ПРЕДИСЛОВИЕ
Проделан долгий путь от открытия электричества до его широкого использования в качестве «электричества» и «электрической энергии». Один из самых ярких примеров — «спор о пути» между переменным и постоянным током. Главными действующими лицами являются два современных гения, Эдисон и Тесла. Однако интересно то, что с точки зрения новых и новых людей XXI века этот «спор» не является полностью выигранным или проигранным.

Хотя в настоящее время всё, от источников энергии до электрических транспортных систем, работает на переменном токе, постоянный ток присутствует повсюду во многих электроприборах и терминальном оборудовании. В частности, решение «система электропитания постоянного тока для всего дома», которое в последние годы пользуется всеобщей популярностью, сочетает в себе инженерные технологии Интернета вещей и искусственный интеллект, обеспечивая надежную гарантию «умной жизни в доме». Перейдите по ссылке ниже, чтобы узнать больше о том, что такое система электропитания постоянного тока для всего дома.

ВВЕДЕНИЕ

Система постоянного тока (DC) в домах — это электрическая система, использующая постоянный ток в жилых и строительных помещениях. Концепция «постоянного тока для всего дома» была предложена в контексте того, что недостатки традиционных систем переменного тока стали все более очевидными, а концепции низкоуглеродной экономики и защиты окружающей среды уделяется все больше внимания.

ТРАДИЦИОННАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

В настоящее время наиболее распространенной в мире системой электроснабжения является система переменного тока. Система переменного тока — это система передачи и распределения электроэнергии, работающая на основе изменений в потоке тока, вызванных взаимодействием электрических и магнитных полей. Вот основные этапы работы системы переменного тока:

ГенераторОтправной точкой энергосистемы является генератор. Генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. Основной принцип заключается в создании индуцированной электродвижущей силы путем перерезания проводов вращающимся магнитным полем. В системах переменного тока обычно используются синхронные генераторы, роторы которых приводятся в движение механической энергией (например, водой, газом, паром и т. д.) для создания вращающегося магнитного поля.

Генерация переменного токаВращающееся магнитное поле в генераторе вызывает изменения индуцированной электродвижущей силы в электрических проводниках, тем самым генерируя переменный ток. Частота переменного тока обычно составляет 50 или 60 Гц в секунду, в зависимости от стандартов энергосистемы в разных регионах.

Трансформаторное повышение напряжения: переменный ток проходит через трансформаторы в линиях электропередачи. Трансформатор — это устройство, использующее принцип электромагнитной индукции для изменения напряжения электрического тока без изменения его частоты. В процессе передачи электроэнергии высоковольтный переменный ток легче передавать на большие расстояния, поскольку это снижает потери энергии, вызванные сопротивлением.

Передача и распределениеВысоковольтный переменный ток передается в различные места по линиям электропередачи, а затем понижается с помощью трансформаторов для удовлетворения потребностей различных потребителей. Такие системы передачи и распределения позволяют эффективно передавать и использовать электрическую энергию между различными потребителями и местами.

Применение переменного токаНа стороне конечного потребителя переменный ток подается в дома, предприятия и промышленные объекты. В этих местах переменный ток используется для питания различного оборудования, включая осветительные приборы, электрические обогреватели, электродвигатели, электронное оборудование и многое другое.

В целом, системы переменного тока получили широкое распространение в конце прошлого века благодаря многочисленным преимуществам, таким как стабильные и управляемые системы переменного тока и низкие потери мощности в линиях. Однако с развитием науки и техники проблема баланса мощности в системах переменного тока стала особенно острой. Развитие энергетических систем привело к последовательному появлению множества силовых устройств, таких как выпрямители (преобразующие переменный ток в постоянный) и инверторы (преобразующие постоянный ток в переменный). Технология управления преобразовательными клапанами также достигла очень четкой стадии развития, и скорость отключения постоянного тока не уступает скорости отключения автоматических выключателей переменного тока.

Это позволяет постепенно устранить многие недостатки системы постоянного тока, и закладывается техническая основа для системы постоянного тока для всего дома.

EЭкологически чистая и низкоуглеродная концепция

В последние годы, с появлением глобальных климатических проблем, особенно парникового эффекта, вопросам охраны окружающей среды уделяется все больше внимания. Поскольку системы постоянного тока для всего дома лучше совместимы с возобновляемыми источниками энергии, они обладают значительными преимуществами в энергосбережении и сокращении выбросов. Поэтому им уделяется все больше внимания.

Кроме того, система постоянного тока позволяет значительно сэкономить компоненты и материалы благодаря своей «прямой» цепной структуре, а также полностью соответствует концепции «низкоуглеродной и экологически чистой» энергетики.

КОНЦЕПЦИЯ СИСТЕМЫ ИНТЕНСИВНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВСЕГО ДОМА

Основой для применения систем постоянного тока для всего дома является внедрение и продвижение интеллектуальных решений для всего дома. Другими словами, внутреннее применение систем постоянного тока в основном базируется на интеллектуальных решениях, и это важное средство для развития «интеллектуальных решений для всего дома».

