VORWORT
Von der Entdeckung der Elektrizität bis hin zur breiten Nutzung als „Elektrizität“ und „elektrische Energie“ haben die Menschen einen langen Weg zurückgelegt. Einer der auffälligsten ist der „Streckenstreit“ zwischen AC und DC. Die Protagonisten sind zwei zeitgenössische Genies, Edison und Tesla. Interessant ist jedoch, dass diese „Debatte“ aus der Perspektive immer neuer Menschen im 21. Jahrhundert weder vollständig gewonnen noch verloren ist.

Obwohl derzeit alles, von Stromerzeugungsquellen bis hin zu elektrischen Transportsystemen, grundsätzlich mit „Wechselstrom“ betrieben wird, ist Gleichstrom in vielen Elektrogeräten und Endgeräten allgegenwärtig. Insbesondere die in den letzten Jahren von allen favorisierte „Ganzhaus-Gleichstrom“-Stromversorgungslösung kombiniert IoT-Engineering-Technologie und künstliche Intelligenz und bietet so einen starken Garanten für das „Smart-Home-Leben“. Folgen Sie dem Charging Head Network unten, um mehr darüber zu erfahren, was Gleichstrom für das ganze Haus ist.

HINTERGRUNDEINFÜHRUNG

Gleichstrom (DC) im gesamten Haus ist ein elektrisches System, das in Häusern und Gebäuden Gleichstrom nutzt. Das Konzept des „Ganzhaus-Gleichstroms“ wurde vor dem Hintergrund vorgeschlagen, dass die Mängel herkömmlicher Wechselstromsysteme immer offensichtlicher werden und dem Konzept des CO2-armen und Umweltschutzes immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt wird.

TRADITIONELLES AC-SYSTEM

Das derzeit weltweit am weitesten verbreitete Energiesystem ist das Wechselstromsystem. Das Wechselstromsystem ist ein System zur Energieübertragung und -verteilung, das auf Änderungen des Stromflusses basiert, die durch die Wechselwirkung elektrischer und magnetischer Felder verursacht werden. Hier sind die wichtigsten Schritte zur Funktionsweise eines AC-Systems:

Generator: Der Ausgangspunkt eines Energiesystems ist der Generator. Ein Generator ist ein Gerät, das mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Das Grundprinzip besteht darin, durch Schneiden von Drähten mit einem rotierenden Magnetfeld eine induzierte elektromotorische Kraft zu erzeugen. In Wechselstromsystemen werden üblicherweise Synchrongeneratoren verwendet, deren Rotoren durch mechanische Energie (wie Wasser, Gas, Dampf usw.) angetrieben werden, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen.

Wechselstromgeneration: Das rotierende Magnetfeld im Generator verursacht Änderungen der induzierten elektromotorischen Kraft in den elektrischen Leitern und erzeugt dadurch Wechselstrom. Die Frequenz des Wechselstroms beträgt normalerweise 50 Hz oder 60 Hz pro Sekunde, abhängig von den Stromnetzstandards in den verschiedenen Regionen.

Transformator-Aufwärtstransformator: Wechselstrom fließt durch Transformatoren in Stromübertragungsleitungen. Ein Transformator ist ein Gerät, das das Prinzip der elektromagnetischen Induktion nutzt, um die Spannung eines elektrischen Stroms zu ändern, ohne seine Frequenz zu ändern. Bei der Stromübertragung lässt sich Hochspannungswechselstrom leichter über große Entfernungen übertragen, da er den durch Widerstand verursachten Energieverlust verringert.

Übertragung und Verteilung: Hochspannungswechselstrom wird über Übertragungsleitungen an verschiedene Orte übertragen und dann über Transformatoren heruntertransformiert, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden. Solche Übertragungs- und Verteilungssysteme ermöglichen die effiziente Übertragung und Nutzung elektrischer Energie zwischen verschiedenen Nutzungen und Standorten.

Anwendungen von Wechselstrom: Auf der Endverbraucherseite wird Wechselstrom an Haushalte, Unternehmen und Industrieanlagen geliefert. An diesen Orten wird Wechselstrom verwendet, um eine Vielzahl von Geräten anzutreiben, darunter Beleuchtung, elektrische Heizungen, Elektromotoren, elektronische Geräte und mehr.

