PRZEDMOWA
Ludzie przeszli długą drogę od odkrycia elektryczności do jej powszechnego stosowania jako „elektryczności” i „energii elektrycznej”. Jednym z najbardziej uderzających jest „spór o trasę” między prądem zmiennym i stałym. Protagonistami są dwaj współcześni geniusze, Edison i Tesla. Jednak interesujące jest to, że z perspektywy coraz to nowych ludzi w XXI wieku ta „debata” nie jest całkowicie wygrana ani przegrana.

Chociaż obecnie wszystko, od źródeł wytwarzania energii po systemy transportu elektrycznego, jest zasadniczo „prądem przemiennym”, prąd stały jest wszędzie w wielu urządzeniach elektrycznych i urządzeniach końcowych. W szczególności rozwiązanie systemu zasilania „whole-house DC”, które w ostatnich latach jest preferowane przez wszystkich, łączy technologię inżynierii IoT i sztuczną inteligencję, aby zapewnić mocną gwarancję „inteligentnego życia domowego”. Obserwuj Charging Head Network poniżej, aby dowiedzieć się więcej o tym, czym jest prąd stały w całym domu.

WSTĘP INFORMACYJNY

Prąd stały (DC) w całym domu to system elektryczny, który wykorzystuje prąd stały w domach i budynkach. Koncepcja „całego domu DC” została zaproponowana w kontekście, w którym wady tradycyjnych systemów AC stały się coraz bardziej oczywiste, a koncepcja niskoemisyjności i ochrony środowiska była coraz bardziej uwzględniana.

TRADYCYJNY SYSTEM KLIMATYZACJI

Obecnie najpopularniejszym systemem zasilania na świecie jest system prądu przemiennego. System prądu przemiennego to system przesyłu i dystrybucji mocy, który działa w oparciu o zmiany w przepływie prądu spowodowane interakcją pól elektrycznych i magnetycznych. Oto główne kroki działania systemu prądu przemiennego:

Generator:Punktem wyjścia systemu energetycznego jest generator. Generator to urządzenie, które zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną. Podstawową zasadą jest generowanie indukowanej siły elektromotorycznej poprzez przecinanie przewodów z wirującym polem magnetycznym. W systemach energetycznych prądu przemiennego zwykle stosuje się generatory synchroniczne, a ich wirniki są napędzane energią mechaniczną (taką jak woda, gaz, para itp.) w celu generowania wirującego pola magnetycznego.

Generacja prądu przemiennego:Obracające się pole magnetyczne w generatorze powoduje zmiany w indukowanej sile elektromotorycznej w przewodnikach elektrycznych, generując w ten sposób prąd przemienny. Częstotliwość prądu przemiennego wynosi zwykle 50 Hz lub 60 Hz na sekundę, w zależności od standardów systemów energetycznych w różnych regionach.

Transformator step-up: Prąd przemienny przepływa przez transformatory w liniach przesyłowych. Transformator to urządzenie, które wykorzystuje zasadę indukcji elektromagnetycznej do zmiany napięcia prądu elektrycznego bez zmiany jego częstotliwości. W procesie przesyłu energii elektrycznej prąd przemienny wysokiego napięcia jest łatwiejszy do przesyłania na duże odległości, ponieważ zmniejsza straty energii spowodowane oporem.

Przesyłanie i dystrybucja:Prąd przemienny wysokiego napięcia jest przesyłany do różnych miejsc liniami przesyłowymi, a następnie obniżany przez transformatory, aby sprostać potrzebom różnych zastosowań. Takie systemy przesyłowe i dystrybucyjne umożliwiają efektywny transfer i wykorzystanie energii elektrycznej między różnymi zastosowaniami i lokalizacjami.

Zastosowania zasilania prądem przemiennym:U użytkownika końcowego prąd przemienny jest dostarczany do domów, firm i obiektów przemysłowych. W tych miejscach prąd przemienny jest używany do napędzania różnych urządzeń, w tym oświetlenia, grzejników elektrycznych, silników elektrycznych, sprzętu elektronicznego i innych.

Mówiąc ogólnie, systemy zasilania prądem przemiennym stały się powszechne pod koniec ubiegłego wieku ze względu na wiele zalet, takich jak stabilne i sterowalne systemy prądu przemiennego oraz niższe straty mocy na liniach. Jednak wraz z postępem nauki i technologii problem równowagi kąta mocy systemów zasilania prądem przemiennym stał się ostry. Rozwój systemów zasilania doprowadził do kolejnego rozwoju wielu urządzeń energetycznych, takich jak prostowniki (przekształcające prąd przemienny na prąd stały) i inwertery (przekształcające prąd stały na prąd przemienny). narodziły się. Technologia sterowania zaworami konwertera również weszła w bardzo wyraźną fazę, a prędkość odcięcia prądu stałego nie jest mniejsza niż w przypadku wyłączników obwodu prądu przemiennego.

Dzięki temu wiele niedociągnięć systemu DC stopniowo znika, a techniczne podstawy systemu DC dla całego domu są gotowe.

EKONCEPCJA PRZYJAZNA DLA ŚRODOWISKA I NISKOEMISYJNA

W ostatnich latach, wraz z pojawieniem się globalnych problemów klimatycznych, zwłaszcza efektu cieplarnianego, kwestie ochrony środowiska zyskały coraz większą uwagę. Ponieważ DC całego domu jest lepiej kompatybilny z systemami energii odnawialnej, ma on bardzo wybitne zalety w zakresie oszczędzania energii i redukcji emisji. Dlatego też zyskuje coraz większą uwagę.

Ponadto system prądu stałego pozwala zaoszczędzić wiele komponentów i materiałów dzięki swojej strukturze obwodu „bezpośrednio-bezpośrednio”, a także jest bardzo zgodny z koncepcją „niskoemisyjnego i przyjaznego dla środowiska”.