«Умный дом» — это концепция объединения различных бытовых устройств, приборов и систем с помощью передовых технологий и интеллектуальных систем для достижения централизованного управления, автоматизации и удаленного мониторинга, что повышает удобство, комфорт и удобство домашней жизни, а также безопасность и энергоэффективность.

ОСНОВНОЙ

Принципы внедрения интеллектуальных систем для всего дома включают в себя множество ключевых аспектов, в том числе сенсорные технологии, интеллектуальные устройства, сетевые коммуникации, интеллектуальные алгоритмы и системы управления, пользовательские интерфейсы, защиту безопасности и конфиденциальности, а также обновления и техническое обслуживание программного обеспечения. Эти аспекты подробно рассматриваются ниже.

Сенсорные технологии

Основой интеллектуальной системы для всего дома является набор датчиков, используемых для мониторинга домашней среды в режиме реального времени. К датчикам окружающей среды относятся датчики температуры, влажности, освещенности и качества воздуха, позволяющие определять условия внутри помещения. Датчики движения, а также магнитные датчики дверей и окон используются для обнаружения движения людей и состояния дверей и окон, предоставляя базовые данные для обеспечения безопасности и автоматизации. Датчики дыма и газа используются для мониторинга пожаров и вредных газов с целью повышения безопасности дома.

Умное устройство

В основе системы «умный дом» лежат различные интеллектуальные устройства. Интеллектуальное освещение, бытовая техника, дверные замки и камеры — все они обладают функциями, которыми можно управлять удаленно через Интернет. Эти устройства подключены к единой сети с помощью беспроводных технологий связи (таких как Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee), что позволяет пользователям управлять и контролировать домашние устройства через Интернет в любое время и в любом месте.

Телекоммуникации

Устройства интеллектуальной системы управления всем домом соединены через Интернет, образуя интеллектуальную экосистему. Технология сетевой связи обеспечивает бесперебойную совместную работу устройств, а также удобство дистанционного управления. Благодаря облачным сервисам пользователи могут удаленно получать доступ к системам управления домом для мониторинга и дистанционного контроля состояния устройств.

Интеллектуальные алгоритмы и системы управления

Используя алгоритмы искусственного интеллекта и машинного обучения, интеллектуальная система управления домом может интеллектуально анализировать и обрабатывать данные, собранные датчиками. Эти алгоритмы позволяют системе изучать привычки пользователя, автоматически регулировать рабочее состояние устройства и осуществлять интеллектуальное принятие решений и управление. Настройка запланированных задач и условий запуска позволяет системе автоматически выполнять задачи в конкретных ситуациях и повышать уровень автоматизации.

Пользовательский интерфейс

Для более удобного управления интеллектуальной системой управления домом пользователям предлагается множество пользовательских интерфейсов, включая мобильные приложения, планшеты и компьютерные интерфейсы. Через эти интерфейсы пользователи могут удобно удаленно управлять домашними устройствами и контролировать их работу. Кроме того, голосовое управление позволяет пользователям управлять интеллектуальными устройствами с помощью голосовых команд через приложения голосовых помощников.

ПРЕИМУЩЕСТВА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВСЕГО ДОМА

Установка систем постоянного тока в домах имеет множество преимуществ, которые можно свести к трем аспектам: высокая эффективность передачи энергии, высокая степень интеграции возобновляемых источников энергии и высокая совместимость оборудования.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Во-первых, во внутренних электросетях часто используется низковольтное электрооборудование, а постоянный ток не требует частого преобразования напряжения. Сокращение использования трансформаторов позволяет эффективно снизить потери энергии.

Во-вторых, потери в проводниках и кабелях при передаче постоянного тока относительно невелики. Поскольку потери сопротивления постоянного тока не меняются в зависимости от направления тока, их можно более эффективно контролировать и снижать. Это позволяет постоянному току демонстрировать более высокую энергоэффективность в некоторых конкретных сценариях, таких как передача электроэнергии на короткие расстояния и системы локального электроснабжения.

Наконец, с развитием технологий были внедрены новые электронные преобразователи и технологии модуляции для повышения энергоэффективности систем постоянного тока. Эффективные электронные преобразователи позволяют снизить потери при преобразовании энергии и дополнительно повысить общую энергоэффективность систем электропитания постоянного тока.

ИНТЕГРАЦИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГИИ

В интеллектуальных системах управления всем домом возобновляемая энергия также будет внедряться и преобразовываться в электрическую. Это позволит не только реализовать концепцию защиты окружающей среды, но и максимально эффективно использовать пространство дома для обеспечения энергоснабжения. В отличие от этого, системы постоянного тока проще интегрировать с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная и ветровая энергия.

