FORMÁLI
Fólk hefur komist langt frá því að rafmagn var uppgötvað til þess að það er mikið notað sem „rafmagn“ og „raforka“. Ein sú áberandi er „leiðardeilan“ milli riðstraums og jafnstraums. Aðalpersónurnar eru tveir samtíma snillingar, Edison og Tesla. Hins vegar er það sem er áhugavert að frá sjónarhóli sífellt nýrra manna á 21. öldinni er þessi „umræða“ hvorki alveg unnin né töpuð.

Þó að allt frá orkuframleiðslu til raforkukerfa sé í grundvallaratriðum „riðstraumur“, þá er jafnstraumur alls staðar í mörgum raftækjum og endabúnaði. Sérstaklega er það „heildar-jafnstraums“ raforkukerfislausnin, sem hefur notið mikilla vinsælda á undanförnum árum, sem sameinar IoT verkfræðitækni og gervigreind til að tryggja „snjallt heimilislíf“. Fylgdu Charging Head Network hér að neðan til að læra meira um hvað heildar-jafnstraumur er.

BAKGRUNNUR INNGANGUR

Jafnstraumur (e. Jafnstraumur, DC) er rafkerfi sem notar jafnstraum í heimilum og byggingum. Hugtakið „jafnstraumur fyrir allt húsið“ var lagt til í því samhengi að gallar hefðbundinna loftstraumskerfa hafa orðið sífellt augljósari og hugtakið um lága kolefnislosun og umhverfisvernd hefur fengið meiri og meiri athygli.

HEFÐBUNDIN LOFTKYNNINGARKERFI

Eins og er er algengasta raforkukerfið í heiminum riðstraumskerfið. Riðstraumskerfið er kerfi fyrir orkuflutning og dreifingu sem virkar út frá breytingum á straumflæði sem orsakast af víxlverkun rafmagns- og segulsviða. Hér eru helstu skrefin í því hvernig riðstraumskerfi virkar:

RafallUpphafspunktur raforkukerfis er rafall. Rafall er tæki sem breytir vélrænni orku í raforku. Grunnreglan er að mynda rafhreyfikraft með því að skera víra með snúningssegulsviði. Í riðstraumskerfum eru samstilltir rafalar venjulega notaðir og snúningshlutir þeirra eru knúnir áfram af vélrænni orku (eins og vatni, gasi, gufu o.s.frv.) til að mynda snúningssegulsvið.

RiðstraumsframleiðslaSnúningssegulsviðið í rafalnum veldur breytingum á rafhreyfikraftinum í rafleiðurum og myndar þannig riðstraum. Tíðni riðstraumsins er venjulega 50 Hz eða 60 Hz á sekúndu, allt eftir stöðlum raforkukerfa á mismunandi svæðum.

Uppfærsla spennubreytis: Riðstraumur fer í gegnum spennubreyta í rafleiðslum. Spennubreytir er tæki sem notar meginregluna um rafsegulfræðilega örvun til að breyta spennu rafstraums án þess að breyta tíðni hans. Í rafleiðslum er auðveldara að flytja háspennu riðstraum yfir langar vegalengdir vegna þess að það dregur úr orkutapi af völdum viðnáms.

Flutningur og dreifingHáspennu riðstraumur er fluttur til ýmissa staða í gegnum flutningslínur og síðan lækkaður með spennubreytum til að mæta þörfum mismunandi nota. Slík flutnings- og dreifikerfi gera kleift að flytja og nýta raforku á skilvirkan hátt milli mismunandi nota og staða.

Notkun riðstraumsEndanlegir notendur fá riðstraum til heimila, fyrirtækja og iðnaðarmannvirkja. Þar er riðstraumur notaður til að knýja fjölbreyttan búnað, þar á meðal lýsingu, rafmagnsofna, rafmótora, rafeindabúnað og fleira.

Almennt séð urðu riðstraumskerfi almenn í lok síðustu aldar vegna margra kosta eins og stöðugra og stjórnanlegra riðstraumskerfa og minni orkutaps á línunum. Hins vegar, með framþróun vísinda og tækni, hefur vandamálið með jafnvægishorn riðstraumskerfa orðið áberandi. Þróun raforkukerfa hefur leitt til þess að fjölmargar raforkutæki eins og afriðlar (sem breyta riðstraumi í jafnstraum) og inverterar (sem breyta jafnstraumi í riðstraum) hafa fæðst. Stjórntækni breytiloka hefur einnig náð mjög skýrum hraða og hraðinn við að slökkva á jafnstraumi er ekki minni en hjá riðstraumsrofum.

Þetta veldur því að margir gallar jafnstraumskerfisins hverfa smám saman og tæknilegur grunnur að jafnstraumi fyrir allt húsið er kominn á sinn stað.

EUMHVERFISVÆNT OG LÁGKOLVÍNSLOTANDI HUGMYND

Á undanförnum árum, með tilkomu hnattrænna loftslagsvandamála, sérstaklega gróðurhúsaáhrifa, hafa umhverfisverndarmál fengið sífellt meiri athygli. Þar sem heilhúsajafnvægi er betur samhæft við endurnýjanlegar orkukerfi, hefur það mjög framúrskarandi kosti í orkusparnaði og losunarlækkun. Þess vegna fær það sífellt meiri athygli.

Að auki getur jafnstraumskerfið sparað mikla notkun íhluta og efnis vegna „beint-í-beint“ rafrásarbyggingar sinnar og er einnig mjög í samræmi við hugmyndafræðina um „kolefnislítið og umhverfisvænt“.

HUGMYND UM GREIÐSLU FYRIR ALLT HEIM

Grunnurinn að notkun heildarhúss DC er notkun og efling heildarhússgreindar. Með öðrum orðum, notkun innanhúss DC-kerfa byggist í grundvallaratriðum á greind og er mikilvæg leið til að efla „heildarhússgreind“.