Im Allgemeinen haben sich Wechselstromsysteme Ende des letzten Jahrhunderts aufgrund vieler Vorteile wie stabiler und steuerbarer Wechselstromsysteme und geringerer Leistungsverluste auf den Leitungen durchgesetzt. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie ist jedoch das Problem der Leistungswinkelbalance von Wechselstromsystemen akut geworden. Die Entwicklung von Stromversorgungssystemen hat zur sukzessiven Entwicklung vieler Stromversorgungsgeräte wie Gleichrichter (Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom) und Wechselrichter (Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom) geführt. geboren. Auch die Steuerungstechnik von Stromrichterventilen hat ein sehr klares Stadium erreicht, und die Geschwindigkeit der Gleichstromabschaltung ist nicht geringer als die von Wechselstrom-Leistungsschaltern.

Dadurch verschwinden nach und nach viele Mängel des Gleichstromsystems und die technische Grundlage für die Ganzhaus-Gleichstromversorgung ist geschaffen.

EUMWELTFREUNDLICHES UND CO2-ARMES KONZEPT

In den letzten Jahren, mit dem Aufkommen globaler Klimaprobleme, insbesondere des Treibhauseffekts, haben Fragen des Umweltschutzes immer mehr Aufmerksamkeit erhalten. Da Gleichstrom für das ganze Haus besser mit erneuerbaren Energiesystemen kompatibel ist, bietet er ganz herausragende Vorteile bei der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung. Es erhält also immer mehr Aufmerksamkeit.

Darüber hinaus kann das Gleichstromsystem aufgrund seiner „Direkt-zu-Direkt“-Schaltungsstruktur viele Komponenten und Materialien einsparen und steht auch sehr im Einklang mit dem Konzept „kohlenstoffarm und umweltfreundlich“.

INTELLIGENZKONZEPT FÜR DAS GANZE HAUS

Grundlage für den Einsatz hausübergreifender DC ist die Anwendung und Förderung hausübergreifender Intelligenz. Mit anderen Worten: Die Innenanwendung von DC-Systemen basiert im Wesentlichen auf Intelligenz und ist ein wichtiges Mittel, um „Intelligenz für das ganze Haus“ zu ermöglichen.

Smart Home bezieht sich auf die Verbindung verschiedener Heimgeräte, Geräte und Systeme durch fortschrittliche Technologie und intelligente Systeme, um eine zentrale Steuerung, Automatisierung und Fernüberwachung zu erreichen und so den Komfort, die Behaglichkeit und die Bequemlichkeit des häuslichen Lebens zu verbessern. Sicherheit und Energieeffizienz.

GRUNDLEGEND

Die Implementierungsprinzipien intelligenter Systeme für das ganze Haus umfassen viele Schlüsselaspekte, darunter Sensortechnologie, intelligente Geräte, Netzwerkkommunikation, intelligente Algorithmen und Steuerungssysteme, Benutzeroberflächen, Sicherheit und Datenschutz sowie Software-Updates und -Wartung. Auf diese Aspekte wird im Folgenden ausführlich eingegangen.

Sensorik

Die Grundlage eines intelligenten Systems für das ganze Haus sind verschiedene Sensoren, mit denen die häusliche Umgebung in Echtzeit überwacht wird. Zu den Umweltsensoren gehören Temperatur-, Feuchtigkeits-, Licht- und Luftqualitätssensoren zur Erfassung der Innenraumbedingungen. Bewegungssensoren und Magnetsensoren für Türen und Fenster werden verwendet, um menschliche Bewegungen sowie den Tür- und Fensterstatus zu erkennen und grundlegende Daten für Sicherheit und Automatisierung bereitzustellen. Rauch- und Gassensoren werden zur Überwachung von Bränden und schädlichen Gasen eingesetzt, um die Sicherheit zu Hause zu verbessern.

Intelligentes Gerät

Verschiedene Smart-Geräte bilden den Kern des Smart-Systems für das ganze Haus. Intelligente Beleuchtung, Haushaltsgeräte, Türschlösser und Kameras verfügen alle über Funktionen, die über das Internet ferngesteuert werden können. Diese Geräte sind über drahtlose Kommunikationstechnologien (wie Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee) mit einem einheitlichen Netzwerk verbunden, sodass Benutzer Heimgeräte jederzeit und überall über das Internet steuern und überwachen können.