СОВМЕСТИМОСТЬ УСТРОЙСТВ

Система постоянного тока обладает лучшей совместимостью с внутренним электрооборудованием. В настоящее время многие устройства, такие как светодиодные светильники, кондиционеры и т. д., сами используют привод постоянного тока. Это означает, что в системах питания постоянного тока проще реализовать интеллектуальное управление. Благодаря передовым электронным технологиям можно более точно контролировать работу оборудования постоянного тока и осуществлять интеллектуальное управление энергопотреблением.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Упомянутые выше многочисленные преимущества системы постоянного тока могут в полной мере проявиться лишь в некоторых конкретных областях. К таким областям относится внутренняя среда, поэтому системы постоянного тока для всего дома особенно эффективны в современных помещениях.

ЖИЛОЙ ДОМ

В жилых зданиях системы постоянного тока для всего дома могут эффективно обеспечивать энергией многие электроприборы. Системы освещения являются важной областью применения. Светодиодные системы освещения, работающие от постоянного тока, могут снизить потери при преобразовании энергии и повысить энергоэффективность.

Кроме того, постоянный ток можно использовать для питания бытовых электронных устройств, таких как компьютеры, зарядные устройства для мобильных телефонов и т. д. Сами эти устройства являются устройствами, работающими на постоянном токе, без дополнительных этапов преобразования энергии.

КОММЕРЧЕСКОЕ ЗДАНИЕ

Офисы и коммерческие помещения в коммерческих зданиях также могут получить выгоду от использования систем постоянного тока для всего дома. Электропитание постоянного тока для офисного оборудования и систем освещения помогает повысить энергоэффективность и сократить потери энергии.

Некоторые коммерческие приборы и оборудование, особенно те, которые требуют питания постоянным током, также могут работать более эффективно, тем самым повышая общую энергоэффективность коммерческих зданий.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ

В промышленной сфере системы постоянного тока для всего дома могут применяться для оборудования производственных линий и электромастерских. Некоторое промышленное оборудование использует постоянный ток. Использование постоянного тока может повысить энергоэффективность и сократить потери энергии. Это особенно заметно при использовании электроинструментов и оборудования мастерских.

Системы зарядки и хранения энергии для электромобилей

В сфере транспорта системы постоянного тока могут использоваться для зарядки электромобилей, повышая эффективность зарядки. Кроме того, системы постоянного тока для всего дома могут быть интегрированы в системы хранения энергии на основе аккумуляторов, обеспечивая домохозяйства эффективными решениями для хранения энергии и дальнейшего повышения энергоэффективности.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СВЯЗЬ

В сфере информационных технологий и связи центры обработки данных и базовые станции связи являются идеальными сценариями применения систем постоянного тока для всего центра обработки данных. Поскольку многие устройства и серверы в центрах обработки данных используют постоянный ток, системы питания постоянным током помогают повысить производительность всего центра обработки данных. Аналогичным образом, базовые станции связи и оборудование также могут использовать постоянный ток для повышения энергоэффективности системы и снижения зависимости от традиционных систем электропитания.

Компоненты системы постоянного тока для всего дома

Итак, как же устроена система постоянного тока для всего дома? Вкратце, систему постоянного тока для всего дома можно разделить на четыре части: источник генерации постоянного тока, система накопления энергии, система распределения постоянного тока и электрооборудование.

DC ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

В системе постоянного тока отправной точкой является источник постоянного тока. В отличие от традиционной системы переменного тока, источник постоянного тока для всего дома, как правило, не полностью зависит от инвертора для преобразования переменного тока в постоянный, а выбирает внешние возобновляемые источники энергии в качестве единственного или основного источника энергии.

Например, на внешнюю стену здания будет уложен слой солнечных панелей. Свет будет преобразовываться панелями в постоянный ток, который затем будет накапливаться в системе распределения постоянного тока или напрямую передаваться на оконечное оборудование; их также можно установить на внешней стене здания или помещения. Сверху можно установить небольшую ветряную турбину и преобразовывать свет в постоянный. В настоящее время ветровая и солнечная энергия являются наиболее распространенными источниками постоянного тока. В будущем могут появиться и другие, но все они требуют преобразователей для преобразования их в постоянный ток.

DC СИСТЕМА НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ

В общем случае, постоянный ток, вырабатываемый источниками постоянного тока, не передается напрямую на оконечное оборудование, а накапливается в системе хранения энергии постоянного тока. Когда оборудованию требуется электроэнергия, ток высвобождается из системы хранения энергии постоянного тока. Это обеспечивает электропитание внутри помещений.

Система накопления энергии постоянного тока подобна резервуару, который принимает электрическую энергию, преобразованную из источника постоянного тока, и непрерывно подает ее на оконечное оборудование. Стоит отметить, что поскольку передача постоянного тока осуществляется между источником постоянного тока и системой накопления энергии постоянного тока, это позволяет сократить использование инверторов и множества других устройств, что не только снижает стоимость проектирования схемы, но и повышает стабильность системы.

Таким образом, система хранения энергии постоянного тока для всего дома ближе к модулю зарядки постоянным током электромобилей, чем традиционная «солнечная система с подключением постоянного тока».