Snjallheimili vísar til þess að tengja saman ýmis heimilistæki, heimilistæki og kerfi með háþróaðri tækni og snjöllum kerfum til að ná fram miðlægri stjórnun, sjálfvirkni og fjarstýringu og bæta þannig þægindi, vellíðan og vellíðan heimilislífsins. Öryggi og orkunýtni.

GRUNNLEGAR

Innleiðingarreglur fyrir heilsteypt snjallkerfi fela í sér marga lykilþætti, þar á meðal skynjaratækni, snjalltæki, netsamskipti, snjallreiknirit og stjórnkerfi, notendaviðmót, öryggi og friðhelgi einkalífs, og uppfærslur og viðhald hugbúnaðar. Þessir þættir eru ræddir ítarlega hér að neðan.

Skynjaratækni

Grunnurinn að snjallkerfi fyrir allt húsið er fjölbreyttur fjöldi skynjara sem notaðir eru til að fylgjast með umhverfi heimilisins í rauntíma. Umhverfisskynjarar eru meðal annars hitastigs-, rakastigs-, ljós- og loftgæðaskynjarar til að nema aðstæður innandyra. Hreyfiskynjarar og segulskynjarar fyrir hurðir og glugga eru notaðir til að greina hreyfingar manna og stöðu hurða og glugga, sem veitir grunnupplýsingar fyrir öryggi og sjálfvirkni. Reyk- og gasskynjarar eru notaðir til að fylgjast með eldum og skaðlegum lofttegundum til að bæta öryggi heimilisins.

Snjalltæki

Ýmis snjalltæki mynda kjarnann í snjallkerfi alls heimilisins. Snjalllýsing, heimilistæki, hurðarlásar og myndavélar hafa öll aðgerðir sem hægt er að stjórna lítillega í gegnum internetið. Þessi tæki eru tengd við sameinað net með þráðlausri samskiptatækni (eins og Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee), sem gerir notendum kleift að stjórna og fylgjast með heimilistækjum í gegnum internetið hvenær og hvar sem er.

Fjarskipti

Tækin í snjallkerfinu fyrir allt húsið eru tengd saman í gegnum internetið til að mynda snjallt vistkerfi. Netsamskiptatækni tryggir að tæki geti unnið óaðfinnanlega saman og býður upp á þægindi fjarstýringar. Með skýjaþjónustu geta notendur fengið aðgang að kerfum heima hjá sér til að fylgjast með og stjórna stöðu tækjanna lítillega.

Greindar reiknirit og stjórnkerfi

Með því að nota gervigreind og vélanámsreiknirit getur snjallt kerfi fyrir allt húsið greint og unnið úr gögnum sem skynjarar safna á snjallan hátt. Þessir reiknirit gera kerfinu kleift að læra venjur notandans, aðlaga sjálfkrafa vinnustöðu tækisins og ná fram snjallri ákvarðanatöku og stjórnun. Stilling á áætluðum verkefnum og kveikjuskilyrðum gerir kerfinu kleift að framkvæma verkefni sjálfkrafa við ákveðnar aðstæður og bæta sjálfvirknistig kerfisins.

Notendaviðmót

Til að gera notendum kleift að stjórna snjallkerfinu fyrir allt húsið þægilegra er boðið upp á fjölbreytt notendaviðmót, þar á meðal snjalltæki, spjaldtölvur eða tölvuviðmót. Með þessum viðmótum geta notendur stjórnað og fylgst með heimilistækjum á þægilegan hátt frá fjarlægð. Að auki gerir raddstýring notendum kleift að stjórna snjalltækjum með raddskipunum í gegnum forrit raddaðstoðarmanna.

KOSTIR HEILHÚSSJÁLFSREITINGAR

Það eru margir kostir við að setja upp jafnstraumskerf í heimilum, sem má draga saman í þrjá þætti: mikil orkunýting, mikil samþætting endurnýjanlegrar orku og mikil samhæfni búnaðar.

SKILMÁL

Í fyrsta lagi, í innanhússrásum, er rafmagnsbúnaðurinn sem notaður er oft með lága spennu og jafnstraumur þarf ekki tíðar spennubreytingar. Að draga úr notkun spennubreyta getur dregið úr orkutapi á áhrifaríkan hátt.

Í öðru lagi er tap á vírum og leiðurum við flutning jafnstraums tiltölulega lítið. Þar sem viðnámstap jafnstraums breytist ekki með stefnu straumsins er hægt að stjórna því og draga úr því á skilvirkari hátt. Þetta gerir jafnstraumi kleift að sýna meiri orkunýtni í sumum tilteknum aðstæðum, svo sem við flutning raforku yfir stuttar vegalengdir og staðbundnar aflgjafarkerfi.

Að lokum, með þróun tækni, hafa nokkrir nýir rafeindabreytar og mótunartækni verið kynntar til sögunnar til að bæta orkunýtni jafnstraumskerfa. Skilvirkir rafeindabreytar geta dregið úr orkutapi og bætt enn frekar heildarorkunýtni jafnstraumskerfa.

SAMÞÆTTING ENDURNÝJANLEGRAR ORKU

Í snjallkerfi fyrir allt húsið verður endurnýjanleg orka einnig innleidd og breytt í raforku. Þetta getur ekki aðeins innleitt hugmyndina um umhverfisvernd, heldur einnig nýtt uppbyggingu og rými hússins til fulls til að tryggja orkuframboð. Aftur á móti er auðveldara að samþætta jafnstraumskerfi við endurnýjanlegar orkugjafa eins og sólarorku og vindorku.