Telekommunikation

Die Geräte des hausübergreifenden intelligenten Systems werden über das Internet zu einem intelligenten Ökosystem verbunden. Die Netzwerkkommunikationstechnologie stellt sicher, dass Geräte nahtlos zusammenarbeiten können und bietet gleichzeitig den Komfort einer Fernsteuerung. Über Cloud-Dienste können Benutzer aus der Ferne auf Heimsysteme zugreifen, um den Gerätestatus zu überwachen und fernzusteuern.

Intelligente Algorithmen und Steuerungssysteme

Mithilfe künstlicher Intelligenz und maschineller Lernalgorithmen kann das intelligente System für das ganze Haus die von Sensoren erfassten Daten intelligent analysieren und verarbeiten. Diese Algorithmen ermöglichen es dem System, die Gewohnheiten des Benutzers zu lernen, den Arbeitsstatus des Geräts automatisch anzupassen und eine intelligente Entscheidungsfindung und Steuerung zu erreichen. Durch die Festlegung geplanter Aufgaben und Auslösebedingungen kann das System Aufgaben in bestimmten Situationen automatisch ausführen und den Automatisierungsgrad des Systems verbessern.

Benutzeroberfläche

Um Benutzern eine komfortablere Bedienung des hausweiten intelligenten Systems zu ermöglichen, stehen verschiedene Benutzeroberflächen zur Verfügung, darunter mobile Anwendungen, Tablets oder Computerschnittstellen. Über diese Schnittstellen können Benutzer Heimgeräte bequem aus der Ferne steuern und überwachen. Darüber hinaus ermöglicht die Sprachsteuerung Benutzern die Steuerung intelligenter Geräte über Sprachbefehle durch die Anwendung von Sprachassistenten.

VORTEILE VON GANZHAUS-DC

Die Installation von Gleichstromsystemen in Häusern bietet viele Vorteile, die sich in drei Aspekten zusammenfassen lassen: hohe Energieübertragungseffizienz, hohe Integration erneuerbarer Energien und hohe Gerätekompatibilität.

EFFIZIENZ

Erstens verfügen die verwendeten Stromversorgungsgeräte in Innenstromkreisen häufig über eine niedrige Spannung, und bei Gleichstrom ist keine häufige Spannungsumwandlung erforderlich. Durch die Reduzierung des Einsatzes von Transformatoren können Energieverluste wirksam reduziert werden.

Zweitens ist der Verlust an Drähten und Leitern bei der Übertragung von Gleichstrom relativ gering. Da sich der Widerstandsverlust von Gleichstrom nicht mit der Stromrichtung ändert, kann er effektiver kontrolliert und reduziert werden. Dies ermöglicht, dass Gleichstrom in einigen spezifischen Szenarien eine höhere Energieeffizienz aufweist, beispielsweise bei der Stromübertragung über kurze Entfernungen und in lokalen Stromversorgungssystemen.

Schließlich wurden mit der Entwicklung der Technologie einige neue elektronische Wandler und Modulationstechnologien eingeführt, um die Energieeffizienz von Gleichstromsystemen zu verbessern. Effiziente elektronische Wandler können Energieumwandlungsverluste reduzieren und die Gesamtenergieeffizienz von Gleichstromsystemen weiter verbessern.

INTEGRATION ERNEUERBARER ENERGIEN

In das intelligente System für das ganze Haus wird auch erneuerbare Energie eingebracht und in elektrische Energie umgewandelt. Dadurch kann nicht nur das Konzept des Umweltschutzes umgesetzt werden, sondern auch die Struktur und der Raum des Hauses voll ausgenutzt werden, um die Energieversorgung sicherzustellen. Im Gegensatz dazu lassen sich Gleichstromsysteme leichter mit erneuerbaren Energiequellen wie Solarenergie und Windenergie integrieren.

GERÄTEKOMPATIBILITÄT

Das Gleichstromsystem ist besser mit elektrischen Innengeräten kompatibel. Derzeit sind viele Geräte wie LED-Leuchten, Klimaanlagen usw. selbst Gleichstromantriebe. Dies bedeutet, dass Gleichstromsysteme einfacher intelligent gesteuert und verwaltet werden können. Durch fortschrittliche elektronische Technologie kann der Betrieb von Gleichstromgeräten präziser gesteuert und ein intelligentes Energiemanagement erreicht werden.

ANWENDUNGSBEREICHE

Die vielen Vorteile des Gleichstromsystems, die gerade erwähnt wurden, können nur in einigen spezifischen Bereichen perfekt zum Ausdruck kommen. Diese Bereiche bilden das Innenklima, weshalb Gleichstrom für das ganze Haus in den heutigen Innenräumen glänzen kann.

