ESIPUHE
Ihmiset ovat kulkeneet pitkän matkan sähkön löytämisestä sen laajaan käyttöön "sähkönä" ja "sähköenergiana". Yksi silmiinpistävimmistä on vaihto- ja tasavirran välinen "reittikiista". Päähenkilöinä ovat kaksi aikansa neroa, Edison ja Tesla. Mielenkiintoista on kuitenkin se, että 2000-luvun uusien ihmisten näkökulmasta tätä "keskustelua" ei ole täysin voitettu tai hävitty.

Vaikka tällä hetkellä kaikki sähköntuotantolähteistä sähköiseen liikennejärjestelmään on pohjimmiltaan "vaihtovirtaa", tasavirtaa on kaikkialla monissa sähkölaitteissa ja päätelaitteissa. Erityisesti "koko talon tasavirta" -sähköjärjestelmäratkaisu, jota kaikki ovat suosineet viime vuosina, yhdistää IoT-tekniikan ja tekoälyn tarjotakseen vahvan takuun "älykodin elämälle". Seuraa alla olevaa Charging Head Networkia saadaksesi lisätietoja siitä, mitä koko talon tasavirta on.

TAUSTA JOHDANTO

Tasavirta (DC) koko kodissa on sähköjärjestelmä, joka käyttää tasavirtaa kodeissa ja rakennuksissa. "Koko kodin tasavirran" käsite ehdotettiin kontekstissa, jossa perinteisten vaihtovirtajärjestelmien puutteet ovat tulleet yhä ilmeisemmiksi ja vähähiiliseen ja ympäristönsuojeluun on kiinnitetty yhä enemmän huomiota.

PERINTEINEN ILMASTOINTIJÄRJESTELMÄ

Tällä hetkellä maailman yleisin sähköjärjestelmä on vaihtovirtajärjestelmä. Vaihtovirtajärjestelmä on sähkönsiirto- ja -jakelujärjestelmä, joka toimii sähkö- ja magneettikenttien vuorovaikutuksen aiheuttamien virrankulun muutosten perusteella. Tässä ovat vaihtovirtajärjestelmän päävaiheet:

GeneraattoriSähköjärjestelmän lähtökohta on generaattori. Generaattori on laite, joka muuntaa mekaanisen energian sähköenergiaksi. Perusperiaatteena on tuottaa indusoitu sähkömotorinen voima katkaisemalla johtoja pyörivällä magneettikentällä. Vaihtovirtajärjestelmissä käytetään yleensä tahtigeneraattoreita, joiden roottoreita pyöritetään mekaanisella energialla (kuten vedellä, kaasulla, höyryllä jne.) pyörivän magneettikentän tuottamiseksi.

Vaihtovirran sukupolviGeneraattorin pyörivä magneettikenttä aiheuttaa muutoksia sähköjohtimien indusoimassa sähkömotorisessa voimassa, jolloin syntyy vaihtovirtaa. Vaihtovirran taajuus on yleensä 50 Hz tai 60 Hz sekunnissa eri alueiden sähköjärjestelmästandardeista riippuen.

Muuntajan jännitteenkorotus: Vaihtovirta kulkee muuntajien läpi voimansiirtolinjoissa. Muuntaja on laite, joka käyttää sähkömagneettisen induktion periaatetta sähkövirran jännitteen muuttamiseen muuttamatta sen taajuutta. Voimansiirtoprosessissa suurjännitteistä vaihtovirtaa on helpompi siirtää pitkiä matkoja, koska se vähentää resistanssin aiheuttamaa energiahäviötä.

Siirto ja jakeluKorkeajännitteinen vaihtovirta siirretään eri paikkoihin siirtolinjojen kautta ja sitten alennetaan muuntajien kautta erilaisten käyttötarkoitusten tarpeiden täyttämiseksi. Tällaiset siirto- ja jakelujärjestelmät mahdollistavat sähköenergian tehokkaan siirron ja hyödyntämisen eri käyttötarkoitusten ja paikkojen välillä.

Vaihtovirran sovelluksetLoppukäyttäjän päässä vaihtovirtaa syötetään koteihin, yrityksiin ja teollisuuslaitoksiin. Näissä paikoissa vaihtovirtaa käytetään erilaisten laitteiden, kuten valaistuksen, sähkölämmittimien, sähkömoottoreiden, elektronisten laitteiden ja muiden, käyttämiseen.

Yleisesti ottaen vaihtovirtajärjestelmistä tuli valtavirtaa viime vuosisadan lopulla monien etujen, kuten vakaiden ja hallittavien vaihtovirtajärjestelmien sekä pienempien tehohäviöiden ansiosta. Tieteen ja teknologian kehittyessä vaihtovirtajärjestelmien tehokulman tasapaino-ongelma on kuitenkin tullut akuutiksi. Voimajärjestelmien kehitys on johtanut monien teholaitteiden, kuten tasasuuntaajien (muuntavat vaihtovirran tasavirraksi) ja invertterien (muuntavat tasavirran vaihtovirraksi), peräkkäiseen kehitykseen. Myös muunninventtiilien ohjaustekniikka on edennyt hyvin selkeään vaiheeseen, ja tasavirran katkaisunopeus ei ole pienempi kuin vaihtovirtakatkaisijoilla.

Tämä poistaa vähitellen monia tasavirtajärjestelmän puutteita ja koko talon tasavirtajärjestelmän tekninen perusta on luotu.

EYMPÄRISTÖYSTÄVÄLLINEN JA VÄHÄHIILISEN KONSEPTIN

Viime vuosina maailmanlaajuisten ilmasto-ongelmien, erityisesti kasvihuoneilmiön, esiinmarssin myötä ympäristönsuojelukysymykset ovat saaneet yhä enemmän huomiota. Koska koko talon tasavirta on paremmin yhteensopiva uusiutuvan energian järjestelmien kanssa, sillä on erittäin merkittäviä etuja energiansäästössä ja päästöjen vähentämisessä. Siksi se on saamassa yhä enemmän huomiota.

Lisäksi tasavirtajärjestelmä voi säästää paljon komponentteja ja materiaaleja "suoraan-suoraan" -piirirakenteensa ansiosta, ja se on myös erittäin yhdenmukainen "vähähiilisen ja ympäristöystävällisen" käsitteen kanssa.