SAMRÆMI TÆKJA

Jafnstraumskerfið er betur samhæft við rafmagnstæki innanhúss. Eins og er eru mörg tæki eins og LED ljós, loftkælingar o.s.frv. sjálf jafnstraumsdrif. Þetta þýðir að jafnstraumsrafhlöður eru auðveldari í að ná fram snjallri stjórnun og stjórnun. Með háþróaðri rafeindatækni er hægt að stjórna notkun jafnstraumsbúnaðar nákvæmar og ná fram snjallri orkustjórnun.

NOTKUNARSVÆÐI

Þeir fjölmörgu kostir sem nefndir eru við jafnstraumskerfið geta aðeins endurspeglast fullkomlega á sumum tilteknum sviðum. Þessi svið eru innanhússumhverfið, og þess vegna getur jafnstraumskerfi fyrir allt húsið notið sín í nútíma innanhússrýmum.

ÍBÚÐARHÚS

Í íbúðarhúsnæði geta jafnstraumskerfi fyrir allt húsið veitt skilvirka orku fyrir marga þætti rafbúnaðar. Lýsingarkerfi eru mikilvægt notkunarsvið. LED-lýsingarkerfi knúin jafnstraums geta dregið úr orkutapi og bætt orkunýtni.

Að auki er einnig hægt að nota jafnstraum til að knýja heimilistæki, svo sem tölvur, hleðslutæki fyrir farsíma o.s.frv. Þessi tæki eru sjálf jafnstraumstæki án viðbótar orkubreytingarskrefa.

VIÐSKIPTAHÚS

Skrifstofur og atvinnuhúsnæði í atvinnuhúsnæði geta einnig notið góðs af jafnstraumskerfum fyrir allt húsið. Jafnstraumsframleiðsla fyrir skrifstofubúnað og lýsingarkerfi hjálpar til við að bæta orkunýtni og draga úr orkusóun.

Sum tæki og búnaður í atvinnuhúsnæði, sérstaklega þau sem þurfa jafnstraum, geta einnig virkað skilvirkari og þar með bætt orkunýtni atvinnuhúsnæðis.

IÐNAÐARNOTKUN

Í iðnaði er hægt að nota jafnstraumskerfi fyrir allt húsið í framleiðslulínubúnaði og rafmagnsverkstæðum. Sum iðnaðarbúnaður notar jafnstraum. Notkun jafnstraums getur bætt orkunýtni og dregið úr orkusóun. Þetta er sérstaklega áberandi í notkun rafmagnstækja og verkstæðisbúnaðar.

Hleðslu- og orkugeymslukerfi fyrir rafknúin ökutæki

Í samgöngum er hægt að nota jafnstraumskerfi til að hlaða rafknúin ökutæki til að bæta hleðsluhagkvæmni. Að auki er einnig hægt að samþætta jafnstraumskerfi fyrir allt heimilið í rafhlöðuorkugeymslukerfi til að veita heimilum skilvirkar orkugeymslulausnir og bæta orkunýtni enn frekar.

UPPLÝSINGATÆKNI OG SAMSKIPTI

Á sviði upplýsingatækni og samskipta eru gagnaver og fjarskiptastöðvar kjörin notkunarsvið fyrir jafnstraumskerfi fyrir allt húsið. Þar sem mörg tæki og netþjónar í gagnaverum nota jafnstraum, hjálpa jafnstraumskerfi til við að bæta afköst alls gagnaversins. Á sama hátt geta fjarskiptastöðvar og búnaður einnig notað jafnstraum til að bæta orkunýtni kerfisins og draga úr ósjálfstæði gagnvart hefðbundnum raforkukerfum.

Íhlutir fyrir allt húsið með jafnstraumskerfi

Hvernig er þá jafnstraumskerfi fyrir allt húsið smíðað? Í stuttu máli má skipta jafnstraumskerfi fyrir allt húsið í fjóra hluta: jafnstraumsorkuframleiðslu, orkugeymslukerfi, jafnstraumsdreifikerfi og rafbúnað.

DC Orkugjafi

Í jafnstraumskerfi er upphafspunkturinn jafnstraumsgjafinn. Ólíkt hefðbundnu riðstraumskerfi treystir jafnstraumsgjafinn fyrir allt húsið almennt ekki alfarið á inverterinn til að breyta riðstraumi í jafnstraum, heldur velur utanaðkomandi endurnýjanlega orku. Sem eina eða aðal orkugjafa.

Til dæmis verður lag af sólarplötum lagt á útvegg byggingarinnar. Ljósið verður breytt í jafnstraum af spjöldunum og síðan geymt í jafnstraumsdreifikerfinu eða sent beint til tengibúnaðarins; það er einnig hægt að setja það upp á útvegg byggingarinnar eða herbergisins. Smíða skal litla vindmyllu ofan á og breyta henni í jafnstraum. Vindorka og sólarorka eru nú algengustu jafnstraumsaflgjafarnir. Það gætu verið fleiri í framtíðinni, en þær þurfa allar breyti til að breyta þeim í jafnstraum.

DC ORKUGEYMSLUNARKERFI

Almennt séð verður jafnstraumurinn sem myndast af jafnstraumsaflgjöfum ekki sendur beint til endabúnaðarins heldur geymdur í jafnstraumsorkugeymslukerfinu. Þegar búnaðurinn þarfnast rafmagns losnar straumurinn úr jafnstraumsorkugeymslukerfinu. Sjáðu til þess að rafmagn sé innandyra.

Jafnstraumsorkugeymslukerfið er eins og geymir sem tekur við raforku sem umbreytist frá jafnstraumsaflgjafanum og sendir raforku stöðugt til endabúnaðarins. Það er vert að nefna að þar sem jafnstraumsflutningurinn er á milli jafnstraumsaflgjafans og jafnstraumsorkugeymslukerfisins getur það dregið úr notkun á inverterum og mörgum tækjum, sem ekki aðeins dregur úr kostnaði við hönnun rafrása heldur bætir einnig stöðugleika kerfisins.