WOHNHAUS

In Wohngebäuden können Gleichstromsysteme für das ganze Haus effiziente Energie für viele Aspekte elektrischer Geräte liefern. Beleuchtungssysteme sind ein bedeutender Anwendungsbereich. Mit Gleichstrom betriebene LED-Beleuchtungssysteme können Energieumwandlungsverluste reduzieren und die Energieeffizienz verbessern.

Darüber hinaus kann Gleichstrom auch zur Stromversorgung von Heimelektronikgeräten wie Computern, Ladegeräten für Mobiltelefone usw. verwendet werden. Diese Geräte selbst sind Gleichstromgeräte ohne zusätzliche Energieumwandlungsschritte.

GEWERBLICHES GEBÄUDE

Auch Büros und gewerbliche Einrichtungen in Gewerbegebäuden können von Gleichstromsystemen für das ganze Haus profitieren. Die Gleichstromversorgung für Bürogeräte und Beleuchtungssysteme trägt dazu bei, die Energieeffizienz zu verbessern und Energieverschwendung zu reduzieren.

Einige gewerbliche Geräte und Anlagen, insbesondere solche, die Gleichstrom benötigen, können ebenfalls effizienter arbeiten und dadurch die Gesamtenergieeffizienz von Gewerbegebäuden verbessern.

INDUSTRIELLE ANWENDUNGEN

Im industriellen Bereich können Ganzhaus-Gleichstromsysteme für Produktionsanlagen und Elektrowerkstätten eingesetzt werden. Einige Industrieanlagen verwenden Gleichstrom. Die Verwendung von Gleichstrom kann die Energieeffizienz verbessern und Energieverschwendung reduzieren. Besonders deutlich wird dies beim Einsatz von Elektrowerkzeugen und Werkstattgeräten.

LADE- UND ENERGIESPEICHERSYSTEME FÜR ELEKTROFAHRZEUGE

Im Transportbereich können Gleichstromsysteme zum Laden von Elektrofahrzeugen eingesetzt werden, um die Ladeeffizienz zu verbessern. Darüber hinaus können Gleichstromsysteme für das ganze Haus auch in Batteriespeichersysteme integriert werden, um Haushalte mit effizienten Energiespeicherlösungen zu versorgen und die Energieeffizienz weiter zu verbessern.

INFORMATIONSTECHNOLOGIE UND KOMMUNIKATION

Im Bereich der Informationstechnologie und Kommunikation sind Rechenzentren und Kommunikationsbasisstationen ideale Einsatzszenarien für hausweite DC-Systeme. Da viele Geräte und Server in Rechenzentren Gleichstrom nutzen, tragen Gleichstromsysteme dazu bei, die Leistung des gesamten Rechenzentrums zu verbessern. Ebenso können Kommunikationsbasisstationen und -geräte Gleichstrom nutzen, um die Energieeffizienz des Systems zu verbessern und die Abhängigkeit von herkömmlichen Stromversorgungssystemen zu verringern.

KOMPONENTEN FÜR DAS GANZE HAUS-Gleichstromsystem

Wie ist also ein Gleichstromsystem für das ganze Haus aufgebaut? Zusammenfassend kann das Gleichstromsystem für das ganze Haus in vier Teile unterteilt werden: Gleichstromerzeugungsquelle, Nebenenergiespeichersystem, Gleichstromverteilungssystem und Nebenstromausrüstung.

DC STROMQUELLE

In einem Gleichstromsystem ist der Ausgangspunkt die Gleichstromquelle. Im Gegensatz zum herkömmlichen Wechselstromsystem verlässt sich die Gleichstromquelle für das ganze Haus im Allgemeinen nicht vollständig auf den Wechselrichter, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, sondern wählt externe erneuerbare Energie. Als alleinige oder primäre Energieversorgung.

Beispielsweise wird eine Schicht aus Solarpaneelen an der Außenwand des Gebäudes verlegt. Das Licht wird von den Panels in Gleichstrom umgewandelt und dann im Gleichstromverteilungssystem gespeichert oder direkt an die Endgeräteanwendung übertragen; Es kann auch an der Außenwand des Gebäudes oder Raums installiert werden. Bauen Sie darauf eine kleine Windkraftanlage und wandeln Sie diese in Gleichstrom um. Windkraft und Solarenergie sind derzeit die am weitesten verbreiteten Gleichstromquellen. In Zukunft wird es vielleicht noch weitere geben, aber sie alle benötigen Wandler, um sie in Gleichstrom umzuwandeln.