KOKO TALON ÄLYKÄS KONSEPTI

Koko talon kattavan tasavirtajärjestelmän soveltamisen perustana on koko talon älykkyyden soveltaminen ja edistäminen. Toisin sanoen tasavirtajärjestelmien sisäkäyttöönotto perustuu pohjimmiltaan älykkyyteen, ja se on tärkeä keino "koko talon älykkyyden" mahdollistamiseksi.

Älykoti tarkoittaa erilaisten kodin laitteiden, kodinkoneiden ja järjestelmien yhdistämistä edistyneen teknologian ja älykkäiden järjestelmien avulla keskitetyn ohjauksen, automaation ja etävalvonnan saavuttamiseksi, mikä parantaa kotielämän mukavuutta, turvallisuutta ja energiatehokkuutta.

PERUSASIAT

Koko talon kattavien älykkäiden järjestelmien toteutusperiaatteisiin kuuluu monia keskeisiä näkökohtia, kuten anturiteknologia, älylaitteet, verkkoviestintä, älykkäät algoritmit ja ohjausjärjestelmät, käyttöliittymät, tietoturva ja yksityisyyden suoja sekä ohjelmistopäivitykset ja -ylläpito. Näitä näkökohtia käsitellään yksityiskohtaisesti jäljempänä.

Anturiteknologia

Koko kodin älyjärjestelmän perustana ovat erilaiset anturit, joita käytetään kodin ympäristön reaaliaikaiseen valvontaan. Ympäristöantureihin kuuluvat lämpötila-, kosteus-, valo- ja ilmanlaatuanturit sisäolosuhteiden havaitsemiseksi. Liiketunnistimia ja ovien ja ikkunoiden magneettisia antureita käytetään ihmisten liikkeen sekä ovien ja ikkunoiden tilan havaitsemiseen, mikä tarjoaa perustietoja turvallisuudelle ja automaatiolle. Savu- ja kaasutunnistimia käytetään tulipalojen ja haitallisten kaasujen valvontaan kodin turvallisuuden parantamiseksi.

Älylaite

Erilaiset älylaitteet muodostavat koko kodin älyjärjestelmän ytimen. Älykkäässä valaistuksessa, kodinkoneissa, ovenlukoissa ja kameroissa on toimintoja, joita voidaan ohjata etänä internetin kautta. Nämä laitteet on yhdistetty yhtenäiseen verkkoon langattomien viestintätekniikoiden (kuten Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee) avulla, minkä ansiosta käyttäjät voivat hallita ja valvoa kodin laitteita internetin kautta milloin ja missä tahansa.

Televiestintä

Koko kodin älykkään järjestelmän laitteet on yhdistetty internetin kautta muodostaen älykkään ekosysteemin. Verkkoviestintäteknologia varmistaa, että laitteet voivat toimia saumattomasti yhdessä ja samalla tarjota kätevän etähallinnan. Pilvipalveluiden kautta käyttäjät voivat käyttää kodin järjestelmiä etänä laitteiden tilan valvomiseksi ja etähallitsemiseksi.

Älykkäät algoritmit ja ohjausjärjestelmät

Tekoälyn ja koneoppimisalgoritmien avulla koko talon kattava älykäs järjestelmä voi analysoida ja käsitellä antureiden keräämää dataa älykkäästi. Näiden algoritmien avulla järjestelmä oppii käyttäjän tapoja, säätää laitteen toimintatilaa automaattisesti ja saavuttaa älykkään päätöksenteon ja hallinnan. Ajoitettujen tehtävien ja laukaisuehtojen asettaminen mahdollistaa järjestelmän tehtävien automaattisen suorittamisen tietyissä tilanteissa ja parantaa järjestelmän automaatiotasoa.

Käyttöliittymä

Jotta käyttäjät voisivat käyttää koko kodin älyjärjestelmää kätevämmin, tarjolla on erilaisia ​​käyttöliittymiä, kuten mobiilisovelluksia, tabletteja tai tietokoneliittymiä. Näiden käyttöliittymien kautta käyttäjät voivat kätevästi hallita ja valvoa kodin laitteita etänä. Lisäksi ääniohjaus mahdollistaa älylaitteiden hallinnan äänikomennoilla ääniavustajien sovellusten avulla.

KOKO TALOJEN TASAVIRTAJÄRJESTELMÄN EDUT

Tasavirtajärjestelmien asentamisessa koteihin on monia etuja, jotka voidaan tiivistää kolmeen osa-alueeseen: korkea energiansiirtotehokkuus, uusiutuvan energian korkea integrointi ja korkea laitteiden yhteensopivuus.

TEHOKKUUS

Ensinnäkin sisätiloissa käytettävien virtapiirien virransyöttölaitteissa on usein matala jännite, eikä tasavirta vaadi usein toistuvaa jännitteen muuntamista. Muuntajien käytön vähentäminen voi tehokkaasti vähentää energiahäviötä.

Toiseksi, johtimien ja johtojen häviöt tasavirran siirron aikana ovat suhteellisen pieniä. Koska tasavirran resistanssihäviö ei muutu virran suunnan mukaan, sitä voidaan hallita ja vähentää tehokkaammin. Tämä mahdollistaa tasavirran paremman energiatehokkuuden tietyissä erityistilanteissa, kuten lyhyiden matkojen sähkönsiirrossa ja paikallisissa virransyöttöjärjestelmissä.

Teknologian kehittyessä on otettu käyttöön uusia elektronisia muuntimia ja modulointitekniikoita tasavirtajärjestelmien energiatehokkuuden parantamiseksi. Tehokkaat elektroniset muuntimet voivat vähentää energianmuunnoshäviöitä ja parantaa entisestään tasavirtajärjestelmien yleistä energiatehokkuutta.

UUSIUTUVAN ENERGIAN INTEGROINTI

Koko talon älykkäässä järjestelmässä otetaan käyttöön myös uusiutuva energia, joka muunnetaan sähköenergiaksi. Tämä ei ainoastaan ​​toteuta ympäristönsuojelun konseptia, vaan myös hyödyntää täysimääräisesti talon rakennetta ja tilaa energiansaannin varmistamiseksi. Tasavirtajärjestelmät on sitä vastoin helpompi integroida uusiutuviin energialähteisiin, kuten aurinkoenergiaan ja tuulienergiaan.