Как показано на рисунке выше, традиционная «солнечная система с постоянным током» требует передачи тока в электросеть, поэтому в ней используются дополнительные солнечные инверторные модули, в то время как «солнечная система с постоянным током» для всего дома не требует инвертора, повышающего трансформатора и других устройств, что обеспечивает высокую эффективность и энергосбережение.

DC СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Сердцем системы постоянного тока для всего дома является система распределения постоянного тока, которая играет критически важную роль в доме, здании или другом сооружении. Эта система отвечает за распределение электроэнергии от источника к различным оконечным устройствам, обеспечивая электроснабжение всех частей дома.

ЭФФЕКТ

Распределение энергии: Система распределения постоянного тока отвечает за распределение электрической энергии от источников энергии (таких как солнечные батареи, системы хранения энергии и т. д.) к различному электрооборудованию в доме, включая освещение, бытовую технику, электронное оборудование и т. д.

Повышение энергоэффективности: Благодаря распределению постоянного тока можно снизить потери при преобразовании энергии, тем самым повысив энергоэффективность всей системы. Особенно при интеграции с оборудованием постоянного тока и возобновляемыми источниками энергии, электрическая энергия может использоваться более эффективно.

Поддержка устройств постоянного тока: Одним из ключевых моментов в системе электроснабжения постоянного тока для всего дома является обеспечение питания устройств постоянного тока, что позволяет избежать потерь энергии при преобразовании переменного тока в постоянный.

СОСТАВИТЬ

Распределительный щит постоянного тока: Распределительный щит постоянного тока — это ключевое устройство, распределяющее электроэнергию от солнечных батарей и систем хранения энергии по различным цепям и устройствам в доме. Он включает в себя такие компоненты, как автоматические выключатели постоянного тока и стабилизаторы напряжения, обеспечивающие стабильное и надежное распределение электроэнергии.

Интеллектуальная система управления: Для обеспечения интеллектуального управления и контроля энергопотребления, системы постоянного тока для всего дома обычно оснащаются интеллектуальными системами управления. Это может включать такие функции, как мониторинг энергопотребления, дистанционное управление и автоматическая настройка сценариев для повышения общей производительности системы.

Розетки и выключатели постоянного тока: Для совместимости с оборудованием постоянного тока розетки и выключатели в вашем доме должны быть рассчитаны на подключение постоянного тока. Такие розетки и выключатели можно использовать с оборудованием, работающим от постоянного тока, обеспечивая при этом безопасность и удобство.

DC ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

Существует так много бытовых приборов, работающих от постоянного тока, что перечислить их все здесь невозможно, но можно лишь приблизительно классифицировать. Прежде чем это сделать, необходимо понять, какие приборы работают от переменного тока, а какие — от постоянного. В целом, мощные электроприборы требуют более высокого напряжения и оснащены двигателями с высокой нагрузкой. Такие электроприборы работают от переменного тока, например, холодильники, старые кондиционеры, стиральные машины, вытяжки и т. д.

Также существует некоторое электрооборудование, не требующее мощных двигателей, для работы которого прецизионные интегральные схемы могут использоваться только при средних и низких напряжениях и питаться от постоянного тока, например, телевизоры, компьютеры и магнитофоны.

Конечно, приведенное выше различие не является исчерпывающим. В настоящее время многие мощные электроприборы также могут работать от постоянного тока. Например, появились кондиционеры с регулируемой частотой вращения, использующие двигатели постоянного тока, что обеспечивает более тихую работу и большую энергосбережение. В целом, определение того, работает ли электрооборудование от переменного или постоянного тока, зависит от внутренней структуры устройства.

PПрактическая ситуация с подключением постоянного тока ко всему дому.

Вот несколько примеров систем «всего дома с постоянным током» со всего мира. Как видно, эти решения, как правило, являются низкоуглеродными и экологически чистыми, что показывает, что основной движущей силой развития систем «всего дома с постоянным током» по-прежнему остается концепция защиты окружающей среды, и интеллектуальным системам постоянного тока еще предстоит пройти долгий путь.

Дом с нулевым уровнем выбросов в Швеции

Проект строительства нового энергетического здания в демонстрационной зоне Чжунгуаньцунь

Проект «Здание с возобновляемой энергией в Чжунгуаньцуне» — это демонстрационный проект, инициированный правительством района Чаоян города Пекин, Китай, направленный на продвижение экологически чистых зданий и использования возобновляемых источников энергии. В рамках этого проекта в некоторых зданиях используются системы постоянного тока для всего дома, которые сочетаются с солнечными панелями и системами хранения энергии для обеспечения электроснабжения постоянным током. Цель проекта — снизить воздействие здания на окружающую среду и повысить энергоэффективность за счет интеграции возобновляемых источников энергии и источников постоянного тока.

Проект энергоэффективного жилого комплекса для выставки Dubai Expo 2020, ОАЭ.