DC ENERGIESPEICHERSYSTEM

Im Allgemeinen wird der von Gleichstromquellen erzeugte Gleichstrom nicht direkt an das Endgerät übertragen, sondern im Gleichstrom-Energiespeichersystem gespeichert. Wenn das Gerät Strom benötigt, wird der Strom aus dem Gleichstrom-Energiespeichersystem abgegeben. Sorgen Sie für Strom im Innenbereich.

Das Gleichstrom-Energiespeichersystem ist wie ein Reservoir, das die von der Gleichstromquelle umgewandelte elektrische Energie aufnimmt und kontinuierlich elektrische Energie an das Endgerät liefert. Es ist erwähnenswert, dass die Gleichstromübertragung zwischen der Gleichstromquelle und dem Gleichstrom-Energiespeichersystem den Einsatz von Wechselrichtern und vielen Geräten reduzieren kann, was nicht nur die Kosten für das Schaltungsdesign senkt, sondern auch die Stabilität des Systems verbessert .

Daher ist das Gleichstrom-Energiespeichersystem für das ganze Haus näher am Gleichstrom-Lademodul neuer Energiefahrzeuge als das herkömmliche „Gleichstrom-gekoppelte Solarsystem“.

Wie in der Abbildung oben gezeigt, muss das herkömmliche „DC-gekoppelte Solarsystem“ Strom an das Stromnetz übertragen und verfügt daher über zusätzliche Solarwechselrichtermodule, während das „DC-gekoppelte Solarsystem“ mit Gleichstrom für das ganze Haus keinen Wechselrichter benötigt und Booster. Transformatoren und andere Geräte, hohe Effizienz und Energie.

DC STROMVERTEILUNGSSYSTEM

Das Herzstück eines Gleichstromsystems für das ganze Haus ist das Gleichstromverteilungssystem, das in einem Haus, Gebäude oder einer anderen Einrichtung eine entscheidende Rolle spielt. Dieses System ist für die Verteilung des Stroms von der Quelle auf verschiedene Endgeräte verantwortlich und sorgt so für die Stromversorgung aller Teile des Hauses.

WIRKUNG

Energieverteilung: Das Gleichstromverteilungssystem ist für die Verteilung elektrischer Energie von Energiequellen (wie Sonnenkollektoren, Energiespeichersystemen usw.) an verschiedene elektrische Geräte im Haus verantwortlich, einschließlich Beleuchtung, Haushaltsgeräte, elektronische Geräte usw.

Verbesserung der Energieeffizienz: Durch die Gleichstromverteilung können Energieumwandlungsverluste reduziert und so die Energieeffizienz des gesamten Systems verbessert werden. Insbesondere durch die Integration mit Gleichstromgeräten und erneuerbaren Energiequellen kann elektrische Energie effizienter genutzt werden.

Unterstützt Gleichstromgeräte: Einer der Schlüssel zu einem Gleichstromsystem für das ganze Haus ist die Unterstützung der Stromversorgung von Gleichstromgeräten, wodurch der Energieverlust bei der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom vermieden wird.

BILDEN

DC-Verteilerpanel: Das DC-Verteilerpanel ist ein wichtiges Gerät, das den Strom von Solarmodulen und Energiespeichersystemen an verschiedene Stromkreise und Geräte im Haus verteilt. Es umfasst Komponenten wie Gleichstrom-Leistungsschalter und Spannungsstabilisatoren, um eine stabile und zuverlässige Verteilung der elektrischen Energie zu gewährleisten.

Intelligentes Steuerungssystem: Um eine intelligente Verwaltung und Steuerung der Energie zu erreichen, sind DC-Systeme für das ganze Haus in der Regel mit intelligenten Steuerungssystemen ausgestattet. Dazu können Funktionen wie Energieüberwachung, Fernsteuerung und automatische Szenarioeinstellung gehören, um die Gesamtleistung des Systems zu verbessern.

Gleichstromsteckdosen und -schalter: Um mit Gleichstromgeräten kompatibel zu sein, müssen die Steckdosen und Schalter in Ihrem Zuhause mit Gleichstromanschlüssen ausgestattet sein. Diese Steckdosen und Schalter können mit Gleichstromgeräten verwendet werden und gewährleisten gleichzeitig Sicherheit und Komfort.