LAITTEEN YHTEENSOPIVUUS

Tasavirtajärjestelmä on paremmin yhteensopiva sisätilojen sähkölaitteiden kanssa. Tällä hetkellä monet laitteet, kuten LED-valot, ilmastointilaitteet jne., ovat itsessään tasavirtakäyttöjä. Tämä tarkoittaa, että tasavirtajärjestelmiä on helpompi ohjata ja hallita älykkäästi. Edistyneen elektronisen teknologian avulla tasavirtalaitteiden toimintaa voidaan ohjata tarkemmin ja saavuttaa älykäs energianhallinta.

KÄYTTÖALUEILLA

Edellä mainitut tasavirtajärjestelmän monet edut näkyvät täydellisesti vain tietyillä aloilla. Nämä alueet ovat sisäympäristö, minkä vuoksi koko talon tasavirta voi loistaa nykypäivän sisätiloissa.

ASUINRAKENNUS

Asuinrakennuksissa koko talon tasavirtajärjestelmät voivat tarjota tehokasta energiaa monille sähkölaitteille. Valaistusjärjestelmät ovat merkittävä sovellusalue. Tasavirralla toimivat LED-valaistusjärjestelmät voivat vähentää energianmuunnoshäviöitä ja parantaa energiatehokkuutta.

Lisäksi tasavirtaa voidaan käyttää myös kodin elektronisten laitteiden, kuten tietokoneiden, matkapuhelinlatureiden jne., virransyöttöön. Nämä laitteet itsessään ovat tasavirtalaitteita ilman lisäenergianmuunnosvaiheita.

LIIKERAKENNUS

Myös liikerakennusten toimistot ja liiketilat voivat hyötyä koko talon tasavirtajärjestelmistä. Toimistolaitteiden ja valaistusjärjestelmien tasavirtasyöttö auttaa parantamaan energiatehokkuutta ja vähentämään energian hukkaa.

Jotkin kaupalliset laitteet ja varusteet, erityisesti tasavirtaa vaativat, voivat myös toimia tehokkaammin, mikä parantaa kaupallisten rakennusten yleistä energiatehokkuutta.

TEOLLISET SOVELLUKSET

Teollisuuden alalla koko talon kattavia tasavirtajärjestelmiä voidaan soveltaa tuotantolinjojen laitteisiin ja sähkötyöpajoihin. Jotkut teollisuuslaitteet käyttävät tasavirtaa. Tasavirran käyttö voi parantaa energiatehokkuutta ja vähentää energian hukkaa. Tämä näkyy erityisesti sähkötyökalujen ja työpajalaitteiden käytössä.

SÄHKÖAJONEUVOJEN LATAUS- JA ENERGIANVARASTOINTIJÄRJESTELMÄT

Liikenteen alalla tasavirtajärjestelmiä voidaan käyttää sähköajoneuvojen lataamiseen lataustehokkuuden parantamiseksi. Lisäksi koko kodin tasavirtajärjestelmiä voidaan integroida akkukäyttöisiin energian varastointijärjestelmiin, mikä tarjoaa kotitalouksille tehokkaita energian varastointiratkaisuja ja parantaa energiatehokkuutta entisestään.

TIETOTEKNOLOGIA JA VIESTINTÄ

Tietotekniikan ja viestinnän alalla datakeskukset ja tietoliikennetukiasemat ovat ihanteellisia sovelluskohteita koko talon kattaville tasavirtajärjestelmille. Koska monet datakeskusten laitteet ja palvelimet käyttävät tasavirtaa, tasavirtajärjestelmät auttavat parantamaan koko datakeskuksen suorituskykyä. Samoin tietoliikennetukiasemat ja -laitteet voivat käyttää tasavirtaa järjestelmän energiatehokkuuden parantamiseksi ja perinteisistä virtajärjestelmistä riippuvuuden vähentämiseksi.

KOKO TALOJEN TASAVIRTAJÄRJESTELMÄN KOMPONENTIT

Miten koko talon tasavirtajärjestelmä sitten rakennetaan? Yhteenvetona voidaan todeta, että koko talon tasavirtajärjestelmä voidaan jakaa neljään osaan: tasavirtalähteeseen, energian varastointijärjestelmään, tasavirtajakelujärjestelmään ja sähkölaitteisiin.

DC VIRTALÄHDE

Tasavirtajärjestelmässä lähtökohtana on tasavirtalähde. Toisin kuin perinteisessä vaihtovirtajärjestelmässä, koko talon tasavirtalähde ei yleensä ole täysin riippuvainen invertteristä vaihtovirran muuntamiseksi tasavirraksi, vaan se valitsee ulkoisen uusiutuvan energian ainoaksi tai ensisijaiseksi energialähteeksi.

Esimerkiksi rakennuksen ulkoseinälle asennetaan kerros aurinkopaneeleja. Paneelit muuntaa valon tasavirraksi, joka varastoidaan sitten tasavirranjakelujärjestelmään tai siirretään suoraan päätelaitteeseen. Se voidaan asentaa myös rakennuksen tai huoneen ulkoseinälle. Rakenna pieni tuuliturbiini päälle ja muunna se tasavirraksi. Tuulivoima ja aurinkoenergia ovat tällä hetkellä yleisempiä tasavirtalähteitä. Tulevaisuudessa saattaa olla muitakin, mutta ne kaikki vaativat muuntimia muuntamaan ne tasavirraksi.

DC ENERGIAN VARASTOINTIJÄRJESTELMÄ

Yleisesti ottaen tasavirtalähteiden tuottama tasavirta ei siirretä suoraan päätelaitteisiin, vaan se varastoidaan tasavirtaenergian varastointijärjestelmään. Kun laite tarvitsee sähköä, virta vapautuu tasavirtaenergian varastointijärjestelmästä. Tarjoa virtaa sisätiloissa.

Tasavirtaenergian varastointijärjestelmä on kuin säiliö, joka vastaanottaa tasavirtalähteestä muunnetun sähköenergian ja toimittaa sitä jatkuvasti päätelaitteille. On syytä mainita, että koska tasavirtasiirto tapahtuu tasavirtalähteen ja tasavirtaenergian varastointijärjestelmän välillä, se voi vähentää invertterien ja monien muiden laitteiden käyttöä, mikä paitsi vähentää piirisuunnittelun kustannuksia, myös parantaa järjestelmän vakautta.