На выставке 2020 года в Дубае было представлено несколько проектов, демонстрирующих экологически чистые дома, использующие возобновляемые источники энергии и системы постоянного тока для всего дома. Цель этих проектов — повышение энергоэффективности за счет инновационных энергетических решений.

Экспериментальный проект микросети постоянного тока в Японии

В Японии в некоторых экспериментальных проектах микросетей начали внедрять системы постоянного тока для всего дома. Эти системы питаются от солнечной и ветровой энергии, обеспечивая при этом подачу постоянного тока к бытовой технике и оборудованию внутри дома.

Дом энергетического центра

Проект, являющийся результатом сотрудничества Лондонского университета Саут-Бэнк и Национальной физической лаборатории Великобритании, направлен на создание дома с нулевым энергопотреблением. В доме используется постоянный ток в сочетании с солнечными фотоэлектрическими системами и системами хранения энергии для эффективного энергосбережения.

RАССОЦИАЦИИ ПРЕДСТАВИТЕЛЬНЫХ ОТРАСЛЕЙ

Технология интеллектуального управления электроснабжением всего дома уже была представлена ​​вам ранее. Фактически, эта технология поддерживается рядом отраслевых ассоциаций. Сеть Charging Head Network собрала информацию о соответствующих ассоциациях в отрасли. Здесь мы познакомим вас с ассоциациями, связанными с интеллектуальным управлением электроснабжением всего дома.

ЗАРЯЖАТЬ 

FCA

FCA (Fast Charging Alliance), китайское название — «Ассоциация индустрии быстрой зарядки терминалов провинции Гуандун». Ассоциация индустрии быстрой зарядки терминалов провинции Гуандун (далее — Ассоциация индустрии быстрой зарядки терминалов) была основана в 2021 году. Технология быстрой зарядки терминалов является ключевой возможностью, которая стимулирует широкомасштабное применение нового поколения электронной информационной индустрии (включая 5G и искусственный интеллект). В условиях глобальной тенденции развития углеродной нейтральности быстрая зарядка терминалов помогает сократить количество электронных отходов и энергопотерь, а также обеспечить экологически чистую защиту окружающей среды и устойчивое развитие отрасли, предоставляя более безопасный и надежный опыт зарядки сотням миллионов потребителей.

Для ускорения стандартизации и индустриализации технологии быстрой зарядки терминалов Академия информационных и коммуникационных технологий, Huawei, OPPO, vivo и Xiaomi возглавили совместную работу со всеми участниками производственной цепочки быстрой зарядки терминалов, включая производителей комплектного оборудования, микросхем, приборов, зарядных устройств и аксессуаров. Подготовка начнётся в начале 2021 года. Создание ассоциации поможет сформировать сообщество заинтересованных сторон в производственной цепочке, создать промышленную базу для проектирования, исследований и разработок, производства, тестирования и сертификации устройств быстрой зарядки терминалов, стимулировать развитие основных электронных компонентов, высококачественных микросхем общего назначения, ключевых базовых материалов и других областей, а также стремиться к созданию инновационных промышленных кластеров мирового класса, имеющих жизненно важное значение.

FCA в основном продвигает стандарт UFCS. Полное название UFCS — Universal Fast Charging Specification (Универсальная спецификация быстрой зарядки), а его китайское название — Fusion Fast Charging Standard (Стандарт быстрой зарядки Fusion). Это новое поколение интегрированных протоколов быстрой зарядки, разработанное Академией информационных и коммуникационных технологий, Huawei, OPPO, vivo, Xiaomi, а также при совместных усилиях многих компаний-производителей терминалов, чипов и отраслевых партнеров, таких как Silicon Power, Rockchip, Lihui Technology и Angbao Electronics. Цель соглашения — разработка интегрированных стандартов быстрой зарядки для мобильных устройств, решение проблемы несовместимости взаимных протоколов быстрой зарядки и создание быстрой, безопасной и совместимой среды зарядки для конечных пользователей.

В настоящее время UFCS провела вторую конференцию по тестированию, в рамках которой завершились «Предварительное тестирование функций соответствия предприятий-членов» и «Тестирование совместимости с производителями терминалов». Благодаря тестированию и обмену опытом мы одновременно сочетаем теорию и практику, стремясь преодолеть ситуацию несовместимости быстрых зарядных устройств, совместно способствовать здоровому развитию технологий быстрой зарядки и сотрудничать со многими высококачественными поставщиками и поставщиками услуг в цепочке поставок для совместного продвижения стандартов технологии быстрой зарядки. Это свидетельствует о прогрессе индустриализации UFCS.

USB-IF

В 1994 году международная организация по стандартизации, созданная Intel и Microsoft и известная как «USB-IF» (полное название: USB Implementers Forum), является некоммерческой организацией, основанной группой компаний, разработавших спецификацию универсальной последовательной шины (USB). USB-IF была создана для поддержки разработки и внедрения технологии универсальной последовательной шины. Форум способствует разработке высококачественных совместимых USB-периферийных устройств и пропагандирует преимущества USB, а также качество продукции, прошедшей испытания на соответствие стандартам.нг.