KONCEPCJA INTELIGENCJI CAŁEGO DOMU

Podstawą zastosowania DC w całym domu jest zastosowanie i promowanie inteligencji całego domu. Innymi słowy, wewnętrzne zastosowanie systemów DC opiera się zasadniczo na inteligencji i jest ważnym środkiem do wzmocnienia „inteligencji całego domu”.

Smart Home odnosi się do łączenia różnych urządzeń domowych, sprzętów AGD i systemów za pomocą zaawansowanej technologii i inteligentnych systemów w celu osiągnięcia scentralizowanej kontroli, automatyzacji i zdalnego monitorowania, co poprawia wygodę, komfort i komfort życia domowego. Bezpieczeństwo i efektywność energetyczna.

PODSTAWOWY

Zasady wdrażania inteligentnych systemów całego domu obejmują wiele kluczowych aspektów, w tym technologię czujników, inteligentne urządzenia, komunikację sieciową, inteligentne algorytmy i systemy sterowania, interfejsy użytkownika, ochronę bezpieczeństwa i prywatności oraz aktualizacje i konserwację oprogramowania. Aspekty te omówiono szczegółowo poniżej.

Technologia czujników

Podstawą inteligentnego systemu obejmującego cały dom jest różnorodność czujników używanych do monitorowania środowiska domowego w czasie rzeczywistym. Czujniki środowiskowe obejmują czujniki temperatury, wilgotności, światła i jakości powietrza, aby wykrywać warunki panujące w pomieszczeniach. Czujniki ruchu oraz magnetyczne czujniki drzwi i okien służą do wykrywania ruchu ludzi oraz stanu drzwi i okien, zapewniając podstawowe dane do celów bezpieczeństwa i automatyzacji. Czujniki dymu i gazu służą do monitorowania pożarów i szkodliwych gazów w celu poprawy bezpieczeństwa w domu.

Urządzenie inteligentne

Różne inteligentne urządzenia stanowią rdzeń inteligentnego systemu całego domu. Inteligentne oświetlenie, urządzenia gospodarstwa domowego, zamki do drzwi i kamery mają funkcje, które można kontrolować zdalnie przez Internet. Urządzenia te są połączone z ujednoliconą siecią za pomocą technologii komunikacji bezprzewodowej (takich jak Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee), co pozwala użytkownikom kontrolować i monitorować urządzenia domowe przez Internet w dowolnym czasie i miejscu.

Telekomunikacja

Urządzenia inteligentnego systemu całego domu są połączone przez Internet, tworząc inteligentny ekosystem. Technologia komunikacji sieciowej zapewnia, że ​​urządzenia mogą bezproblemowo ze sobą współpracować, zapewniając jednocześnie wygodę zdalnego sterowania. Dzięki usługom w chmurze użytkownicy mogą zdalnie uzyskiwać dostęp do systemów domowych, aby monitorować i zdalnie kontrolować stan urządzeń.

Inteligentne algorytmy i systemy sterowania

Wykorzystując sztuczną inteligencję i algorytmy uczenia maszynowego, inteligentny system całego domu może inteligentnie analizować i przetwarzać dane zbierane przez czujniki. Algorytmy te umożliwiają systemowi uczenie się nawyków użytkownika, automatyczne dostosowywanie stanu roboczego urządzenia oraz osiąganie inteligentnego podejmowania decyzji i kontroli. Ustawianie zaplanowanych zadań i warunków wyzwalania umożliwia systemowi automatyczne wykonywanie zadań w określonych sytuacjach i poprawę poziomu automatyzacji systemu.

Interfejs użytkownika

Aby umożliwić użytkownikom wygodniejszą obsługę inteligentnego systemu obejmującego cały dom, udostępniono różnorodne interfejsy użytkownika, w tym aplikacje mobilne, tablety lub interfejsy komputerowe. Za pomocą tych interfejsów użytkownicy mogą wygodnie kontrolować i monitorować urządzenia domowe zdalnie. Ponadto sterowanie głosowe umożliwia użytkownikom sterowanie inteligentnymi urządzeniami za pomocą poleceń głosowych za pomocą aplikacji asystentów głosowych.

ZALETY CAŁKOWITEGO DC

Instalacja systemów prądu stałego w domach niesie ze sobą wiele korzyści, które można podsumować w trzech aspektach: wysoka efektywność przesyłu energii, wysoki poziom integracji energii odnawialnej oraz wysoka kompatybilność sprzętu.

EFEKTYWNOŚĆ

Przede wszystkim w obwodach wewnętrznych, używany sprzęt energetyczny ma często niskie napięcie, a prąd stały nie wymaga częstej transformacji napięcia. Zmniejszenie użycia transformatorów może skutecznie zmniejszyć straty energii.

Po drugie, strata przewodów i przewodników podczas przesyłu prądu stałego jest stosunkowo niewielka. Ponieważ strata rezystancji prądu stałego nie zmienia się wraz z kierunkiem prądu, można ją kontrolować i redukować bardziej efektywnie. Dzięki temu prąd stały może wykazywać wyższą efektywność energetyczną w niektórych konkretnych scenariuszach, takich jak przesył energii na krótkie odległości i lokalne systemy zasilania.

Wreszcie, wraz z rozwojem technologii, wprowadzono nowe konwertery elektroniczne i technologie modulacji w celu poprawy efektywności energetycznej systemów DC. Wydajne konwertery elektroniczne mogą zmniejszyć straty konwersji energii i dodatkowo poprawić ogólną efektywność energetyczną systemów zasilania DC.

INTEGRACJA ENERGII ODNAWIALNEJ

W inteligentnym systemie całego domu energia odnawialna również zostanie wprowadzona i przekształcona w energię elektryczną. Może to nie tylko wdrożyć koncepcję ochrony środowiska, ale także w pełni wykorzystać strukturę i przestrzeń domu, aby zapewnić dostawę energii. Natomiast systemy DC są łatwiejsze do zintegrowania ze źródłami energii odnawialnej, takimi jak energia słoneczna i energia wiatrowa.