Siksi koko talon tasavirtaenergian varastointijärjestelmä on lähempänä uusien energiaajoneuvojen tasavirtalatausmoduulia kuin perinteinen ”tasavirtakytkentäinen aurinkojärjestelmä”.

Kuten yllä olevasta kuvasta näkyy, perinteisen "tasavirtakytketyn aurinkojärjestelmän" on siirrettävä virtaa sähköverkkoon, joten siinä on ylimääräisiä aurinkoinvertterimoduuleja, kun taas koko talon tasavirralla varustettu "tasavirtakytketty aurinkojärjestelmä" ei vaadi invertteriä ja tehostinta. Muuntajat ja muut laitteet takaavat korkean hyötysuhteen ja energiatehokkuuden.

DC VIRRANJAKOJÄRJESTELMÄ

Koko talon tasavirtajärjestelmän sydän on tasavirtajakelujärjestelmä, jolla on ratkaiseva rooli kodissa, rakennuksessa tai muussa laitoksessa. Tämä järjestelmä vastaa virran jakamisesta lähteestä eri päätelaitteisiin, jolloin virransyötöstä huolehditaan kaikki talon osat.

VAIKUTUS

Energianjakelu: Tasavirtajakelujärjestelmä vastaa sähköenergian jakamisesta energialähteistä (kuten aurinkopaneeleista, energian varastointijärjestelmistä jne.) kodin erilaisiin sähkölaitteisiin, kuten valaistukseen, kodinkoneisiin, elektroniikkalaitteisiin jne.

Parantaa energiatehokkuutta: Tasavirtasähkön jakelun avulla voidaan vähentää energianmuunnoshäviöitä, mikä parantaa koko järjestelmän energiatehokkuutta. Erityisesti integroituna tasavirtalaitteisiin ja uusiutuviin energialähteisiin sähköenergiaa voidaan käyttää tehokkaammin.

Tukee tasavirtalaitteita: Yksi koko talon tasavirtajärjestelmän avaimista on tasavirtalaitteiden virransyötön tukeminen, mikä estää vaihtovirran tasavirraksi muuntamisen aiheuttaman energiahäviön.

PERUSTAA

Tasavirtajakopaneeli: Tasavirtajakopaneeli on tärkeä laite, joka jakaa virtaa aurinkopaneeleista ja energian varastointijärjestelmistä kodin eri piireihin ja laitteisiin. Se sisältää komponentteja, kuten tasavirtakatkaisijoita ja jännitteenvakaajia, jotka varmistavat vakaan ja luotettavan sähköenergian jakelun.

Älykäs ohjausjärjestelmä: Älykkään energianhallinnan ja -ohjauksen saavuttamiseksi koko talon tasavirtajärjestelmät on yleensä varustettu älykkäillä ohjausjärjestelmillä. Näihin voi sisältyä ominaisuuksia, kuten energiankulutuksen seuranta, etäohjaus ja automaattinen skenaarioiden asettaminen järjestelmän yleisen suorituskyvyn parantamiseksi.

Tasavirtapistorasiat ja kytkimet: Jotta kotisi pistorasiat ja kytkimet olisivat yhteensopivia tasavirtalaitteiden kanssa, ne on suunniteltava tasavirtaliitännöillä. Näitä pistorasioita ja kytkimiä voidaan käyttää tasavirtalaitteiden kanssa turvallisuuden ja kätevyyden takaamiseksi.

DC SÄHKÖLAITTEET

Sisätiloissa käytettäviä tasavirtalaitteita on niin paljon, että niiden kaikkien luetteleminen tässä on mahdotonta, vaan ne voidaan luokitella vain karkeasti. Ennen sitä meidän on ensin ymmärrettävä, minkälaiset laitteet tarvitsevat vaihtovirtaa ja minkälaiset tasavirtaa. Yleisesti ottaen suuritehoiset sähkölaitteet vaativat korkeampia jännitteitä ja ne on varustettu suurta kuormitusta kestävillä moottoreilla. Tällaisia ​​sähkölaitteita käyttävät vaihtovirta, kuten jääkaapit, vanhanaikaiset ilmastointilaitteet, pesukoneet, liesituulettimet jne.

On myös joitakin sähkölaitteita, jotka eivät vaadi suuritehoista moottorikäyttöä, ja tarkkuuspiirit voivat toimia vain keski- ja matalajännitteillä ja käyttää tasavirtalähdettä, kuten televisiot, tietokoneet ja nauhurit.

Yllä oleva ero ei tietenkään ole kovin kattava. Tällä hetkellä monet tehokkaat laitteet voivat toimia myös tasavirralla. Esimerkiksi on ilmestynyt tasavirtamuuttujan ilmastointilaitteita, joissa käytetään tasavirtamoottoreita, joilla on paremmat hiljaiset vaikutukset ja enemmän energiansäästöä. Yleisesti ottaen se, onko sähkölaite vaihtovirta- vai tasavirtaa, riippuu laitteen sisäisestä rakenteesta.

PKOKO TALOJEN DC-JÄRJESTELMÄN RAKTIIKKAINEN TAPAUS

Tässä on joitakin esimerkkejä "koko talon tasavirrasta" ympäri maailmaa. Voidaan havaita, että nämä tapaukset ovat pohjimmiltaan vähähiilisiä ja ympäristöystävällisiä ratkaisuja, mikä osoittaa, että "koko talon tasavirra" tärkein liikkeellepaneva voima on edelleen ympäristönsuojelun käsite, ja älykkäillä tasavirtajärjestelmillä on vielä pitkä matka kuljettavanaan.

Nollapäästöinen talo Ruotsissa

Zhongguancunin esittelyalueen uuden energian rakennusprojekti

Zhongguancunin uuden energian rakennusprojekti on Pekingin Chaoyangin piirikunnan hallituksen edistämä demonstraatioprojekti, jonka tavoitteena on edistää vihreitä rakennuksia ja uusiutuvan energian käyttöä. Tässä projektissa joissakin rakennuksissa otetaan käyttöön koko talon kattavat tasavirtajärjestelmät, jotka yhdistetään aurinkopaneeleihin ja energian varastointijärjestelmiin tasavirran syöttämiseksi. Tämän pyrkimyksen tavoitteena on vähentää rakennuksen ympäristövaikutuksia ja parantaa energiatehokkuutta integroimalla uutta energiaa ja tasavirtalähdettä.