Þess vegna er DC-orkugeymslukerfi fyrir allt húsið nær DC-hleðslueiningu nýrra orkutækja en hefðbundið „DC-tengt sólarkerfi“.

Eins og sést á myndinni hér að ofan þarf hefðbundið „jafnstraums-tengt sólarkerfi“ að flytja straum til raforkukerfisins, þannig að það hefur viðbótar sólarorkubreytiseiningar, en „jafnstraums-tengt sólarkerfi“ með jafnstraumi fyrir allt húsið þarfnast ekki invertera og hvata. Spennubreytar og önnur tæki, mikil afköst og orka.

DC RAFDREIFIKERFI

Hjarta jafnstraumskerfis fyrir allt húsið er jafnstraumsdreifikerfið, sem gegnir mikilvægu hlutverki í húsi, byggingu eða annarri aðstöðu. Þetta kerfi ber ábyrgð á að dreifa rafmagni frá upptökunum til ýmissa endabúnaðar og tryggja þannig að allir hlutar hússins fái rafmagn.

ÁHRIF

Orkudreifing: Jafnstraumsdreifikerfið sér um að dreifa raforku frá orkugjöfum (eins og sólarplötum, orkugeymslukerfum o.s.frv.) til ýmissa raftækja á heimilinu, þar á meðal lýsingar, heimilistækja, rafeindabúnaðar o.s.frv.

Bæta orkunýtni: Með dreifingu jafnstraumsafls er hægt að draga úr orkutapi og þar með bæta orkunýtni alls kerfisins. Sérstaklega þegar rafmagn er samþætt jafnstraumsbúnaði og endurnýjanlegum orkugjöfum er hægt að nota það á skilvirkari hátt.

Styður jafnstraumstæki: Einn lykillinn að jafnstraumskerfi fyrir allt húsið er að styðja við aflgjafa jafnstraumstækja og forðast þannig orkutap við að breyta riðstraumi í jafnstraum.

STJÓRN

Jafnstraumsdreifitafla: Jafnstraumsdreifitafla er lykiltæki sem dreifir orku frá sólarsellum og orkugeymslukerfum til ýmissa rafrása og tækja í heimilinu. Hún inniheldur íhluti eins og jafnstraumsrofa og spennujöfnunarbúnað til að tryggja stöðuga og áreiðanlega dreifingu raforku.

Greindarstýringarkerfi: Til að ná fram greindri orkustjórnun og -stýringu eru jafnstraumskerfi fyrir allt húsið yfirleitt búin greindum stýrikerfum. Þetta getur falið í sér eiginleika eins og orkueftirlit, fjarstýringu og sjálfvirka stillingu á aðstæðum til að bæta heildarafköst kerfisins.

Jafnstraumsinnstungur og rofar: Til að vera samhæfðir við jafnstraumsbúnað þurfa innstungur og rofar á heimilinu að vera hannaðir með jafnstraumstengingum. Þessar innstungur og rofar geta verið notaðir með jafnstraumsbúnaði og tryggt öryggi og þægindi.

DC RAFBÚNAÐUR

Það er svo mikið af jafnstraumstækjum innanhúss að það er ómögulegt að telja þau öll upp hér, heldur er aðeins hægt að flokka þau gróflega. Áður en við förum þurfum við fyrst að skilja hvers konar búnaður þarfnast riðstraums og hvers konar jafnstraums. Almennt séð þurfa öflug raftæki hærri spennu og eru búin háþróuðum mótorum. Slík raftæki eru knúin áfram af riðstraumi, svo sem ísskápar, gamaldags loftkælingar, þvottavélar, eldavélarviftur o.s.frv.

Einnig eru til raftæki sem þurfa ekki öfluga mótora og nákvæmar samþættar rafrásir geta aðeins starfað við meðal- og lágspennu og notað jafnstraumsgjafa, svo sem sjónvörp, tölvur og segulbandstæki.

Að sjálfsögðu er þessi greinarmunur ekki mjög tæmandi. Nú á dögum er einnig hægt að knýja mörg öflug tæki með jafnstraumi. Til dæmis hafa komið fram breytilegar tíðni-jafnstraumsloftkælingar sem nota jafnstraumsmótora með hljóðlátari áhrifum og meiri orkusparnaði. Almennt séð fer lykillinn að því hvort rafbúnaðurinn er með riðstraumi eða jafnstraumi eftir innri uppbyggingu tækisins.

PRAKTÍSKT TILVIKI UM HEILHÚSIÐ DC

Hér eru nokkur dæmi um „heildar-jafnvægiskerfi“ frá öllum heimshornum. Þar má sjá að þessi dæmi eru í grundvallaratriðum kolefnislítil og umhverfisvæn lausn, sem sýnir að helsti drifkrafturinn á bak við „heildar-jafnvægiskerfi“ er enn hugmyndin um umhverfisvernd og að greindar jafnvægiskerfi eiga enn langt í land.

Núlllosunarhúsið í Svíþjóð

Nýtt orkubyggingarverkefni á sýningarsvæði Zhongguancun

Nýja orkubyggingarverkefnið í Zhongguancun er sýnikennsluverkefni sem stjórnvöld í Chaoyang-héraði í Peking í Kína standa að og miðar að því að efla grænar byggingar og notkun endurnýjanlegrar orku. Í þessu verkefni eru sumar byggingar með jafnstraumskerfi sem eru sameinuð sólarplötum og orkugeymslukerfum til að tryggja jafnstraumsframboð. Markmið þessarar tilraunar er að draga úr umhverfisáhrifum byggingarinnar og bæta orkunýtni með því að samþætta nýja orku og jafnstraumsframboð.