ZGODNOŚĆ URZĄDZENIA

System DC ma lepszą kompatybilność z wewnętrznym sprzętem elektrycznym. Obecnie wiele urządzeń, takich jak oświetlenie LED, klimatyzatory itp., to same napędy DC. Oznacza to, że systemy zasilania DC są łatwiejsze do osiągnięcia inteligentnej kontroli i zarządzania. Dzięki zaawansowanej technologii elektronicznej działanie sprzętu DC można kontrolować dokładniej i osiągnąć inteligentne zarządzanie energią.

OBSZARY ZASTOSOWANIA

Wiele zalet systemu DC, o których właśnie wspomniano, może być doskonale odzwierciedlone tylko w niektórych konkretnych dziedzinach. Obszary te to środowisko wewnętrzne, dlatego DC całego domu może błyszczeć w dzisiejszych obszarach wewnętrznych.

BUDYNEK MIESZKALNY

W budynkach mieszkalnych systemy DC całego domu mogą zapewnić wydajną energię dla wielu aspektów sprzętu elektrycznego. Systemy oświetleniowe są znaczącym obszarem zastosowań. Systemy oświetleniowe LED zasilane prądem stałym mogą zmniejszyć straty konwersji energii i poprawić efektywność energetyczną.

Ponadto prąd stały można również wykorzystać do zasilania domowych urządzeń elektronicznych, takich jak komputery, ładowarki do telefonów komórkowych itp. Urządzenia te same w sobie są urządzeniami prądu stałego i nie wymagają dodatkowych etapów przetwarzania energii.

BUDYNEK KOMERCYJNY

Biura i obiekty komercyjne w budynkach komercyjnych mogą również skorzystać z systemów DC na cały dom. Zasilanie DC dla sprzętu biurowego i systemów oświetleniowych pomaga poprawić efektywność energetyczną i zmniejszyć marnotrawstwo energii.

Niektóre urządzenia i sprzęt komercyjny, zwłaszcza te wymagające zasilania prądem stałym, mogą pracować wydajniej, poprawiając tym samym ogólną efektywność energetyczną budynków komercyjnych.

ZASTOSOWANIA PRZEMYSŁOWE

W przemyśle systemy DC na cały dom można stosować w urządzeniach linii produkcyjnej i warsztatach elektrycznych. Niektóre urządzenia przemysłowe wykorzystują prąd stały. Wykorzystanie prądu stałego może poprawić efektywność energetyczną i zmniejszyć straty energii. Jest to szczególnie widoczne w przypadku stosowania elektronarzędzi i urządzeń warsztatowych.

SYSTEMY ŁADOWANIA POJAZDÓW ELEKTRYCZNYCH I MAGAZYNOWANIA ENERGII

W dziedzinie transportu systemy zasilania prądem stałym mogą być używane do ładowania pojazdów elektrycznych w celu zwiększenia efektywności ładowania. Ponadto systemy zasilania prądem stałym w całym domu mogą być również zintegrowane z systemami magazynowania energii w akumulatorach, aby zapewnić gospodarstwom domowym wydajne rozwiązania w zakresie magazynowania energii i jeszcze bardziej zwiększyć efektywność energetyczną.

TECHNOLOGIA INFORMATYCZNA I KOMUNIKACJA

W dziedzinie technologii informatycznych i komunikacji centra danych i stacje bazowe komunikacyjne są idealnymi scenariuszami zastosowań dla systemów DC w całym domu. Ponieważ wiele urządzeń i serwerów w centrach danych korzysta z zasilania DC, systemy zasilania DC pomagają poprawić wydajność całego centrum danych. Podobnie stacje bazowe i urządzenia komunikacyjne mogą również korzystać z zasilania DC w celu poprawy efektywności energetycznej systemu i zmniejszenia zależności od tradycyjnych systemów zasilania.

KOMPONENTY SYSTEMU DC CAŁEGO DOMU

Jak więc skonstruowany jest system DC na cały dom? Podsumowując, system DC na cały dom można podzielić na cztery części: źródło wytwarzania prądu stałego, system magazynowania energii dopływowej, system dystrybucji prądu stałego i dopływowy sprzęt elektryczny.

DC ŹRÓDŁO ZASILANIA

W systemie DC punktem wyjścia jest źródło zasilania DC. W przeciwieństwie do tradycyjnego systemu AC, źródło zasilania DC dla całego domu zazwyczaj nie polega całkowicie na inwerterze, który przekształca prąd AC w ​​prąd DC, ale wybiera zewnętrzną energię odnawialną. Jako jedyne lub podstawowe źródło energii.

Na przykład, warstwa paneli słonecznych zostanie położona na zewnętrznej ścianie budynku. Światło zostanie zamienione na prąd stały przez panele, a następnie przechowywane w systemie dystrybucji prądu stałego lub bezpośrednio przesyłane do urządzenia końcowego; może być również zainstalowane na zewnętrznej ścianie budynku lub pokoju. Zbuduj małą turbinę wiatrową na górze i przekształć ją na prąd stały. Energia wiatrowa i słoneczna są obecnie bardziej powszechnymi źródłami prądu stałego. W przyszłości mogą pojawić się inne, ale wszystkie wymagają konwerterów, aby przekształcić je na prąd stały.

DC SYSTEM MAGAZYNOWANIA ENERGII

Mówiąc ogólnie, prąd stały generowany przez źródła prądu stałego nie będzie bezpośrednio przesyłany do urządzeń końcowych, ale będzie przechowywany w systemie magazynowania energii prądu stałego. Gdy urządzenie będzie potrzebowało prądu, prąd zostanie uwolniony z systemu magazynowania energii prądu stałego. Zapewnij zasilanie w pomieszczeniu.