Kestävän energian asuntoprojekti Dubai Expo 2020 -tapahtumaan, Arabiemiirikunnat

Dubain vuoden 2020 näyttelyssä useissa projekteissa esiteltiin kestävän energian koteja, jotka hyödyntävät uusiutuvaa energiaa ja koko talon tasavirtajärjestelmiä. Näiden projektien tavoitteena on parantaa energiatehokkuutta innovatiivisten energiaratkaisujen avulla.

Japanin DC-mikroverkon kokeellinen projekti

Japanissa on kokeiltu mikroverkkoja, joissa on alettu ottaa käyttöön koko talon tasavirtajärjestelmiä. Nämä järjestelmät saavat virtansa aurinko- ja tuulivoimasta, ja kodin laitteisiin ja varusteisiin syötetään tasavirtaa.

Energiakeskuksen talo

Lontoon South Bank Universityn ja Ison-Britannian kansallisen fysiikan laboratorion yhteistyöprojektissa pyritään luomaan nollaenergiatalo. Talossa käytetään tasavirtaa yhdistettynä aurinkosähkö- ja energian varastointijärjestelmiin tehokkaan energiankäytön takaamiseksi.

RELEVANT-ALAN YHDISTYKSET

Koko kodin älykkyysteknologiaa on esitelty teille aiemmin. Itse asiassa jotkut alan järjestöt tukevat teknologiaa. Charging Head Network on laskenut yhteen asiaankuuluvia järjestöjä alalla. Tässä esittelemme teille koko kodin tasavirtaan liittyvät järjestöt.

LASKU 

FCA

FCA (Fast Charging Alliance), kiinalainen nimi on ”Guangdong Terminal Fast Charging Industry Association”. Guangdongin terminaalien pikalatausalan yhdistys (jäljempänä Terminal Fast Charging Industry Association) perustettiin vuonna 2021. Terminaalien pikalatausteknologia on keskeinen osa uuden sukupolven elektronisen tietoteollisuuden (mukaan lukien 5G ja tekoäly) laajamittaista soveltamista. Hiilineutraaliuden globaalin kehitystrendin mukaisesti terminaalien pikalataus auttaa vähentämään elektroniikkajätettä ja energiankulutusta sekä saavuttamaan vihreän ympäristönsuojelun ja alan kestävän kehityksen, tuoden turvallisemman ja luotettavamman latauskokemuksen sadoille miljoonille kuluttajille.

Nopeuttaakseen terminaalien pikalatausteknologian standardointia ja teollistumista, tieto- ja viestintätekniikan akatemia, Huawei, OPPO, vivo ja Xiaomi ottivat johtoaseman käynnistäessään yhteisen hankkeen kaikkien terminaalien pikalatausalan ketjun osapuolten, kuten sisäisten täydellisten koneiden, sirujen, instrumenttien, laturien ja lisävarusteiden, kanssa. Valmistelut alkavat vuoden 2021 alussa. Yhdistyksen perustaminen auttaa rakentamaan etujärjestöä alan ketjussa, luo teollisen pohjan terminaalien pikalataussuunnittelulle, tutkimukselle ja kehitykselle, valmistukselle, testaukselle ja sertifioinnille, edistää keskeisten elektronisten komponenttien, huippuluokan yleissirujen, keskeisten perusmateriaalien ja muiden alojen kehitystä sekä pyrkii rakentamaan maailmanluokan terminaaleja. Kuaihongin innovatiiviset teollisuusklusterit ovat elintärkeitä.

FCA edistää pääasiassa UFCS-standardia. UFCS:n koko nimi on Universal Fast Charging Specification ja sen kiinalainen nimi on Fusion Fast Charging Standard. Se on uuden sukupolven integroitu pikalatausprotokolla, jota johtavat Academy of Information and Communications Technology, Huawei, OPPO, Vivo, Xiaomi sekä useat pääte-, siru- ja teollisuuskumppanit, kuten Silicon Power, Rockchip, Lihui Technology ja Angbao Electronics. Sopimuksen tavoitteena on laatia integroidut pikalatausstandardit mobiilipäätteille, ratkaista keskinäisen pikalatauksen yhteensopimattomuusongelma ja luoda nopea, turvallinen ja yhteensopiva latausympäristö loppukäyttäjille.

UFCS on tällä hetkellä järjestänyt toisen UFCS-testikonferenssin, jossa suoritettiin "Jäsenyrityksen vaatimustenmukaisuustoiminnon esitestaus" ja "Päätelaitteiden valmistajan yhteensopivuustesti". Testauksen ja yhteenvetojen vaihdon avulla yhdistämme samanaikaisesti teorian ja käytännön pyrkien rikkomaan pikalatauksen yhteensopimattomuuden tilanteen, edistämään yhdessä päätelaitteiden pikalatauksen tervettä kehitystä ja tekemään yhteistyötä monien korkealaatuisten toimittajien ja palveluntarjoajien kanssa alan ketjussa edistääksemme yhdessä pikalatausteknologian standardeja. UFCS:n teollistumisen edistyminen.

USB-IF

Vuonna 1994 Intelin ja Microsoftin perustama kansainvälinen standardointijärjestö, nimeltään "USB-IF" (koko nimi: USB Implementers Forum), on voittoa tavoittelematon yritys, jonka perusti ryhmä yrityksiä, jotka kehittivät Universal Serial Bus -spesifikaation. USB-IF perustettiin tarjoamaan tukiorganisaatio ja foorumi Universal Serial Bus -teknologian kehittämiselle ja käyttöönotolle. Foorumi edistää korkealaatuisten yhteensopivien USB-oheislaitteiden kehittämistä ja mainostaa USB:n etuja ja vaatimustenmukaisuustestejä läpäisevien tuotteiden laatua.ng.