DC ELEKTRISCHE AUSRÜSTUNG

Es gibt so viele Gleichstromgeräte für den Innenbereich, dass es unmöglich ist, sie alle hier aufzulisten, sondern nur grob klassifiziert werden kann. Zuvor müssen wir zunächst verstehen, welche Geräte Wechselstrom und welche Gleichstrom benötigen. Im Allgemeinen benötigen leistungsstarke Elektrogeräte höhere Spannungen und sind mit Hochleistungsmotoren ausgestattet. Solche Elektrogeräte wie Kühlschränke, altmodische Klimaanlagen, Waschmaschinen, Dunstabzugshauben usw. werden mit Wechselstrom betrieben.

Es gibt auch einige elektrische Geräte, die keinen leistungsstarken Motorantrieb erfordern, und die integrierten Präzisionsschaltkreise können nur bei mittleren und niedrigen Spannungen betrieben werden und verwenden eine Gleichstromversorgung, wie z. B. Fernseher, Computer und Tonbandgeräte.

Natürlich ist die obige Unterscheidung nicht sehr umfassend. Heutzutage können viele Hochleistungsgeräte auch mit Gleichstrom betrieben werden. Beispielsweise sind Gleichstrom-Klimaanlagen mit variabler Frequenz auf den Markt gekommen, die Gleichstrommotoren mit besserer Geräuscharmut und höherer Energieeinsparung verwenden. Im Allgemeinen hängt der Schlüssel dazu, ob es sich bei der elektrischen Ausrüstung um Wechselstrom oder Gleichstrom handelt, von der internen Gerätestruktur ab.

PRAKTISCHER FALL VON WHOLE-HOUSE DC

Hier sind einige Fälle von „Whole House DC“ aus der ganzen Welt. Es lässt sich feststellen, dass es sich bei diesen Fällen grundsätzlich um kohlenstoffarme und umweltfreundliche Lösungen handelt, was zeigt, dass die Hauptantriebskraft für „Ganzhaus-Gleichstrom“ immer noch das Konzept des Umweltschutzes ist und intelligente Gleichstromsysteme noch einen langen Weg vor sich haben .

Das Null-Emissions-Haus in Schweden

Zhongguancun Demonstrationszone, neues Energiegebäudeprojekt

Das Zhongguancun New Energy Building Project ist ein von der Bezirksregierung Chaoyang in Peking, China, gefördertes Demonstrationsprojekt mit dem Ziel, umweltfreundliche Gebäude und die Nutzung erneuerbarer Energien zu fördern. In diesem Projekt werden in einigen Gebäuden Gleichstromsysteme für das ganze Haus eingesetzt, die mit Sonnenkollektoren und Energiespeichersystemen kombiniert werden, um die Gleichstromversorgung zu realisieren. Dieser Versuch zielt darauf ab, die Umweltbelastung des Gebäudes zu verringern und die Energieeffizienz durch die Integration neuer Energie- und Gleichstromversorgungen zu verbessern.

Wohnprojekt mit nachhaltiger Energie für die Dubai Expo 2020, Vereinigte Arabische Emirate

Auf der Messe 2020 in Dubai wurden in mehreren Projekten nachhaltige Energiehäuser vorgestellt, die erneuerbare Energien und Gleichstromsysteme für das ganze Haus nutzen. Diese Projekte zielen darauf ab, die Energieeffizienz durch innovative Energielösungen zu verbessern.

Japanisches DC-Mikronetz-Experimentalprojekt

In Japan haben einige Mikronetz-Versuchsprojekte damit begonnen, Gleichstromsysteme für das ganze Haus einzuführen. Diese Systeme werden mit Solar- und Windenergie betrieben und versorgen Geräte und Geräte im Haus gleichzeitig mit Gleichstrom.

Das Energy Hub House

Das Projekt, eine Zusammenarbeit zwischen der London South Bank University und dem britischen National Physical Laboratory, zielt darauf ab, ein Nullenergiehaus zu schaffen. Das Haus nutzt Gleichstrom in Kombination mit Solar-Photovoltaik- und Energiespeichersystemen für eine effiziente Energienutzung.

RELEVANTE INDUSTRIEVERBÄNDE

Die Technologie der Ganzhausintelligenz wurde Ihnen bereits vorgestellt. Tatsächlich wird die Technologie von einigen Branchenverbänden unterstützt. Charging Head Network hat relevante Verbände der Branche gezählt. Hier stellen wir Ihnen die Assoziationen rund um die Ganzhaus-DC vor.