Sjálfbær orkuíbúðaverkefni fyrir Expo 2020 í Dúbaí, Sameinuðu arabísku furstadæmunum

Á sýningunni í Dúbaí árið 2020 sýndu nokkur verkefni fram á sjálfbæra orkunotkun heimila með endurnýjanlegri orku og jafnstraumskerfi fyrir allt húsið. Markmið þessara verkefna er að bæta orkunýtni með nýstárlegum orkulausnum.

Tilraunaverkefni um örnet með jafnstraumi í Japan

Í Japan hafa nokkur tilraunaverkefni með örneti hafið innleiðingu á jafnstraumskerfi fyrir allt húsið. Þessi kerfi eru knúin sólar- og vindorku, en jafnstraumur er einnig innleiddur fyrir heimilistæki og búnað innan heimilisins.

Orkumiðstöðin

Verkefnið, sem er samstarfsverkefni milli London South Bank University og National Physical Laboratory í Bretlandi, miðar að því að skapa orkusparandi heimili. Heimilið notar jafnstraum, ásamt sólarorkukerfum og orkugeymslukerfum, til að nýta orkuna á skilvirkan hátt.

RSAMTÖK UM EFNI IÐNAÐAR

Tækni heildarhúsnæðisgreindar hefur verið kynnt fyrir þér áður. Reyndar er tæknin studd af nokkrum iðnaðarsamtökum. Charging Head Network hefur talið upp viðeigandi samtök í greininni. Hér munum við kynna fyrir þér samtök sem tengjast heildarhúsjafnvægisstýringum.

HLAÐA 

FCA

FCA (Fast Charging Alliance), kínverska nafnið er „Guangdong Terminal Fast Charging Industry Association“. Guangdong Terminal Fast Charging Industry Association (hér eftir nefnd Terminal Fast Charging Industry Association) var stofnað árið 2021. Hraðhleðslutækni fyrir tengistöðvar er lykilgeta sem knýr áfram víðtæka notkun nýrrar kynslóðar rafrænnar upplýsingaiðnaðar (þar á meðal 5G og gervigreind). Í samræmi við alþjóðlega þróunarstefnu kolefnishlutleysis hjálpar hraðhleðslutækni tengistöðva til við að draga úr rafrænum úrgangi og orkusóun og ná fram grænni umhverfisvernd og sjálfbærri þróun iðnaðarins, sem færir hundruðum milljóna neytenda öruggari og áreiðanlegri hleðsluupplifun.

Til að flýta fyrir stöðlun og iðnvæðingu hraðhleðslutækni fyrir tengistöðvar tóku Upplýsinga- og samskiptatækniakademían, Huawei, OPPO, Vivo og Xiaomi forystuna í að hefja sameiginlegt átak allra aðila í iðnaðarkeðju hraðhleðslu fyrir tengistöðvar, svo sem heildarvélar, örgjörva, mælitækja, hleðslutækja og fylgihluta. Undirbúningur hefst í byrjun árs 2021. Stofnun samtakanna mun hjálpa til við að byggja upp hagsmunasamfélag í iðnaðarkeðjunni, skapa iðnaðargrunn fyrir hönnun, rannsóknir og þróun, framleiðslu, prófanir og vottun hraðhleðslu fyrir tengistöðvar, knýja áfram þróun kjarna rafeindaíhluta, almennra háþróaðra örgjörva, lykilgrunnefna og annarra sviða og leitast við að byggja upp fyrsta flokks tengistöðvar. Nýstárlegir iðnaðarklasar Kuaihong eru afar mikilvægir.

FCA kynnir aðallega UFCS staðalinn. Fullt nafn UFCS er Universal Fast Charging Specification og kínverska nafnið er Fusion Fast Charging Standard. Þetta er ný kynslóð samþættrar hraðhleðslu undir forystu Upplýsinga- og samskiptatækniakademíunnar, Huawei, OPPO, Vivo, Xiaomi og sameiginlegs átaks margra tengi-, örgjörvafyrirtækja og samstarfsaðila í greininni, svo sem Silicon Power, Rockchip, Lihui Technology og Angbao Electronics. Markmið samkomulagsins er að móta samþætta hraðhleðslustaðla fyrir farsíma, leysa vandamálið með ósamrýmanleika gagnkvæmrar hraðhleðslu og skapa hratt, öruggt og samhæft hleðsluumhverfi fyrir endanotendur.

Um þessar mundir hefur UFCS haldið aðra UFCS prófunarráðstefnuna þar sem „Forprófun á samræmisaðgerð aðildarfyrirtækja“ og „Samrýmanleikapróf fyrir framleiðendur skautanna“ voru framkvæmd. Með prófunum og samantektum sameinum við samtímis kenningu og framkvæmd, með það að markmiði að brjóta upp stöðu ósamrýmanleika hraðhleðslu, stuðla sameiginlega að heilbrigðri þróun hraðhleðslu skautanna og vinna með mörgum hágæða birgjum og þjónustuaðilum í iðnaðarkeðjunni til að stuðla sameiginlega að stöðlum fyrir hraðhleðslutækni. Framfarir iðnvæðingar UFCS.

USB-IF

Árið 1994 var alþjóðleg staðlasamtök, sem Intel og Microsoft stofnuðu, kölluð „USB-IF“ (fullt nafn: USB Implementers Forum), stofnað af hópi fyrirtækja sem þróuðu Universal Serial Bus forskriftina. USB-IF var stofnað til að veita stuðningssamtök og vettvang fyrir þróun og innleiðingu á Universal Serial Bus tækni. Vettvangurinn stuðlar að þróun hágæða samhæfðra USB jaðartækja (tækja) og kynnir kosti USB og gæði vara sem standast samræmisprófanir.ing.

Tækni sem USB-IF USB hefur hleypt af stokkunum hefur nú margar útgáfur af tækniforskriftum. Nýjasta útgáfan af tækniforskriftinni er USB4 2.0. Hámarkshraði þessa tæknistaðals hefur verið hækkaður í 80 Gbps. Hann tekur upp nýja gagnaarkitektúr, USB PD hraðhleðslustaðal, USB Type-C tengi og snúrustaðlar verða einnig uppfærðir samtímis.