System magazynowania energii DC jest jak zbiornik, który przyjmuje energię elektryczną przekształconą ze źródła zasilania DC i stale dostarcza energię elektryczną do urządzeń końcowych. Warto wspomnieć, że ponieważ przesył DC odbywa się między źródłem zasilania DC a systemem magazynowania energii DC, może on zmniejszyć użycie falowników i wielu urządzeń, co nie tylko zmniejsza koszty projektowania obwodów, ale także poprawia stabilność systemu.

Dlatego system magazynowania energii prądu stałego obejmujący cały dom jest bliższy modułowi ładowania prądem stałym pojazdów zasilanych nowymi źródłami energii niż tradycyjny „system solarny sprzężony prądem stałym”.

Jak pokazano na powyższym rysunku, tradycyjny „system solarny sprzężony prądem stałym” musi przesyłać prąd do sieci energetycznej, więc ma dodatkowe moduły inwertera solarnego, podczas gdy „system solarny sprzężony prądem stałym” z prądem stałym na cały dom nie wymaga inwertera i wzmacniacza. Transformatory i inne urządzenia, wysoka wydajność i energia.

DC SYSTEM DYSTRYBUCJI MOCY

Sercem całego systemu DC w domu jest system dystrybucji DC, który odgrywa kluczową rolę w domu, budynku lub innym obiekcie. System ten odpowiada za dystrybucję energii ze źródła do różnych urządzeń końcowych, zapewniając zasilanie wszystkich części domu.

EFEKT

Dystrybucja energii: System dystrybucji prądu stałego odpowiada za dystrybucję energii elektrycznej ze źródeł energii (takich jak panele słoneczne, systemy magazynowania energii itp.) do różnych urządzeń elektrycznych w domu, w tym oświetlenia, urządzeń AGD, sprzętu elektronicznego itp.

Poprawa efektywności energetycznej: Dzięki dystrybucji prądu stałego straty konwersji energii mogą zostać zmniejszone, co poprawia efektywność energetyczną całego systemu. Zwłaszcza po zintegrowaniu z urządzeniami prądu stałego i odnawialnymi źródłami energii, energia elektryczna może być wykorzystywana bardziej efektywnie.

Obsługuje urządzenia prądu stałego: Jednym z kluczowych elementów systemu zasilania prądem stałym obejmującego cały dom jest obsługa zasilania urządzeń prądu stałego, co pozwala uniknąć strat energii związanych z zamianą prądu przemiennego na prąd stały.

STANOWIĆ

Panel dystrybucji prądu stałego: Panel dystrybucji prądu stałego to kluczowe urządzenie, które dystrybuuje energię z paneli słonecznych i systemów magazynowania energii do różnych obwodów i urządzeń w domu. Obejmuje komponenty, takie jak wyłączniki obwodu prądu stałego i stabilizatory napięcia, aby zapewnić stabilną i niezawodną dystrybucję energii elektrycznej.

Inteligentny system sterowania: Aby osiągnąć inteligentne zarządzanie i kontrolę energii, systemy DC całego domu są zazwyczaj wyposażone w inteligentne systemy sterowania. Mogą one obejmować funkcje takie jak monitorowanie energii, zdalne sterowanie i automatyczne ustawianie scenariuszy w celu poprawy ogólnej wydajności systemu.

Gniazda i przełączniki DC: Aby były kompatybilne ze sprzętem DC, gniazdka i przełączniki w domu muszą być zaprojektowane z połączeniami DC. Te gniazdka i przełączniki mogą być używane ze sprzętem zasilanym prądem stałym, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo i wygodę.

DC SPRZĘT ELEKTRYCZNY

Istnieje tak wiele urządzeń zasilanych prądem stałym do użytku wewnątrz pomieszczeń, że nie sposób wymienić ich wszystkich, można je jedynie z grubsza sklasyfikować. Przedtem musimy najpierw zrozumieć, jaki rodzaj urządzeń wymaga zasilania prądem przemiennym, a jaki prądem stałym. Ogólnie rzecz biorąc, urządzenia elektryczne dużej mocy wymagają wyższego napięcia i są wyposażone w silniki o dużym obciążeniu. Takie urządzenia elektryczne są napędzane prądem przemiennym, takie jak lodówki, staromodne klimatyzatory, pralki, okapy kuchenne itp.

Niektóre urządzenia elektryczne nie wymagają napędu silnika o dużej mocy, a precyzyjne układy scalone mogą działać wyłącznie przy średnim i niskim napięciu oraz zasilaniu prądem stałym, np. telewizory, komputery i magnetofony.

Oczywiście powyższe rozróżnienie nie jest zbyt obszerne. Obecnie wiele urządzeń dużej mocy może być również zasilanych prądem stałym. Na przykład pojawiły się klimatyzatory DC o zmiennej częstotliwości, wykorzystujące silniki DC o lepszych efektach cichej pracy i większej oszczędności energii. Ogólnie rzecz biorąc, kluczem do tego, czy sprzęt elektryczny jest prądem przemiennym czy stałym, jest wewnętrzna struktura urządzenia.

PPRZYPADEK PRAKTYCZNY CAŁEGO DOMU DC

Oto kilka przypadków „całego domu DC” z całego świata. Można stwierdzić, że te przypadki są zasadniczo niskoemisyjnymi i przyjaznymi dla środowiska rozwiązaniami, co pokazuje, że główną siłą napędową „całego domu DC” jest nadal koncepcja ochrony środowiska, a inteligentne systemy DC mają jeszcze długą drogę do przebycia.

Dom Zero Emisji w Szwecji

Projekt nowego budynku energetycznego w strefie demonstracyjnej Zhongguancun

Projekt budynku nowej energii Zhongguancun to projekt demonstracyjny promowany przez rząd dystryktu Chaoyang w Pekinie w Chinach, mający na celu promowanie zielonych budynków i wykorzystania energii odnawialnej. W ramach tego projektu niektóre budynki przyjmują systemy DC obejmujące cały dom, które są połączone z panelami słonecznymi i systemami magazynowania energii w celu realizacji dostaw prądu stałego. Ta próba ma na celu zmniejszenie wpływu budynku na środowisko i poprawę efektywności energetycznej poprzez integrację nowej energii i zasilania prądem stałym.