USB-IF USB:n lanseeraamalla teknologialla on tällä hetkellä useita teknisten määritelmien versioita. Teknisen määrityksen uusin versio on USB4 2.0. Tämän teknisen standardin enimmäisnopeutta on nostettu 80 Gbps:ään. Se ottaa käyttöön uuden data-arkkitehtuurin, USB PD -pikalatausstandardin, USB Type-C -liitännän ja kaapelistandardit päivitetään samanaikaisesti.

Puukomposiitti

WPC:n koko nimi on Wireless Power Consortium ja sen kiinalainen nimi on ”Wireless Power Consortium”. Se perustettiin 17. joulukuuta 2008. Se on maailman ensimmäinen langatonta latausteknologiaa edistävä standardointijärjestö. Toukokuussa 2023 WPC:llä oli yhteensä 315 jäsentä. Allianssin jäsenet tekevät yhteistyötä yhteisen tavoitteen saavuttamiseksi: saavuttaa kaikkien langattomien laturien ja langattomien virtalähteiden täydellinen yhteensopivuus ympäri maailmaa. Tätä varten he ovat laatineet useita langattoman pikalatausteknologian spesifikaatioita.

Langattoman latausteknologian kehittyessä sen sovellusala on laajentunut kuluttajien kannettavista laitteista monille uusille alueille, kuten kannettaviin tietokoneisiin, tabletteihin, droneihin, robotteihin, ajoneuvojen internetiin ja älykkäisiin langattomiin keittiöihin. WPC on kehittänyt ja ylläpitänyt useita standardeja useille langattoman latauksen sovelluksille, mukaan lukien:

Qi-standardi älypuhelimille ja muille kannettaville mobiililaitteille.

Ki-langaton keittiöstandardi keittiökoneille tukee jopa 2200 W:n lataustehoa.

Kevyiden sähköajoneuvojen (LEV) standardi tekee kevyiden sähköajoneuvojen, kuten sähköpyörien ja -skoottereiden, langattomasta lataamisesta nopeampaa, turvallisempaa, älykkäämpää ja kätevämpää kotona ja liikkeellä ollessa.

Teollisuuden langaton latausstandardi turvalliseen ja kätevään langattomaan tehonsiirtoon robottien, vihiajoneuvojen, droonien ja muiden teollisuuden automaatiokoneiden lataamiseen.

Markkinoilla on nyt yli 9 000 Qi-sertifioitua langatonta lataustuotetta. WPC varmistaa tuotteiden turvallisuuden, yhteentoimivuuden ja sopivuuden maailmanlaajuisen riippumattomien valtuutettujen testauslaboratorioiden verkostonsa kautta.

VIESTINTÄ

Yhteistyökumppanit

Connectivity Standards Alliance (CSA) on organisaatio, joka kehittää, sertifioi ja edistää älykotien Matter-standardeja. Sen edeltäjä on vuonna 2002 perustettu Zigbee Alliance. Lokakuussa 2022 allianssin yritysjäsenten määrä nousee yli 200:aan.

CSA tarjoaa standardeja, työkaluja ja sertifiointeja IoT-innovaattoreille, jotta esineiden internetistä tulisi helpommin saavutettavaa, turvallisempaa ja käytettävämpää1. Organisaatio on omistautunut määrittelemään ja lisäämään alan tietoisuutta sekä kehittämään yleisesti parhaita käytäntöjä pilvipalveluissa ja seuraavan sukupolven digitaaliteknologioissa. CSA-IoT kokoaa yhteen maailman johtavat yritykset luodakseen ja edistääkseen yhteisiä avoimia standardeja, kuten Matter, Zigbee, IP jne., sekä standardeja esimerkiksi tuoteturvallisuuden, tietosuojan, älykkään pääsynhallinnan ja muiden alojen aloilla.

Zigbee on CSA Alliancen lanseeraama IoT-yhteysstandardi. Se on langaton tiedonsiirtoprotokolla, joka on suunniteltu langattomille anturiverkoille (WSN) ja esineiden internetin (IoT) sovelluksille. Se käyttää IEEE 802.15.4 -standardia, toimii 2,4 GHz:n taajuusalueella ja keskittyy alhaiseen virrankulutukseen, yksinkertaiseen toteutukseen ja lyhyen kantaman tiedonsiirtoon. CSA Alliancen edistämää protokollaa on käytetty laajalti älykodeissa, teollisuusautomaatiossa, terveydenhuollossa ja muilla aloilla.

Yksi Zigbeen suunnittelutavoitteista on tukea luotettavaa tiedonsiirtoa suuren laitemäärän välillä samalla kun virrankulutus pysyy alhaisena. Se sopii laitteille, joiden on toimittava pitkään ja jotka ovat riippuvaisia ​​akkuvirrasta, kuten anturisolmuille. Protokollalla on erilaisia ​​topologioita, kuten tähti-, verkko- ja klusteripuurakenteet, joten se soveltuu erikokoisiin ja -tarpeisiin verkkoihin.

Zigbee-laitteet voivat automaattisesti muodostaa itseorganisoituvia verkkoja, ovat joustavia ja mukautuvia, ja ne voivat dynaamisesti sopeutua verkkotopologian muutoksiin, kuten laitteiden lisäämiseen tai poistamiseen. Tämä helpottaa Zigbeen käyttöönottoa ja ylläpitoa käytännön sovelluksissa. Kaiken kaikkiaan Zigbee tarjoaa avoimen standardin langattomana tietoliikenneprotokollana luotettavan ratkaisun erilaisten IoT-laitteiden yhdistämiseen ja ohjaamiseen.

Bluetooth SIG

Vuonna 1996 Ericsson, Nokia, Toshiba, IBM ja Intel suunnittelivat teollisuusjärjestön perustamista. Tämä organisaatio oli "Bluetooth Technology Alliance", jota kutsuttiin nimellä "Bluetooth SIG". He kehittivät yhdessä lyhyen kantaman langattoman yhteysteknologian. Kehitystiimi toivoi, että tämä langaton viestintäteknologia voisi koordinoida ja yhdistää työtä eri teollisuudenaloilla, kuten Bluetooth King. Siksi tämä teknologia nimettiin Bluetoothiksi.

Bluetooth (Bluetooth-tekniikka) on lyhyen kantaman ja vähän virtaa kuluttava langaton tiedonsiirtostandardi, joka soveltuu erilaisiin laiteyhteyksiin ja tiedonsiirtoon. Se tarjoaa yksinkertaisen pariliitoksen, monipisteyhteyden ja perusominaisuudet turvallisuuteen.