WPC

Fullt nafn WPC er Wireless Power Consortium og kínverska nafnið er „Wireless Power Consortium“. Það var stofnað 17. desember 2008. Það er fyrsta staðlasamtökin í heiminum til að kynna þráðlausa hleðslutækni. Í maí 2023 voru 315 meðlimir WPC. Meðlimir bandalagsins vinna saman að sameiginlegu markmiði: að ná fullri samhæfni allra þráðlausra hleðslutækja og þráðlausra aflgjafa um allan heim. Í þessu skyni hafa þeir mótað margar forskriftir fyrir þráðlausa hraðhleðslutækni.

Þar sem þráðlaus hleðslutækni heldur áfram að þróast hefur notkunarsvið hennar stækkað frá handtækjum fyrir neytendur yfir á mörg ný svið, svo sem fartölvur, spjaldtölvur, dróna, vélmenni, Internet ökutækja og snjall þráðlaus eldhús. WPC hefur þróað og viðhaldið röð staðla fyrir fjölbreytt þráðlaus hleðsluforrit, þar á meðal:

Qi staðallinn fyrir snjallsíma og önnur flytjanleg tæki.

Þráðlausi staðallinn Ki fyrir eldhústæki styður hleðslu allt að 2200W.

Létt rafmagnsbílastaðallinn (LEV) gerir það hraðara, öruggara, snjallara og þægilegra að hlaða létt rafmagnsbíla eins og rafmagnshjól og vespur þráðlaust heima og á ferðinni.

Þráðlaus hleðslustaðall fyrir iðnaðarvélar fyrir örugga og þægilega þráðlausa orkuflutninga til að hlaða vélmenni, sjálfvirka ökutæki, dróna og aðrar sjálfvirkar iðnaðarvélar.

Nú eru yfir 9.000 Qi-vottaðar þráðlausar hleðsluvörur á markaðnum. WPC staðfestir öryggi, samvirkni og hentugleika vara í gegnum net sitt af óháðum, viðurkenndum prófunarstofum um allan heim.

SAMSKIPTI

Samstarfsaðilar

Samtökin Connectivity Standards Alliance (CSA) þróa, votta og kynna staðla fyrir snjallheimili. Forveri þeirra var Zigbee Alliance, stofnað árið 2002. Í október 2022 mun fjöldi meðlima bandalagsins ná yfir 200.

CSA býður upp á staðla, verkfæri og vottanir fyrir frumkvöðla á sviði hlutanna (IoT) til að gera hlutanna internet (Internet of Things) aðgengilegra, öruggara og nothæfara1. Samtökin eru tileinkuð því að skilgreina og auka vitund iðnaðarins og almenna þróun bestu starfshátta í öryggismálum fyrir skýjatölvur og næstu kynslóð stafrænnar tækni. CSA-IoT sameinar leiðandi fyrirtæki heims til að búa til og kynna sameiginlega opna staðla eins og Matter, Zigbee, IP, o.s.frv., sem og staðla á sviðum eins og vöruöryggi, gagnavernd, snjall aðgangsstýringu og fleira.

Zigbee er staðall fyrir IoT tengingar sem CSA bandalagið setti á markað. Þetta er þráðlaus samskiptaregla sem er hönnuð fyrir þráðlaus skynjaranet (WSN) og Internet hlutanna (IoT). Hún notar IEEE 802.15.4 staðalinn, starfar á 2,4 GHz tíðnisviðinu og leggur áherslu á lága orkunotkun, lága flækjustig og skammdræga samskipti. CSA bandalagið kynnti samskiptareglan og hefur verið mikið notuð í snjallheimilum, iðnaðarsjálfvirkni, heilbrigðisþjónustu og öðrum sviðum.

Eitt af hönnunarmarkmiðum Zigbee er að styðja við áreiðanlega samskipti milli fjölda tækja og viðhalda lágri orkunotkun. Það hentar fyrir tæki sem þurfa að keyra lengi og reiða sig á rafhlöðu, svo sem skynjarahnúta. Samskiptareglurnar hafa ýmsar uppröðunaraðferðir, þar á meðal stjörnu-, möskva- og klasatré-net, sem gerir þær aðlögunarhæfar að netum af mismunandi stærðum og þörfum.

Zigbee tæki geta sjálfkrafa myndað sjálfskipuleggjandi net, eru sveigjanleg og aðlögunarhæf og geta aðlagað sig á kraftmikinn hátt að breytingum á netkerfisuppbyggingu, svo sem viðbót eða fjarlægingu tækja. Þetta gerir Zigbee auðveldara í uppsetningu og viðhaldi í hagnýtum forritum. Í heildina býður Zigbee, sem opinn staðall fyrir þráðlaus samskiptareglur, upp á áreiðanlega lausn til að tengja og stjórna ýmsum IoT tækjum.

Bluetooth SIG

Árið 1996 ætluðu Ericsson, Nokia, Toshiba, IBM og Intel að stofna iðnaðarsamtök. Þessi samtök hétu „Bluetooth Technology Alliance“, einnig þekkt sem „Bluetooth SIG“. Þau þróuðu sameiginlega tækni fyrir þráðlausa tengingu með skammdrægri drægni. Þróunarteymið vonaðist til að þessi þráðlausa samskiptatækni gæti samræmt og sameinað vinnu á mismunandi iðnaðarsviðum, eins og Bluetooth King. Þess vegna var þessi tækni nefnd Bluetooth.

Bluetooth (Bluetooth-tækni) er staðall fyrir þráðlaus samskipti með litlum straumi og stuttum drægni, hentugur fyrir ýmsar tækjatengingar og gagnaflutning, með einfaldri pörun, fjölpunkta tengingu og grunnöryggiseiginleikum.

