozó áramú terveken alapul. Ezért egy teljes házat lefedő egyenáramú rendszer bevezetése az építési szabályzatok kiigazítását és újraértelmezését igényelheti, ami időt és összehangolt erőfeszítést igényel.

EGAZDASÁGI KÖLTSÉGEK ÉS TECHNOLÓGIA VÁLTÁS

Egy teljes házat lefedő egyenáramú rendszer telepítése magasabb kezdeti költségekkel járhat, beleértve a fejlettebb egyenáramú berendezéseket, az akkumulátoros energiatároló rendszereket és az egyenáramú rendszerhez illesztett készülékeket. Ezek a többletköltségek lehetnek az egyik oka annak, hogy sok fogyasztó és épületfejlesztő vonakodik a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek bevezetésétől.

Ezenkívül a hagyományos légkondicionáló berendezések és infrastruktúra annyira kiforrott és elterjedt, hogy az egész házat lefedő egyenáramú rendszerre való átállás nagyszabású technológiai átalakítást igényel, amely magában foglalja az elektromos elrendezés újratervezését, a berendezések cseréjét és a személyzet képzését. Ez a váltás további beruházási és munkaerőköltségeket róhat a meglévő épületekre és infrastruktúrára, korlátozva a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek kiépítésének ütemét.

DESZKÖZKOMPATIBILITÁS ÉS PIACI HOZZÁFÉRÉS

A teljes házat lefedő egyenáramú rendszereknek kompatibilisnek kell lenniük a piacon lévő több eszközzel, hogy biztosítsák a különféle készülékek, világítástechnikai és egyéb eszközök zökkenőmentes működését az otthonban. Jelenleg sok a piacon lévő eszköz még mindig váltóáramú, és a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek népszerűsítéséhez együttműködésre van szükség a gyártókkal és a beszállítókkal, hogy több egyenáramú kompatibilis eszköz jelenjen meg a piacon.

Szükség van az energiaszolgáltatókkal és a villamosenergia-hálózatokkal való együttműködésre is a megújuló energia hatékony integrációjának és a hagyományos hálózatokkal való összekapcsolásának biztosítása érdekében. A berendezések kompatibilitásával és a piacra jutással kapcsolatos kérdések befolyásolhatják a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek széles körű elterjedését, ami nagyobb konszenzust és együttműködést igényel az iparági láncban.

SPIAC ÉS FENNTARTHATÓ

A teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek egyik jövőbeli fejlesztési iránya az intelligenciára és a fenntarthatóságra helyezett nagyobb hangsúly. Az intelligens vezérlőrendszerek integrálásával a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek pontosabban tudják figyelni és kezelni az energiafelhasználást, lehetővé téve a személyre szabott energiagazdálkodási stratégiákat. Ez azt jelenti, hogy a rendszer dinamikusan alkalmazkodik a háztartási igényekhez, az áramárakhoz és a megújuló energia elérhetőségéhez az energiahatékonyság maximalizálása és az energiaköltségek csökkentése érdekében.

Ugyanakkor a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek fenntartható fejlesztési iránya magában foglalja a szélesebb körű megújuló energiaforrások, többek között a napenergia, a szélenergia stb. integrációját, valamint a hatékonyabb energiatárolási technológiákat. Ez elősegíti egy zöldebb, intelligensebb és fenntarthatóbb otthoni energiarendszer kiépítését, és elősegíti a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek jövőbeli fejlesztését.

SSZABVÁNYOSÍTÁS ÉS IPARI EGYÜTTMŰKÖDÉS

A teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek szélesebb körű alkalmazásának előmozdítása érdekében egy másik fejlesztési irány a szabványosítás és az ipari együttműködés erősítése. A globálisan egységes szabványok és specifikációk megállapítása csökkentheti a rendszertervezési és -megvalósítási költségeket, javíthatja a berendezések kompatibilitását, és ezáltal elősegítheti a piac bővülését.

Ezenkívül az ipari együttműködés is kulcsfontosságú tényező a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek fejlesztésének előmozdításában. Minden aspektus résztvevőinek, beleértve az építőipari mérnököket, a villamosmérnököket, a berendezésgyártókat és az energiaszolgáltatókat, együtt kell működniük egy teljes láncú ipari ökoszisztéma létrehozása érdekében. Ez segít megoldani az eszközök kompatibilitását, javítja a rendszer stabilitását és ösztönzi a technológiai innovációt. A szabványosítás és az ipari együttműködés révén a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek várhatóan zökkenőmentesebben integrálódnak a hagyományos épületekbe és energiarendszerekbe, és szélesebb körű alkalmazásokat érnek el.

SÖSSZEFOGLALÁS

A teljes házat lefedő egyenáramú (DC) energiaelosztó rendszer egy feltörekvőben lévő rendszer, amely a hagyományos váltakozó áramú rendszerekkel ellentétben egyenáramot biztosít az egész épület számára, a világítástól az elektronikus berendezésekig mindent lefedve. A teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek egyedi előnyöket kínálnak a hagyományos rendszerekkel szemben az energiahatékonyság, a megújuló energia integrációja és a berendezések kompatibilitása tekintetében. Először is, az energiaátalakítás lépéseinek csökkentésével a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek javíthatják az energiahatékonyságot és csökkenthetik az energiapazarlást. Másodszor, az egyenáramot könnyebb integrálni a megújuló energiaforrásokat használó berendezésekkel, például a napelemekkel, ami fenntarthatóbb energiaellátási megoldást kínál az épületek számára. Ezenkívül számos egyenáramú eszköz esetében a teljes házat lefedő egyenáramú rendszer bevezetése csökkentheti az energiaátalakítási veszteségeket, és növelheti a berendezések teljesítményét és élettartamát.

A teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek alkalmazási területei számos területet lefednek, beleértve a lakóépületeket, kereskedelmi épületeket, ipari alkalmazásokat, megújuló energiarendszereket, elektromos közlekedést stb. Lakóépületekben a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek hatékonyan használhatók a világítás és a készülékek áramellátására, javítva az otthoni energiahatékonyságot. Kereskedelmi épületekben az irodai berendezések és világítási rendszerek egyenáramú tápellátása segít csökkenteni az energiafogyasztást. Az ipari szektorban a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek javíthatják a gyártósori berendezések energiahatékonyságát. A megújuló energiarendszerek közül a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek könnyebben integrálhatók olyan berendezésekkel, mint a nap- és szélenergia. Az elektromos közlekedés területén az egyenáramú elosztó rendszerek elektromos járművek töltésére használhatók a töltési hatékonyság javítása érdekében. Ezen alkalmazási területek folyamatos bővülése azt jelzi, hogy a teljes házat lefedő egyenáramú rendszerek a jövőben életképes és hatékony opcióvá válnak az épületekben és az elektromos rendszerekben.

For more information, pls. contact “maria.tian@keliyuanpower.com”.