Технология, представленная USB-IF, в настоящее время имеет несколько версий технических спецификаций. Последняя версия технических спецификаций — USB4 2.0. Максимальная скорость этого технического стандарта увеличена до 80 Гбит/с. В нем используется новая архитектура передачи данных, стандарт быстрой зарядки USB PD, а также одновременно обновляются стандарты интерфейса USB Type-C и кабелей.

WPC

Полное название WPC — Wireless Power Consortium, а его китайское название — «Wireless Power Consortium». Организация была основана 17 декабря 2008 года. Это первая в мире организация по стандартизации, продвигающая технологию беспроводной зарядки. По состоянию на май 2023 года в WPC насчитывалось 315 членов. Члены альянса сотрудничают с общей целью: добиться полной совместимости всех беспроводных зарядных устройств и источников беспроводного питания по всему миру. С этой целью они разработали множество спецификаций для технологии быстрой беспроводной зарядки.

По мере развития технологии беспроводной зарядки сфера ее применения расширилась от потребительских портативных устройств до множества новых областей, таких как ноутбуки, планшеты, дроны, роботы, Интернет вещей и «умные» беспроводные кухни. WPC разработала и поддерживает ряд стандартов для различных приложений беспроводной зарядки, включая:

Стандарт Qi для смартфонов и других портативных мобильных устройств.

Стандарт беспроводной зарядки Ki для кухонной техники поддерживает мощность зарядки до 2200 Вт.

Стандарт для легких электромобилей (LEV) делает беспроводную зарядку легких электромобилей, таких как электровелосипеды и скутеры, быстрее, безопаснее, интеллектуальнее и удобнее как дома, так и в дороге.

Стандарт беспроводной промышленной зарядки, обеспечивающий безопасную и удобную беспроводную передачу энергии для зарядки роботов, автоматизированных транспортных средств, дронов и другого оборудования промышленной автоматизации.

В настоящее время на рынке представлено более 9000 устройств беспроводной зарядки, сертифицированных по стандарту Qi. WPC проверяет безопасность, совместимость и пригодность продукции через свою сеть независимых авторизованных испытательных лабораторий по всему миру.

КОММУНИКАЦИЯ

CSA

Альянс стандартов подключения (CSA) — это организация, которая разрабатывает, сертифицирует и продвигает стандарты для умного дома. Его предшественником является альянс Zigbee, основанный в 2002 году. В октябре 2022 года число компаний-членов альянса достигнет более 200.

CSA предоставляет стандарты, инструменты и сертификаты для новаторов в области Интернета вещей, чтобы сделать Интернет вещей более доступным, безопасным и удобным в использовании¹. Организация занимается определением и повышением осведомленности отрасли, а также общим развитием передовых методов обеспечения безопасности облачных вычислений и цифровых технологий следующего поколения. CSA-IoT объединяет ведущие мировые компании для создания и продвижения общих открытых стандартов, таких как Matter, Zigbee, IP и т. д., а также стандартов в таких областях, как безопасность продукции, конфиденциальность данных, интеллектуальный контроль доступа и многое другое.

Zigbee — это стандарт подключения для Интернета вещей (IoT), разработанный альянсом CSA. Это беспроводной протокол связи, предназначенный для беспроводных сенсорных сетей (WSN) и приложений Интернета вещей (IoT). Он использует стандарт IEEE 802.15.4, работает в диапазоне частот 2,4 ГГц и ориентирован на низкое энергопотребление, низкую сложность и связь на малых расстояниях. Протокол, продвигаемый альянсом CSA, широко используется в умных домах, промышленной автоматизации, здравоохранении и других областях.

Одна из целей разработки Zigbee — обеспечение надежной связи между большим количеством устройств при сохранении низкого уровня энергопотребления. Он подходит для устройств, которым необходимо работать длительное время и которые зависят от батареи, например, для сенсорных узлов. Протокол имеет различные топологии, включая звездообразную, ячеистую и кластерную древовидную, что делает его адаптируемым к сетям разных размеров и потребностей.

Устройства Zigbee способны автоматически формировать самоорганизующиеся сети, отличаются гибкостью и адаптивностью, а также могут динамически реагировать на изменения топологии сети, такие как добавление или удаление устройств. Это упрощает развертывание и обслуживание Zigbee в практических приложениях. В целом, Zigbee, как открытый стандартный протокол беспроводной связи, предоставляет надежное решение для подключения и управления различными устройствами IoT.

Bluetooth SIG

В 1996 году компании Ericsson, Nokia, Toshiba, IBM и Intel запланировали создание отраслевой ассоциации. Эта организация получила название «Альянс технологий Bluetooth», или «Bluetooth SIG». Они совместно разработали технологию беспроводной связи ближнего радиуса действия. Команда разработчиков надеялась, что эта технология беспроводной связи сможет координировать и объединять работу в различных отраслях промышленности, подобно «королю Bluetooth». Поэтому эта технология получила название Bluetooth.