Bluetooth (Bluetooth-tekniikka) voi tarjota langattomia yhteyksiä kodin laitteille ja on tärkeä osa langatonta viestintätekniikkaa.

SPARKLINK-YHDISTYS

Sparklink Association perustettiin virallisesti 22. syyskuuta 2020. Spark Alliance on globalisaatioon sitoutunut teollisuusallianssi. Sen tavoitteena on edistää uuden sukupolven langattoman lyhyen kantaman viestintäteknologian SparkLinkin innovaatioita ja teollista ekologiaa sekä toteuttaa nopeasti kehittyviä uusia skenaarioita, kuten älyautoja, älykoteja, älypäätteitä ja älykästä valmistusta, ja vastata äärimmäisiin suorituskykyvaatimuksiin. Tällä hetkellä yhdistyksellä on yli 140 jäsentä.

Sparklink Associationin edistämä langaton lyhyen kantaman tiedonsiirtotekniikka on nimeltään SparkLink, ja sen kiinalainen nimi on Star Flash. Teknisiä ominaisuuksia ovat erittäin alhainen latenssi ja erittäin korkea luotettavuus. Erittäin lyhyeen kehysrakenteeseen, Polar-koodekiin ja HARQ-uudelleenlähetysmekanismiin perustuen SparkLink voi saavuttaa 20,833 mikrosekunnin latenssin ja 99,999 %:n luotettavuuden.

WI-FI LIITTO

Wi-Fi Alliance on kansainvälinen järjestö, joka koostuu useista teknologiayrityksistä ja on sitoutunut edistämään langattoman verkkotekniikan kehitystä, innovointia ja standardointia. Järjestö perustettiin vuonna 1999. Sen päätavoitteena on varmistaa, että eri valmistajien tuottamat Wi-Fi-laitteet ovat yhteensopivia keskenään, ja siten edistää langattomien verkkojen suosiota ja käyttöä.

Wi-Fi-tekniikka (Wireless Fidelity) on pääasiassa Wi-Fi Alliancen edistämä tekniikka. Langattomana lähiverkkotekniikkana sitä käytetään tiedonsiirtoon ja elektronisten laitteiden väliseen viestintään langattomien signaalien kautta. Se mahdollistaa laitteiden (kuten tietokoneiden, älypuhelimien, tablettien, älykotilaitteiden jne.) välisen tiedonvaihdon rajoitetulla alueella ilman fyysistä yhteyttä.

Wi-Fi-tekniikka käyttää radioaaltoja laitteiden välisten yhteyksien muodostamiseen. Langattomuus poistaa fyysisten yhteyksien tarpeen, jolloin laitteet voivat liikkua vapaasti tietyn kantaman sisällä ja samalla säilyttää verkkoyhteyden. Wi-Fi-tekniikka käyttää eri taajuuskaistoja tiedon lähettämiseen. Yleisimmin käytettyjä taajuuskaistoja ovat 2,4 GHz ja 5 GHz. Nämä taajuuskaistat on jaettu useisiin kanaviin, joilla laitteet voivat kommunikoida.

Wi-Fi-tekniikan nopeus riippuu standardista ja taajuuskaistasta. Teknologian jatkuvan kehityksen myötä Wi-Fi-nopeus on vähitellen kasvanut alkuaikojen sadoista kbps:stä (kilobiteista sekunnissa) nykyiseen useisiin gigabitteihin sekunnissa. Eri Wi-Fi-standardit (kuten 802.11n, 802.11ac, 802.11ax jne.) tukevat erilaisia ​​enimmäissiirtonopeuksia. Lisäksi tiedonsiirrot suojataan salaus- ja suojausprotokollilla. Näistä WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) ja WPA3 ovat yleisiä salausstandardeja, joita käytetään suojaamaan Wi-Fi-verkkoja luvattomalta käytöltä ja tietojen varastamiselta.

SSTANDARDOINTI JA RAKENNUSMÄÄRÄYKSET

Merkittävä este koko talon tasavirtajärjestelmien kehittämiselle on maailmanlaajuisesti yhdenmukaisten standardien ja rakennusmääräysten puute. Perinteiset rakennusten sähköjärjestelmät toimivat tyypillisesti vaihtovirralla, joten koko talon tasavirtajärjestelmät vaativat uudenlaisia ​​standardeja suunnittelussa, asennuksessa ja käytössä.

Standardoinnin puute voi johtaa yhteensopimattomuuden syntymiseen eri järjestelmien välillä, lisätä laitteiden valinnan ja vaihdon monimutkaisuutta sekä haitata markkinoiden laajenemista ja yleistymistä. Myös sopeutumiskyvyn puute rakennusmääräyksiin on haaste, sillä rakennusala perustuu usein perinteisiin ilmastointijärjestelmien suunnitteluun. Siksi koko talon kattavan tasavirtajärjestelmän käyttöönotto voi edellyttää rakennusmääräysten muuttamista ja uudelleenmäärittelyä, mikä vie aikaa ja vaatii määrätietoista työtä.

ETALOUDELLISET KUSTANNUKSET JA TEKNOLOGIAN VAIHTAMINEN

Koko kodin tasavirtajärjestelmän käyttöönotto voi aiheuttaa korkeampia alkukustannuksia, mukaan lukien edistyneemmät tasavirtalaitteet, akkukäyttöiset energian varastointijärjestelmät ja tasavirtaan mukautetut laitteet. Nämä lisäkustannukset voivat olla yksi syy siihen, miksi monet kuluttajat ja rakennuskehittäjät epäröivät koko kodin tasavirtajärjestelmien käyttöönottoa.

Lisäksi perinteiset ilmastointilaitteet ja -infrastruktuuri ovat niin kypsiä ja laajalle levinneitä, että siirtyminen koko talon tasavirtajärjestelmään vaatii laajamittaisen teknologiamuutoksen, johon kuuluu sähköasennuksen uudelleensuunnittelu, laitteiden vaihtaminen ja henkilöstön kouluttaminen. Tämä muutos voi aiheuttaa lisäinvestointeja ja työvoimakustannuksia olemassa oleville rakennuksille ja infrastruktuurille, mikä rajoittaa koko talon tasavirtajärjestelmien käyttöönottonopeutta.