AUFLADUNG 

FCA

FCA (Fast Charging Alliance), der chinesische Name ist „Guangdong Terminal Fast Charging Industry Association“. Die Guangdong Terminal Fast Charging Industry Association (im Folgenden „Terminal Fast Charging Industry Association“) wurde 2021 gegründet. Die Terminal-Schnellladetechnologie ist eine Schlüsselfunktion, die die groß angelegte Anwendung der neuen Generation der elektronischen Informationsindustrie (einschließlich 5G und künstliche Intelligenz) vorantreibt ). Im Rahmen des globalen Entwicklungstrends der CO2-Neutralität trägt das Schnellladen von Terminals dazu bei, Elektroschrott und Energieverschwendung zu reduzieren und einen umweltfreundlichen Umweltschutz zu erreichen. und die nachhaltige Entwicklung der Branche, die Hunderten Millionen Verbrauchern ein sichereres und zuverlässigeres Ladeerlebnis bietet.

Um die Standardisierung und Industrialisierung der Terminal-Schnellladetechnologie zu beschleunigen, übernahmen die Akademie für Informations- und Kommunikationstechnologie, Huawei, OPPO, vivo und Xiaomi die Führung und starteten eine gemeinsame Initiative mit allen Parteien in der Terminal-Schnelllade-Industriekette, wie z interne komplette Maschinen, Chips, Instrumente, Ladegeräte und Zubehör. Die Vorbereitungen werden Anfang 2021 beginnen. Die Gründung des Verbandes wird dazu beitragen, eine Interessengemeinschaft in der Industriekette aufzubauen, eine industrielle Basis für Terminal-Schnellladedesign, Forschung und Entwicklung, Herstellung, Prüfung und Zertifizierung zu schaffen und die Kernentwicklung voranzutreiben Elektronische Komponenten, High-End-Allgemeinchips, wichtige Grundmaterialien und andere Bereiche sowie das Streben nach dem Bau von Weltklasse-Terminals. Kuaihongs innovative Industriecluster sind von entscheidender Bedeutung.

FCA fördert hauptsächlich den UFCS-Standard. Der vollständige Name von UFCS ist Universal Fast Charging Specification und der chinesische Name ist Fusion Fast Charging Standard. Es handelt sich um eine neue Generation des integrierten Schnellladens, das von der Akademie für Informations- und Kommunikationstechnologie, Huawei, OPPO, vivo, Xiaomi und gemeinsamen Bemühungen vieler Terminal-, Chip-Unternehmen und Industriepartner wie Silicon Power, Rockchip, Lihui Technology und anderen geleitet wird Angbao Electronics. Protokoll. Ziel der Vereinbarung ist es, integrierte Schnellladestandards für mobile Endgeräte zu formulieren, das Problem der Inkompatibilität des gegenseitigen Schnellladens zu lösen und eine schnelle, sichere und kompatible Ladeumgebung für Endbenutzer zu schaffen.

Derzeit hat UFCS die zweite UFCS-Testkonferenz abgehalten, bei der der „Member Enterprise Compliance Function Pre-Test“ und der „Terminal Manufacturer Compatibility Test“ abgeschlossen wurden. Durch Tests und zusammenfassenden Austausch verbinden wir gleichzeitig Theorie und Praxis mit dem Ziel, die Situation der Schnellladeinkompatibilität zu überwinden, gemeinsam die gesunde Entwicklung des Terminal-Schnellladens zu fördern und mit vielen hochwertigen Lieferanten und Dienstleistern in der Industriekette zusammenzuarbeiten, um gemeinsam zu arbeiten Förderung von Standards für die Schnellladetechnologie. Der Fortschritt der UFCS-Industrialisierung.

USB-IF

Die 1994 von Intel und Microsoft ins Leben gerufene internationale Standardisierungsorganisation „USB-IF“ (vollständiger Name: USB Implementers Forum) ist ein gemeinnütziges Unternehmen, das von einer Gruppe von Unternehmen gegründet wurde, die die Universal Serial Bus-Spezifikation entwickelt haben. USB-IF wurde gegründet, um eine Unterstützungsorganisation und ein Forum für die Entwicklung und Einführung der Universal Serial Bus-Technologie bereitzustellen. Das Forum fördert die Entwicklung hochwertiger kompatibler USB-Peripheriegeräte (Geräte) und wirbt für die Vorteile von USB und die Qualität von Produkten, die Konformitätstests bestehenng.