Bluetooth (технология Bluetooth) — это стандарт беспроводной связи ближнего действия с низким энергопотреблением, подходящий для подключения различных устройств и передачи данных, отличающийся простым сопряжением, многоточечным соединением и базовыми функциями безопасности.

Технология Bluetooth (Bluetooth) обеспечивает беспроводное соединение для устройств в доме и является важной частью технологий беспроводной связи.

Ассоциация SPARKLINK

22 сентября 2020 года была официально создана Ассоциация Sparklink. Альянс Spark — это отраслевой альянс, ориентированный на глобализацию. Его цель — продвижение инноваций и промышленной экологии нового поколения беспроводных технологий ближней связи SparkLink, а также реализация быстро развивающихся новых сценариев применения, таких как умные автомобили, умные дома, умные терминалы и умное производство, и удовлетворение потребностей в экстремальных требованиях к производительности. В настоящее время ассоциация насчитывает более 140 членов.

Технология беспроводной связи ближнего радиуса действия, продвигаемая ассоциацией Sparklink, называется SparkLink, а её китайское название — Star Flash. Технические характеристики включают сверхнизкую задержку и сверхвысокую надёжность. Благодаря использованию сверхкороткой структуры кадра, полярного кодека и механизма повторной передачи HARQ, SparkLink обеспечивает задержку в 20,833 микросекунды и надёжность 99,999%.

WI-FАЛЬЯНС

Альянс Wi-Fi — это международная организация, объединяющая ряд технологических компаний, которая занимается продвижением и развитием, инновациями и стандартизацией беспроводных сетевых технологий. Организация была основана в 1999 году. Ее главная цель — обеспечить совместимость устройств Wi-Fi, выпускаемых различными производителями, тем самым способствуя популяризации и использованию беспроводных сетей.

Технология Wi-Fi (Wireless Fidelity) — это технология, в основном продвигаемая альянсом Wi-Fi Alliance. Как технология беспроводной локальной сети, она используется для передачи данных и связи между электронными устройствами посредством беспроводных сигналов. Она позволяет устройствам (таким как компьютеры, смартфоны, планшеты, устройства умного дома и т. д.) обмениваться данными в ограниченном радиусе без необходимости физического соединения.

Технология Wi-Fi использует радиоволны для установления связи между устройствами. Беспроводная природа этой технологии устраняет необходимость в физических соединениях, позволяя устройствам свободно перемещаться в пределах зоны действия, сохраняя при этом сетевое соединение. Технология Wi-Fi использует различные частотные диапазоны для передачи данных. Наиболее часто используемые частотные диапазоны включают 2,4 ГГц и 5 ГГц. Эти частотные диапазоны разделены на несколько каналов, по которым устройства могут обмениваться данными.

Скорость технологии Wi-Fi зависит от стандарта и частотного диапазона. С непрерывным развитием технологий скорость Wi-Fi постепенно увеличивалась от первых сотен килобит в секунду (кбит/с) до современных нескольких гигабит в секунду (Гбит/с). Различные стандарты Wi-Fi (такие как 802.11n, 802.11ac, 802.11ax и др.) поддерживают разные максимальные скорости передачи данных. Кроме того, передача данных защищена с помощью шифрования и протоколов безопасности. Среди них WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) и WPA3 являются распространенными стандартами шифрования, используемыми для защиты сетей Wi-Fi от несанкционированного доступа и кражи данных.

SСТАНДАРТИЗАЦИЯ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

Одной из главных проблем в разработке систем постоянного тока для всего дома является отсутствие единых глобальных стандартов и строительных норм. Традиционные электросистемы зданий обычно работают на переменном токе, поэтому для систем постоянного тока для всего дома требуется новый набор стандартов в проектировании, монтаже и эксплуатации.

Отсутствие стандартизации может привести к несовместимости различных систем, усложнить выбор и замену оборудования, а также затруднить масштабирование рынка и его распространение. Несоответствие строительным нормам также является проблемой, поскольку строительная отрасль часто основана на традиционных проектах с переменным током. Поэтому внедрение системы постоянного тока для всего дома может потребовать корректировки и пересмотра строительных норм, что займет время и потребует согласованных усилий.

EЭкономические издержки и переход на новые технологии

Внедрение системы постоянного тока для всего дома может повлечь за собой более высокие первоначальные затраты, включая более совершенное оборудование для постоянного тока, системы хранения энергии на основе батарей и электроприборы, адаптированные для работы с постоянным током. Эти дополнительные затраты могут быть одной из причин, по которой многие потребители и застройщики не решаются на внедрение систем постоянного тока для всего дома.

Кроме того, традиционное оборудование и инфраструктура переменного тока настолько зрелы и распространены, что переход на систему постоянного тока для всего дома требует масштабной технологической модернизации, включающей перепроектирование электрической схемы, замену оборудования и обучение персонала. Этот переход может повлечь за собой дополнительные инвестиционные и трудовые затраты для существующих зданий и инфраструктуры, ограничивая темпы внедрения систем постоянного тока для всего дома.