Zrównoważony projekt mieszkaniowy na Expo 2020 w Dubaju, ZEA

Na targach Expo 2020 w Dubaju kilka projektów zaprezentowało zrównoważone domy energetyczne wykorzystujące energię odnawialną i systemy DC dla całego domu. Projekty te mają na celu poprawę efektywności energetycznej poprzez innowacyjne rozwiązania energetyczne.

Japoński eksperymentalny projekt mikrosieci DC

W Japonii niektóre eksperymentalne projekty mikrosieci zaczęły przyjmować systemy DC obejmujące cały dom. Systemy te są zasilane energią słoneczną i wiatrową, a jednocześnie wprowadzają zasilanie DC do urządzeń i sprzętu w domu.

Dom Centrum Energetycznego

Projekt, będący efektem współpracy London South Bank University i brytyjskiego National Physical Laboratory, ma na celu stworzenie domu o zerowym zużyciu energii. Dom wykorzystuje prąd stały w połączeniu z systemami fotowoltaicznymi i magazynowania energii, aby zapewnić wydajne wykorzystanie energii.

RWYSOKIE STOWARZYSZENIA BRANŻOWE

Technologia inteligencji całego domu została Ci już wcześniej przedstawiona. W rzeczywistości technologia ta jest wspierana przez niektóre stowarzyszenia branżowe. Charging Head Network zliczyło odpowiednie stowarzyszenia w branży. Tutaj przedstawimy Ci stowarzyszenia związane z DC całego domu.

OPŁATA 

FCA

FCA (Fast Charging Alliance), chińska nazwa to „Guangdong Terminal Fast Charging Industry Association”. Guangdong Terminal Fast Charging Industry Association (nazywane Terminal Fast Charging Industry Association) zostało założone w 2021 roku. Technologia szybkiego ładowania terminali to kluczowa zdolność, która napędza szeroką gamę zastosowań nowej generacji przemysłu informacji elektronicznej (w tym 5G i sztuczną inteligencję). Zgodnie z globalnym trendem rozwojowym neutralności węglowej, szybkie ładowanie terminali pomaga zmniejszyć ilość odpadów elektronicznych i energii oraz osiągnąć zieloną ochronę środowiska. i zrównoważony rozwój branży, zapewniając bezpieczniejsze i bardziej niezawodne ładowanie setkom milionów konsumentów.

Aby przyspieszyć standaryzację i industrializację technologii szybkiego ładowania terminali, Akademia Technologii Informacyjnych i Komunikacyjnych, Huawei, OPPO, vivo i Xiaomi objęły inicjatywę w uruchomieniu wspólnego wysiłku ze wszystkimi stronami w łańcuchu przemysłowym szybkiego ładowania terminali, takimi jak wewnętrzne kompletne maszyny, układy scalone, instrumenty, ładowarki i akcesoria. Przygotowania rozpoczną się na początku 2021 r. Utworzenie stowarzyszenia pomoże zbudować wspólnotę interesów w łańcuchu przemysłowym, stworzyć bazę przemysłową dla projektowania, badań i rozwoju, produkcji, testowania i certyfikacji szybkiego ładowania terminali, napędzać rozwój podstawowych komponentów elektronicznych, zaawansowanych ogólnych układów scalonych, kluczowych materiałów podstawowych i innych dziedzin oraz dążyć do budowy terminali światowej klasy. Innowacyjne klastry przemysłowe Kuaihong mają kluczowe znaczenie.

FCA promuje głównie standard UFCS. Pełna nazwa UFCS to Universal Fast Charging Specification, a jej chińska nazwa to Fusion Fast Charging Standard. Jest to nowa generacja zintegrowanego szybkiego ładowania prowadzona przez Academy of Information and Communications Technology, Huawei, OPPO, vivo, Xiaomi i wspólne wysiłki wielu firm produkujących terminale, chipy i partnerów branżowych, takich jak Silicon Power, Rockchip, Lihui Technology i Angbao Electronics. protokół. Umowa ma na celu sformułowanie zintegrowanych standardów szybkiego ładowania dla terminali mobilnych, rozwiązanie problemu niekompatybilności wzajemnego szybkiego ładowania i stworzenie szybkiego, bezpiecznego i kompatybilnego środowiska ładowania dla użytkowników końcowych.

Obecnie UFCS zorganizowało drugą konferencję testową UFCS, na której zakończono „Member Enterprise Compliance Function Pre-Test” i „Terminal Manufacturer Compatibility Test”. Poprzez testowanie i wymianę podsumowań łączymy jednocześnie teorię z praktyką, dążąc do przełamania sytuacji niekompatybilności szybkiego ładowania, wspólnie promujemy zdrowy rozwój szybkiego ładowania terminali i współpracujemy z wieloma wysokiej jakości dostawcami i usługodawcami w łańcuchu przemysłowym, aby wspólnie promować standardy technologii szybkiego ładowania. Postęp industrializacji UFCS.

USB-IF

W 1994 roku międzynarodowa organizacja normalizacyjna zainicjowana przez Intel i Microsoft, zwana „USB-IF” (pełna nazwa: USB Implementers Forum), jest firmą non-profit założoną przez grupę firm, które opracowały specyfikację Universal Serial Bus. USB-IF zostało utworzone w celu zapewnienia organizacji wsparcia i forum dla rozwoju i przyjęcia technologii Universal Serial Bus. Forum promuje rozwój wysokiej jakości kompatybilnych urządzeń peryferyjnych USB (urządzeń) i promuje korzyści USB oraz jakość produktów, które przechodzą testy zgodności.ng.