Bluetooth (Bluetooth-tækni) getur veitt þráðlausar tengingar fyrir tæki í húsinu og er mikilvægur hluti af þráðlausri samskiptatækni.

SPARKLINK SAMTÖKIN

Sparklink samtökin voru formlega stofnuð 22. september 2020. Spark bandalagið er iðnaðarbandalag sem hefur skuldbundið sig hnattvæðingu. Markmið þess er að efla nýsköpun og iðnaðarvistfræði nýrrar kynslóðar þráðlausrar skammdrægrar samskiptatækni SparkLink og að hrinda í framkvæmd ört vaxandi nýjum forritum eins og snjallbílum, snjallheimilum, snjallstöðvum og snjallframleiðslu, og uppfylla kröfur um mikla afköst. Eins og er eru yfir 140 meðlimir samtakanna.

Þráðlaus skammdræg fjarskiptatækni sem Sparklink samtökin kynna heitir SparkLink og kínverska nafnið er Star Flash. Tæknilegu eiginleikarnir eru afar lág seinkun og afar mikil áreiðanleiki. SparkLink byggir á afar stuttri rammabyggingu, Polar merkjamáli og HARQ endursendingarkerfi og getur náð 20,833 míkrósekúndum seinkun og 99,999% áreiðanleika.

WI-FÉg bandalag

Wi-Fi Alliance er alþjóðleg samtök sem samanstendur af fjölda tæknifyrirtækja sem hafa það að markmiði að efla og efla þróun, nýsköpun og stöðlun þráðlausrar nettækni. Samtökin voru stofnuð árið 1999. Meginmarkmið þeirra er að tryggja að Wi-Fi tæki frá mismunandi framleiðendum séu samhæf hvert öðru og þar með stuðla að vinsældum og notkun þráðlausra neta.

Wi-Fi tækni (Wireless Fidelity) er tækni sem aðallega er kynnt af Wi-Fi Alliance. Sem þráðlaus staðarnettækni er hún notuð til gagnaflutnings og samskipta milli rafeindatækja með þráðlausum merkjum. Hún gerir tækjum (eins og tölvum, snjallsímum, spjaldtölvum, snjalltækjum fyrir heimili o.s.frv.) kleift að skiptast á gögnum innan takmarkaðs sviðs án þess að þörf sé á líkamlegri tengingu.

Wi-Fi tækni notar útvarpsbylgjur til að koma á tengingum milli tækja. Þessi þráðlausa eðli útilokar þörfina fyrir líkamlegar tengingar, sem gerir tækjum kleift að hreyfa sig frjálslega innan ákveðins sviðs en viðhalda samt nettengingu. Wi-Fi tækni notar mismunandi tíðnisvið til að senda gögn. Algengustu tíðnisviðin eru 2,4 GHz og 5 GHz. Þessi tíðnisvið eru skipt í margar rásir þar sem tæki geta átt samskipti.

Hraði Wi-Fi tækni fer eftir stöðlum og tíðnisviði. Með sífelldri þróun tækni hefur hraði Wi-Fi smám saman aukist frá fyrstu hundruðum Kbps (kílóbita á sekúndu) upp í núverandi nokkra Gbps (gígabita á sekúndu). Mismunandi Wi-Fi staðlar (eins og 802.11n, 802.11ac, 802.11ax, o.s.frv.) styðja mismunandi hámarks flutningshraða. Að auki eru gagnaflutningar verndaðir með dulkóðun og öryggisreglum. Meðal þeirra eru WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) og WPA3 algengir dulkóðunarstaðlar sem notaðir eru til að vernda Wi-Fi net gegn óheimilum aðgangi og gagnaþjófnaði.

SSTAÐLUN OG BYGGINGARREGLUR

Helsta hindrunin í þróun jafnstraumskerfa fyrir allt húsið er skortur á alþjóðlega samræmdum stöðlum og byggingarreglugerðum. Hefðbundin rafmagnskerfi í byggingum ganga yfirleitt fyrir riðstraumi, þannig að jafnstraumskerfi fyrir allt húsið krefjast nýrra staðla í hönnun, uppsetningu og rekstri.

Skortur á stöðlun getur leitt til ósamrýmanleika milli mismunandi kerfa, aukið flækjustig við val og skipti á búnaði og getur einnig hindrað markaðsstærð og vinsældir. Skortur á aðlögunarhæfni að byggingarreglum er einnig áskorun, þar sem byggingariðnaðurinn byggir oft á hefðbundnum hönnunum á loftkælingarkerfum. Þess vegna gæti innleiðing á heilhúss jafnstraumskerfi krafist aðlögunar og endurskilgreiningar á byggingarreglum, sem mun taka tíma og samræmt átak.

EEFNAHAGSKOSTNAÐUR OG TÆKNISKIPTI

Uppsetning á jafnstraumskerfi fyrir allt húsið getur falið í sér hærri upphafskostnað, þar á meðal háþróaðri jafnstraumsbúnað, rafhlöðugeymslukerfi og jafnstraumstengd tæki. Þessi viðbótarkostnaður gæti verið ein af ástæðunum fyrir því að margir neytendur og byggingaraðilar hika við að taka upp jafnstraumskerfi fyrir allt húsið.

Að auki eru hefðbundnir búnaður og innviðir loftkælingar svo þroskaðir og útbreiddir að það að skipta yfir í jafnstraumskerfi fyrir allt húsið krefst umfangsmikillar tæknibreytinga, sem felur í sér endurhönnun rafmagnslagna, skipti á búnaði og þjálfun starfsfólks. Þessi breyting gæti leitt til aukinnar fjárfestingar og launakostnaðar fyrir núverandi byggingar og innviði, sem takmarkar hraðann sem hægt er að innleiða jafnstraumskerfi fyrir allt húsið.