DСОВМЕСТИМОСТЬ УСТРОЙСТВ И ДОСТУП К РЫНКУ

Для обеспечения бесперебойной работы различных бытовых приборов, освещения и других устройств в доме системам постоянного тока для всего дома необходимо обеспечить совместимость с большим количеством устройств, представленных на рынке. В настоящее время многие устройства на рынке по-прежнему работают на переменном токе, и для продвижения систем постоянного тока для всего дома необходимо сотрудничество с производителями и поставщиками для увеличения количества совместимых с постоянным током устройств, которые могут появиться на рынке.

Также необходимо сотрудничать с поставщиками энергии и электросетями для обеспечения эффективной интеграции возобновляемых источников энергии и их подключения к традиционным сетям. Вопросы совместимости оборудования и доступа на рынок могут повлиять на широкое применение систем постоянного тока для всего дома, что потребует большего консенсуса и сотрудничества в цепочке поставок.

SУМНЫЙ И УСТОЙЧИВЫЙ

Одно из перспективных направлений развития систем постоянного тока для всего дома — уделение большего внимания интеллектуальным функциям и экологичности. Благодаря интеграции интеллектуальных систем управления, системы постоянного тока для всего дома могут более точно отслеживать и регулировать потребление электроэнергии, что позволяет разрабатывать индивидуальные стратегии энергосбережения. Это означает, что система может динамически адаптироваться к потребностям домохозяйства, ценам на электроэнергию и доступности возобновляемых источников энергии, чтобы максимизировать энергоэффективность и снизить затраты на электроэнергию.

В то же время, устойчивое развитие систем электроснабжения постоянного тока для всего дома предполагает интеграцию более широкого круга возобновляемых источников энергии, включая солнечную энергию, энергию ветра и т. д., а также более эффективные технологии хранения энергии. Это поможет создать более экологичную, интеллектуальную и устойчивую систему электроснабжения дома и будет способствовать дальнейшему развитию систем электроснабжения постоянного тока для всего дома.

SСТАНДАРТИЗАЦИЯ И ПРОМЫШЛЕННОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО

Для содействия более широкому применению систем постоянного тока для всего дома еще одним направлением развития является укрепление стандартизации и промышленного сотрудничества. Установление единых глобальных стандартов и спецификаций может снизить затраты на проектирование и внедрение систем, улучшить совместимость оборудования и тем самым способствовать расширению рынка.

Кроме того, ключевым фактором в развитии систем постоянного тока для всего дома является также промышленное сотрудничество. Участники всех направлений, включая строителей, инженеров-электриков, производителей оборудования и поставщиков энергии, должны работать вместе, чтобы сформировать полноценную промышленную экосистему. Это помогает решить проблемы совместимости устройств, повысить стабильность системы и стимулировать технологические инновации. Ожидается, что благодаря стандартизации и промышленному сотрудничеству системы постоянного тока для всего дома будут более плавно интегрированы в основные здания и энергетические системы и получат более широкое применение.

SКРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ

Системы распределения постоянного тока для всего дома — это новая технология, которая, в отличие от традиционных систем переменного тока, подает постоянный ток на все здание, охватывая все — от освещения до электронного оборудования. Системы распределения постоянного тока для всего дома обладают рядом уникальных преимуществ перед традиционными системами с точки зрения энергоэффективности, интеграции возобновляемых источников энергии и совместимости оборудования. Во-первых, за счет сокращения этапов преобразования энергии системы распределения постоянного тока для всего дома могут повысить энергоэффективность и уменьшить потери энергии. Во-вторых, постоянный ток проще интегрировать с оборудованием для возобновляемой энергетики, таким как солнечные панели, что обеспечивает более устойчивое решение для электроснабжения зданий. Кроме того, для многих устройств постоянного тока внедрение системы распределения постоянного тока для всего дома может снизить потери энергии при преобразовании и повысить производительность и срок службы оборудования.

Области применения систем постоянного тока для всего дома охватывают множество сфер, включая жилые здания, коммерческие здания, промышленные объекты, системы возобновляемой энергии, электротранспорт и т. д. В жилых зданиях системы постоянного тока для всего дома могут использоваться для эффективного питания освещения и бытовой техники, повышая энергоэффективность дома. В коммерческих зданиях электропитание постоянного тока для офисного оборудования и систем освещения помогает снизить энергопотребление. В промышленном секторе системы постоянного тока для всего дома могут повысить энергоэффективность оборудования производственных линий. Среди систем возобновляемой энергии системы постоянного тока для всего дома проще интегрировать с таким оборудованием, как солнечная и ветровая энергия. В области электротранспорта системы распределения постоянного тока могут использоваться для зарядки электромобилей, повышая эффективность зарядки. Постоянное расширение этих областей применения указывает на то, что системы постоянного тока для всего дома станут жизнеспособным и эффективным вариантом в зданиях и электросистемах в будущем.

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