Technologia wprowadzona przez USB-IF USB ma obecnie wiele wersji specyfikacji technicznych. Najnowsza wersja specyfikacji technicznej to USB4 2.0. Maksymalna prędkość tego standardu technicznego została zwiększona do 80 Gb/s. Przyjmuje nową architekturę danych, standard szybkiego ładowania USB PD, interfejs USB Type-C i standardy kabli również zostaną zaktualizowane jednocześnie.

WPC

Pełna nazwa WPC to Wireless Power Consortium, a jej chińska nazwa to „Wireless Power Consortium”. Została założona 17 grudnia 2008 r. Jest to pierwsza na świecie organizacja normalizacyjna promująca technologię ładowania bezprzewodowego. W maju 2023 r. WPC ma łącznie 315 członków. Członkowie sojuszu współpracują ze sobą w celu osiągnięcia pełnej kompatybilności wszystkich ładowarek bezprzewodowych i źródeł zasilania bezprzewodowego na całym świecie. W tym celu sformułowali wiele specyfikacji dla technologii szybkiego ładowania bezprzewodowego.

W miarę rozwoju technologii ładowania bezprzewodowego, zakres jej zastosowań rozszerzył się z urządzeń przenośnych dla konsumentów na wiele nowych obszarów, takich jak laptopy, tablety, drony, roboty, Internet pojazdów i inteligentne kuchnie bezprzewodowe. WPC opracowało i utrzymuje szereg standardów dla różnych zastosowań ładowania bezprzewodowego, w tym:

Standard Qi dla smartfonów i innych przenośnych urządzeń mobilnych.

Standard bezprzewodowy Ki dla urządzeń kuchennych obsługuje moc ładowania do 2200 W.

Norma lekkich pojazdów elektrycznych (LEV) sprawia, że ​​bezprzewodowe ładowanie lekkich pojazdów elektrycznych, takich jak rowery elektryczne i hulajnogi, w domu i w podróży, staje się szybsze, bezpieczniejsze, inteligentniejsze i wygodniejsze.

Standard przemysłowego ładowania bezprzewodowego zapewniający bezpieczną i wygodną transmisję energii bezprzewodowej do ładowania robotów, pojazdów AGV, dronów i innych urządzeń automatyki przemysłowej.

Obecnie na rynku jest ponad 9000 produktów do ładowania bezprzewodowego z certyfikatem Qi. WPC weryfikuje bezpieczeństwo, interoperacyjność i przydatność produktów poprzez swoją sieć niezależnych autoryzowanych laboratoriów testowych na całym świecie.

KOMUNIKACJA

CSA

Connectivity Standards Alliance (CSA) to organizacja, która opracowuje, certyfikuje i promuje standardy smart home Matter. Jej poprzednikiem jest Zigbee Alliance założona w 2002 r. W październiku 2022 r. liczba członków sojuszu przekroczy 200.

CSA zapewnia standardy, narzędzia i certyfikaty dla innowatorów IoT, aby uczynić Internet rzeczy bardziej dostępnym, bezpiecznym i użytecznym1. Organizacja jest oddana definiowaniu i zwiększaniu świadomości branży oraz ogólnemu rozwojowi najlepszych praktyk bezpieczeństwa dla przetwarzania w chmurze i technologii cyfrowych nowej generacji. CSA-IoT łączy wiodące firmy na świecie w celu tworzenia i promowania wspólnych otwartych standardów, takich jak Matter, Zigbee, IP itp., a także standardów w takich obszarach, jak bezpieczeństwo produktów, prywatność danych, inteligentna kontrola dostępu i inne.

Zigbee to standard połączenia IoT wprowadzony przez CSA Alliance. Jest to protokół komunikacji bezprzewodowej zaprojektowany dla aplikacji Wireless Sensor Network (WSN) i Internetu rzeczy (IoT). Przyjmuje standard IEEE 802.15.4, działa w paśmie częstotliwości 2,4 GHz i koncentruje się na niskim zużyciu energii, niskiej złożoności i komunikacji krótkiego zasięgu. Promowany przez CSA Alliance protokół jest szeroko stosowany w inteligentnych domach, automatyce przemysłowej, opiece zdrowotnej i innych dziedzinach.

Jednym z celów projektowych Zigbee jest obsługa niezawodnej komunikacji między dużą liczbą urządzeń przy jednoczesnym zachowaniu niskiego poziomu zużycia energii. Jest on odpowiedni dla urządzeń, które muszą działać przez długi czas i polegają na zasilaniu bateryjnym, takich jak węzły czujników. Protokół ma różne topologie, w tym gwiazdę, siatkę i drzewo klastrów, dzięki czemu można go dostosować do sieci o różnych rozmiarach i potrzebach.

Urządzenia Zigbee mogą automatycznie tworzyć samoorganizujące się sieci, są elastyczne i adaptowalne oraz mogą dynamicznie dostosowywać się do zmian w topologii sieci, takich jak dodawanie lub usuwanie urządzeń. Dzięki temu Zigbee jest łatwiejsze do wdrożenia i utrzymania w praktycznych zastosowaniach. Ogólnie rzecz biorąc, Zigbee, jako otwarty standardowy protokół komunikacji bezprzewodowej, zapewnia niezawodne rozwiązanie do łączenia i kontrolowania różnych urządzeń IoT.

Bluetooth SIG

W 1996 r. Ericsson, Nokia, Toshiba, IBM i Intel planowały utworzenie stowarzyszenia branżowego. Ta organizacja nazywała się „Bluetooth Technology Alliance”, zwana „Bluetooth SIG”. Wspólnie opracowali technologię łączności bezprzewodowej krótkiego zasięgu. Zespół programistów miał nadzieję, że ta technologia komunikacji bezprzewodowej może koordynować i ujednolicać pracę w różnych dziedzinach przemysłu, takich jak Bluetooth King. Dlatego technologia ta została nazwana Bluetooth.