DLAITTEIDEN YHTEENSOPIVUUS JA MARKKINOILLE PÄÄSY

Koko kodin tasavirtajärjestelmien on saatava yhteensopivuus useampien markkinoilla olevien laitteiden kanssa, jotta varmistetaan, että kodin erilaiset kodinkoneet, valaisimet ja muut laitteet toimivat sujuvasti. Tällä hetkellä monet markkinoilla olevat laitteet ovat edelleen vaihtovirtapohjaisia, ja koko kodin tasavirtajärjestelmien edistäminen edellyttää yhteistyötä valmistajien ja toimittajien kanssa, jotta markkinoille saadaan enemmän tasavirtayhteensopivia laitteita.

On myös tarpeen tehdä yhteistyötä energiantoimittajien ja sähköverkkojen kanssa uusiutuvan energian tehokkaan integroinnin ja perinteisiin verkkoihin liittämisen varmistamiseksi. Laitteiden yhteensopivuuteen ja markkinoillepääsyyn liittyvät ongelmat voivat vaikuttaa koko talon kattavien tasavirtajärjestelmien laajaan käyttöön, mikä edellyttää enemmän yksimielisyyttä ja yhteistyötä toimialaketjussa.

SMAATALOUS JA KESTÄVÄ KEHITYS

Yksi koko talon tasavirtajärjestelmien tulevaisuuden kehityssuunnista on panostaa enemmän älykkyyteen ja kestävyyteen. Älykkäiden ohjausjärjestelmien integroinnin avulla koko talon tasavirtajärjestelmät voivat seurata ja hallita virrankulutusta tarkemmin, mikä mahdollistaa räätälöidyt energianhallintastrategiat. Tämä tarkoittaa, että järjestelmä voi dynaamisesti mukautua kotitalouksien kysyntään, sähkön hintoihin ja uusiutuvan energian saatavuuteen energiatehokkuuden maksimoimiseksi ja energiakustannusten vähentämiseksi.

Samaan aikaan koko kodin tasavirtajärjestelmien kestävän kehityksen suunta sisältää laajempien uusiutuvien energialähteiden, kuten aurinkoenergian, tuulienergian jne., integroinnin sekä tehokkaampien energian varastointiteknologioiden. Tämä auttaa rakentamaan vihreämmän, älykkäämmän ja kestävämmän kodin sähköjärjestelmän ja edistää koko kodin tasavirtajärjestelmien tulevaa kehitystä.

SSTANDARDOINTI JA TEOLLISEN YHTEISTYÖN

Koko talon kattavien tasavirtajärjestelmien laajemman käyttöönoton edistämiseksi toinen kehityssuunta on standardoinnin ja teollisen yhteistyön vahvistaminen. Maailmanlaajuisesti yhtenäisten standardien ja spesifikaatioiden laatiminen voi vähentää järjestelmien suunnittelu- ja toteutuskustannuksia, parantaa laitteiden yhteensopivuutta ja siten edistää markkinoiden laajentumista.

Lisäksi teollinen yhteistyö on avaintekijä koko talon kattavien tasavirtajärjestelmien kehittämisen edistämisessä. Kaikkien toimijoiden, mukaan lukien rakentajien, sähköinsinöörien, laitevalmistajien ja energiantoimittajien, on työskenneltävä yhdessä muodostaakseen koko ketjun teollisen ekosysteemin. Tämä auttaa ratkaisemaan laitteiden yhteensopivuutta, parantamaan järjestelmän vakautta ja edistämään teknologista innovaatiota. Standardoinnin ja teollisen yhteistyön avulla koko talon kattavien tasavirtajärjestelmien odotetaan integroituvan sujuvammin valtavirran rakennuksiin ja sähköjärjestelmiin ja saavuttavan laajempia sovelluksia.

SYHTEENVETO

Koko talon tasavirta on nouseva sähkönjakelujärjestelmä, joka perinteisistä vaihtovirtajärjestelmistä poiketen syöttää tasavirtaa koko rakennukseen kattaen kaiken valaistuksesta elektroniikkalaitteisiin. Koko talon tasavirtajärjestelmillä on ainutlaatuisia etuja perinteisiin järjestelmiin verrattuna energiatehokkuuden, uusiutuvan energian integroinnin ja laitteiden yhteensopivuuden suhteen. Ensinnäkin koko talon tasavirtajärjestelmät voivat parantaa energiatehokkuutta ja vähentää energian hukkaa vähentämällä energianmuunnoksen vaiheita. Toiseksi tasavirtaa on helpompi integroida uusiutuvan energian laitteisiin, kuten aurinkopaneeleihin, mikä tarjoaa kestävämmän virtaratkaisun rakennuksille. Lisäksi monien tasavirtalaitteiden kohdalla koko talon tasavirtajärjestelmän käyttöönotto voi vähentää energianmuunnoshäviöitä ja pidentää laitteiden suorituskykyä ja käyttöikää.

Koko talon tasavirtajärjestelmien sovellusalueet kattavat monia aloja, mukaan lukien asuinrakennukset, liikerakennukset, teollisuussovellukset, uusiutuvan energian järjestelmät, sähköisen liikenteen jne. Asuinrakennuksissa koko talon tasavirtajärjestelmiä voidaan käyttää valaistuksen ja laitteiden tehokkaaseen virransyöttöön, mikä parantaa kodin energiatehokkuutta. Liikerakennuksissa toimistolaitteiden ja valaistusjärjestelmien tasavirtasyöttö auttaa vähentämään energiankulutusta. Teollisuussektorilla koko talon tasavirtajärjestelmät voivat parantaa tuotantolinjojen laitteiden energiatehokkuutta. Uusiutuvan energian järjestelmistä koko talon tasavirtajärjestelmät on helpompi integroida laitteisiin, kuten aurinko- ja tuulienergiaan. Sähköisen liikenteen alalla tasavirtajakelujärjestelmiä voidaan käyttää sähköajoneuvojen lataamiseen lataustehokkuuden parantamiseksi. Näiden sovellusalueiden jatkuva laajeneminen osoittaa, että koko talon tasavirtajärjestelmistä tulee tulevaisuudessa kannattava ja tehokas vaihtoehto rakennus- ja sähköjärjestelmissä.

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