DSAMRÆMI TÆKJA OG MARKAÐSAÐGANGUR

Jafnstraumskerfi fyrir allt heimilið þurfa að vera samhæfð við fleiri tæki á markaðnum til að tryggja að ýmis heimilistæki, lýsing og önnur tæki á heimilinu geti starfað vel. Eins og er eru mörg tæki á markaðnum ennþá byggð á riðstraumi og kynning á jafnstraumskerfum fyrir allt heimilið krefst samstarfs við framleiðendur og birgja til að kynna fleiri jafnstraumssamhæf tæki til að koma á markaðinn.

Einnig þarf að vinna með orkubirgjum og raforkukerfum til að tryggja skilvirka samþættingu endurnýjanlegrar orku og tengingu við hefðbundin raforkukerf. Vandamál varðandi samhæfni búnaðar og markaðsaðgang geta haft áhrif á útbreidda notkun á jafnstraumskerfum fyrir allt húsið, sem krefst meiri samstöðu og samvinnu innan iðnaðarkeðjunnar.

SSJÁLFBÆR OG SJÁLFBÆR

Ein af framtíðarþróunarstefnum fyrir heildarhúsajafnvægiskerfi er að leggja meiri áherslu á greind og sjálfbærni. Með því að samþætta snjöll stjórnkerfi geta heildarhúsajafnvægiskerfi fylgst nákvæmlega með og stjórnað orkunotkun, sem gerir kleift að sérsniðnar orkustjórnunaraðferðir. Þetta þýðir að kerfið getur aðlagað sig að eftirspurn heimila, rafmagnsverði og framboði á endurnýjanlegri orku til að hámarka orkunýtni og lækka orkukostnað.

Á sama tíma felur sjálfbær þróun á jafnstraumskerfum fyrir allt heimilið í sér samþættingu víðtækari endurnýjanlegra orkugjafa, þar á meðal sólarorku, vindorku o.s.frv., sem og skilvirkari orkugeymslutækni. Þetta mun hjálpa til við að byggja upp grænna, snjallara og sjálfbærara raforkukerfi fyrir heimili og stuðla að framtíðarþróun jafnstraumskerfa fyrir allt heimilið.

SSTAÐLUN OG IÐNAÐARSAMSTARF

Til að stuðla að víðtækari notkun á heildarjafnstraumskerfum er önnur þróunarstefna að efla stöðlun og iðnaðarsamvinnu. Að koma á fót alþjóðlega samræmdum stöðlum og forskriftum getur dregið úr kostnaði við hönnun og innleiðingu kerfa, bætt samhæfni búnaðar og þar með stuðlað að markaðsþenslu.

Auk þess er iðnaðarsamvinna einnig lykilþáttur í að efla þróun heildarjafnstraumskerfa. Þátttakendur úr öllum þáttum, þar á meðal byggingaraðilar, rafmagnsverkfræðingar, búnaðarframleiðendur og orkuveitur, þurfa að vinna saman að því að mynda heildstæða iðnaðarvistkerfi. Þetta hjálpar til við að leysa samhæfni tækja, bæta stöðugleika kerfa og knýja áfram tækninýjungar. Með stöðlun og iðnaðarsamvinnu er gert ráð fyrir að heildarjafnstraumskerfum verði betur samþætt almennum byggingum og raforkukerfi og nái víðtækari notkunarmöguleikum.

SUMMARY

Heilhúss jafnstraumskerfi er nýtt dreifikerfi fyrir rafmagn sem, ólíkt hefðbundnum riðstraumskerfum, dreifir jafnstraumi um alla bygginguna, allt frá lýsingu til rafeindabúnaðar. Heilhúss jafnstraumskerfi bjóða upp á einstaka kosti umfram hefðbundin kerfi hvað varðar orkunýtni, samþættingu endurnýjanlegrar orku og samhæfni búnaðar. Í fyrsta lagi, með því að fækka skrefunum sem taka þátt í orkubreytingu, geta heilhúss jafnstraumskerfi bætt orkunýtni og dregið úr orkusóun. Í öðru lagi er auðveldara að samþætta jafnstraum við endurnýjanlegan orkubúnað eins og sólarplötur, sem veitir sjálfbærari orkulausn fyrir byggingar. Að auki, fyrir mörg jafnstraumstæki, getur það að taka upp heilhúss jafnstraumskerfi dregið úr orkutapi og aukið afköst og líftíma búnaðarins.

Notkunarsvið heilhúsa-jafnstraumskerfa spanna mörg svið, þar á meðal íbúðarhúsnæði, atvinnuhúsnæði, iðnaðarnotkun, endurnýjanleg orkukerfi, rafknúin samgöngur o.s.frv. Í íbúðarhúsnæði er hægt að nota heilhúsa-jafnstraumskerfi til að knýja lýsingu og heimilistæki á skilvirkan hátt og bæta orkunýtni heimila. Í atvinnuhúsnæði hjálpar jafnstraumsframleiðsla fyrir skrifstofubúnað og lýsingarkerfi til við að draga úr orkunotkun. Í iðnaðargeiranum geta heilhúsa-jafnstraumskerfi bætt orkunýtni framleiðslulínubúnaðar. Meðal endurnýjanlegra orkukerfa er auðveldara að samþætta heilhúsa-jafnstraumskerfi við búnað eins og sólar- og vindorku. Á sviði rafknúinna samgangna er hægt að nota jafnstraumsraforkdreifikerfi til að hlaða rafknúin ökutæki til að bæta hleðslunýtni. Áframhaldandi útþensla þessara notkunarsviða bendir til þess að heilhúsa-jafnstraumskerfi muni verða raunhæfur og skilvirkur kostur í byggingum og rafkerfum í framtíðinni.

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