Bluetooth (technologia Bluetooth) to bezprzewodowy standard komunikacyjny krótkiego zasięgu i niskiego poboru mocy, przeznaczony do łączenia różnych urządzeń i przesyłania danych. Wyróżnia się prostym parowaniem, połączeniem wielopunktowym i podstawowymi funkcjami bezpieczeństwa.

Technologia Bluetooth umożliwia bezprzewodowe połączenie urządzeń w domu i stanowi ważny element technologii komunikacji bezprzewodowej.

STOWARZYSZENIE SPARKLINK

22 września 2020 r. oficjalnie założono Sparklink Association. Spark Alliance to sojusz branżowy zaangażowany w globalizację. Jego celem jest promowanie innowacji i ekologii przemysłowej nowej generacji bezprzewodowej technologii komunikacji krótkiego zasięgu SparkLink oraz realizacja szybko rozwijających się nowych aplikacji scenariuszowych, takich jak inteligentne samochody, inteligentne domy, inteligentne terminale i inteligentna produkcja, a także zaspokajanie potrzeb w zakresie ekstremalnych wymagań wydajnościowych. Obecnie stowarzyszenie liczy ponad 140 członków.

Bezprzewodowa technologia komunikacji krótkiego zasięgu promowana przez Sparklink Association nazywa się SparkLink, a jej chińska nazwa to Star Flash. Charakterystyka techniczna to ultraniskie opóźnienie i ultrawysoka niezawodność. Opierając się na ultrakrótkiej strukturze ramki, kodeku Polar i mechanizmie retransmisji HARQ, SparkLink może osiągnąć opóźnienie 20,833 mikrosekund i niezawodność 99,999%.

WI-FSOJUSZ

Wi-Fi Alliance to międzynarodowa organizacja składająca się z szeregu firm technologicznych, która jest zaangażowana w promowanie i propagowanie rozwoju, innowacji i standaryzacji technologii sieci bezprzewodowych. Organizacja została założona w 1999 roku. Jej głównym celem jest zapewnienie, że urządzenia Wi-Fi produkowane przez różnych producentów są ze sobą kompatybilne, promując w ten sposób popularność i wykorzystanie sieci bezprzewodowych.

Technologia Wi-Fi (Wireless Fidelity) to technologia promowana głównie przez Wi-Fi Alliance. Jako technologia bezprzewodowej sieci LAN jest wykorzystywana do przesyłania danych i komunikacji między urządzeniami elektronicznymi za pośrednictwem sygnałów bezprzewodowych. Umożliwia urządzeniom (takim jak komputery, smartfony, tablety, inteligentne urządzenia domowe itp.) wymianę danych w ograniczonym zakresie bez konieczności fizycznego połączenia.

Technologia Wi-Fi wykorzystuje fale radiowe do nawiązywania połączeń między urządzeniami. Ta bezprzewodowa natura eliminuje potrzebę fizycznych połączeń, umożliwiając urządzeniom swobodne poruszanie się w zasięgu przy jednoczesnym zachowaniu łączności sieciowej. Technologia Wi-Fi wykorzystuje różne pasma częstotliwości do przesyłania danych. Najczęściej używane pasma częstotliwości obejmują 2,4 GHz i 5 GHz. Te pasma częstotliwości są podzielone na wiele kanałów, w których urządzenia mogą się komunikować.

Prędkość technologii Wi-Fi zależy od standardu i pasma częstotliwości. Wraz z ciągłym rozwojem technologii, prędkość Wi-Fi stopniowo wzrastała od najwcześniejszych setek Kbps (kilobitów na sekundę) do obecnych kilku Gbps (gigabitów na sekundę). Różne standardy Wi-Fi (takie jak 802.11n, 802.11ac, 802.11ax itp.) obsługują różne maksymalne prędkości transmisji. Ponadto transmisje danych są chronione za pomocą szyfrowania i protokołów bezpieczeństwa. Wśród nich WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) i WPA3 to powszechne standardy szyfrowania stosowane w celu ochrony sieci Wi-Fi przed nieautoryzowanym dostępem i kradzieżą danych.

STANDARYZACJA I KOD BUDOWLANY

Główną przeszkodą w rozwoju systemów DC dla całego domu jest brak globalnie spójnych norm i przepisów budowlanych. Tradycyjne systemy elektryczne budynków zazwyczaj działają na prądzie przemiennym, więc systemy DC dla całego domu wymagają nowego zestawu norm w zakresie projektowania, instalacji i obsługi.

Brak standaryzacji może prowadzić do niekompatybilności między różnymi systemami, zwiększać złożoność wyboru i wymiany sprzętu, a także może utrudniać skalę rynku i popularyzację. Brak możliwości dostosowania się do przepisów budowlanych jest również wyzwaniem, ponieważ branża budowlana często opiera się na tradycyjnych projektach AC. Dlatego wprowadzenie systemu DC dla całego domu może wymagać dostosowań i ponownego zdefiniowania przepisów budowlanych, co zajmie trochę czasu i skoordynowanego wysiłku.

EKOSZTY EKONOMICZNE I ZMIANA TECHNOLOGII

Wdrożenie systemu DC na cały dom może wiązać się z wyższymi kosztami początkowymi, w tym bardziej zaawansowanym sprzętem DC, systemami magazynowania energii akumulatorowej i urządzeniami przystosowanymi do DC. Te dodatkowe koszty mogą być jednym z powodów, dla których wielu konsumentów i deweloperów budynków waha się przed przyjęciem systemów DC na cały dom.

Ponadto tradycyjny sprzęt AC i infrastruktura są tak dojrzałe i powszechne, że przejście na system DC całego domu wymaga konwersji technologii na dużą skalę, która obejmuje przeprojektowanie układu elektrycznego, wymianę sprzętu i przeszkolenie personelu. Ta zmiana może narzucić dodatkowe koszty inwestycji i pracy na istniejące budynki i infrastrukturę, ograniczając tempo, w jakim można wdrażać systemy DC całego domu.

DKOMPATYBILNOŚĆ URZĄDZEŃ ELEKTRONICZNYCH I DOSTĘP DO RYNKU

Systemy DC dla całego domu muszą uzyskać kompatybilność z większą liczbą urządzeń dostępnych na rynku, aby zapewnić płynną pracę różnych urządzeń, oświetlenia i innych urządzeń w domu. Obecnie wiele urządzeń dostępnych na rynku nadal opiera się na prądzie zmiennym, a promocja systemów DC dla całego domu wymaga współpracy z producentami i dostawcami w celu promowania większej liczby urządzeń zgodnych z prądem stałym, aby mogły wejść na rynek.

Istnieje również potrzeba współpracy z dostawcami energii i sieciami elektroenergetycznymi w celu zapewnienia efektywnej integracji energii odnawialnej i połączenia z tradycyjnymi sieciami. Kwestie kompatybilności sprzętu i dostępu do rynku mogą mieć wpływ na powszechne stosowanie systemów DC dla całego domu, wymagając większego konsensusu i współpracy w łańcuchu przemysłowym.

SMART I ZRÓWNOWAŻONY ROZWÓJ

Jednym z przyszłych kierunków rozwoju systemów DC w całym domu jest położenie większego nacisku na inteligencję i zrównoważony rozwój. Dzięki integracji inteligentnych systemów sterowania systemy DC w całym domu mogą dokładniej monitorować i zarządzać zużyciem energii, umożliwiając dostosowane strategie zarządzania energią. Oznacza to, że system może dynamicznie dostosowywać się do zapotrzebowania gospodarstw domowych, cen energii elektrycznej i dostępności energii odnawialnej w celu maksymalizacji efektywności energetycznej i obniżenia kosztów energii.

Jednocześnie zrównoważony kierunek rozwoju systemów DC dla całego domu obejmuje integrację szerszych odnawialnych źródeł energii, w tym energii słonecznej, energii wiatrowej itp., a także bardziej wydajnych technologii magazynowania energii. Pomoże to zbudować bardziej ekologiczny, inteligentniejszy i bardziej zrównoważony system zasilania domu oraz będzie promować przyszły rozwój systemów DC dla całego domu.

STANDARYZACJA I WSPÓŁPRACA PRZEMYSŁOWA

Aby promować szersze zastosowanie systemów DC w całym domu, innym kierunkiem rozwoju jest wzmocnienie standaryzacji i współpracy przemysłowej. Ustanowienie globalnie zunifikowanych standardów i specyfikacji może zmniejszyć koszty projektowania i wdrażania systemu, poprawić kompatybilność sprzętu, a tym samym promować ekspansję rynku.

Ponadto współpraca przemysłowa jest również kluczowym czynnikiem w promowaniu rozwoju systemów DC dla całego domu. Uczestnicy we wszystkich aspektach, w tym budowniczowie, inżynierowie elektrycy, producenci sprzętu i dostawcy energii, muszą współpracować, aby utworzyć ekosystem przemysłowy pełnego łańcucha. Pomaga to rozwiązać kwestię kompatybilności urządzeń, poprawić stabilność systemu i napędzać innowacje technologiczne. Oczekuje się, że dzięki standaryzacji i współpracy przemysłowej systemy DC dla całego domu będą płynniej integrowane z głównymi budynkami i systemami zasilania oraz osiągną szersze zastosowania.

SPODSUMOWANIE

Whole-house DC to rozwijający się system dystrybucji energii, który w przeciwieństwie do tradycyjnych systemów AC, dostarcza prąd stały do ​​całego budynku, obejmując wszystko od oświetlenia po sprzęt elektroniczny. Systemy DC dla całego domu oferują pewne unikalne zalety w porównaniu z tradycyjnymi systemami pod względem efektywności energetycznej, integracji energii odnawialnej i kompatybilności sprzętu. Po pierwsze, poprzez redukcję kroków związanych z konwersją energii, systemy DC dla całego domu mogą poprawić efektywność energetyczną i zmniejszyć straty energii. Po drugie, zasilanie prądem stałym jest łatwiejsze do zintegrowania z urządzeniami wykorzystującymi energię odnawialną, takimi jak panele słoneczne, zapewniając bardziej zrównoważone rozwiązanie zasilania dla budynków. Ponadto w przypadku wielu urządzeń DC przyjęcie systemu DC dla całego domu może zmniejszyć straty konwersji energii i zwiększyć wydajność i żywotność sprzętu.

Obszary zastosowań systemów DC dla całego domu obejmują wiele dziedzin, w tym budynki mieszkalne, budynki komercyjne, zastosowania przemysłowe, systemy energii odnawialnej, transport elektryczny itp. W budynkach mieszkalnych systemy DC dla całego domu mogą być wykorzystywane do wydajnego zasilania oświetlenia i urządzeń, poprawiając efektywność energetyczną domu. W budynkach komercyjnych zasilanie prądem stałym urządzeń biurowych i systemów oświetleniowych pomaga zmniejszyć zużycie energii. W sektorze przemysłowym systemy DC dla całego domu mogą poprawić efektywność energetyczną urządzeń linii produkcyjnej. Wśród systemów energii odnawialnej systemy DC dla całego domu są łatwiejsze do zintegrowania z urządzeniami, takimi jak energia słoneczna i wiatrowa. W dziedzinie transportu elektrycznego systemy dystrybucji energii DC mogą być wykorzystywane do ładowania pojazdów elektrycznych w celu poprawy efektywności ładowania. Ciągła ekspansja tych obszarów zastosowań wskazuje, że systemy DC dla całego domu staną się w przyszłości realną i wydajną opcją w budynkach i systemach elektrycznych.

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