Die von USB-IF USB eingeführte Technologie verfügt derzeit über mehrere Versionen technischer Spezifikationen. Die neueste Version der technischen Spezifikation ist USB4 2.0. Die maximale Rate dieses technischen Standards wurde auf 80 Gbit/s erhöht. Es übernimmt eine neue Datenarchitektur, der USB-PD-Schnellladestandard, die USB-Typ-C-Schnittstelle und die Kabelstandards werden ebenfalls gleichzeitig aktualisiert.

WPC

Der vollständige Name von WPC lautet Wireless Power Consortium und der chinesische Name lautet „Wireless Power Consortium“. Sie wurde am 17. Dezember 2008 gegründet. Sie ist die weltweit erste Standardisierungsorganisation, die die drahtlose Ladetechnologie vorantreibt. Mit Stand Mai 2023 hat WPC insgesamt 315 Mitglieder. Die Mitglieder der Allianz arbeiten mit einem gemeinsamen Ziel zusammen: die vollständige Kompatibilität aller kabellosen Ladegeräte und kabellosen Stromquellen auf der ganzen Welt zu erreichen. Zu diesem Zweck haben sie zahlreiche Spezifikationen für die drahtlose Schnellladetechnologie formuliert.

Da sich die kabellose Ladetechnologie ständig weiterentwickelt, hat sich ihr Anwendungsbereich von tragbaren Verbrauchergeräten auf viele neue Bereiche ausgeweitet, beispielsweise Laptops, Tablets, Drohnen, Roboter, das Internet der Fahrzeuge und intelligente kabellose Küchen. WPC hat eine Reihe von Standards für eine Vielzahl drahtloser Ladeanwendungen entwickelt und gepflegt, darunter:

Qi-Standard für Smartphones und andere tragbare Mobilgeräte.

Der kabellose Küchenstandard Ki für Küchengeräte unterstützt eine Ladeleistung von bis zu 2200 W.

Der Light Electric Vehicle (LEV)-Standard macht das kabellose Laden von leichten Elektrofahrzeugen wie E-Bikes und Rollern zu Hause und unterwegs schneller, sicherer, intelligenter und bequemer.

Industrieller Standard für drahtloses Laden zur sicheren und bequemen drahtlosen Energieübertragung zum Laden von Robotern, AGVs, Drohnen und anderen industriellen Automatisierungsmaschinen.

Mittlerweile gibt es mehr als 9.000 Qi-zertifizierte kabellose Ladeprodukte auf dem Markt. WPC überprüft die Sicherheit, Interoperabilität und Eignung von Produkten durch sein Netzwerk unabhängiger autorisierter Prüflabore auf der ganzen Welt.

KOMMUNIKATION

CSA

Die Connectivity Standards Alliance (CSA) ist eine Organisation, die Smart Home Matter-Standards entwickelt, zertifiziert und fördert. Ihr Vorgänger ist die 2002 gegründete Zigbee Alliance. Im Oktober 2022 wird die Zahl der Allianz-Unternehmensmitglieder mehr als 200 erreichen.

CSA stellt Standards, Tools und Zertifizierungen für IoT-Innovatoren bereit, um das Internet der Dinge zugänglicher, sicherer und nutzbarer zu machen1. Die Organisation widmet sich der Definition und Steigerung des Branchenbewusstseins sowie der allgemeinen Entwicklung bewährter Sicherheitspraktiken für Cloud Computing und digitale Technologien der nächsten Generation. CSA-IoT bringt weltweit führende Unternehmen zusammen, um gemeinsame offene Standards wie Matter, Zigbee, IP usw. sowie Standards in Bereichen wie Produktsicherheit, Datenschutz, intelligente Zugangskontrolle und mehr zu entwickeln und zu fördern.

Zigbee ist ein IoT-Verbindungsstandard, der von der CSA Alliance eingeführt wurde. Es handelt sich um ein drahtloses Kommunikationsprotokoll, das für Anwendungen im Bereich Wireless Sensor Network (WSN) und Internet of Things (IoT) entwickelt wurde. Es übernimmt den IEEE 802.15.4-Standard, arbeitet im 2,4-GHz-Frequenzband und konzentriert sich auf geringen Stromverbrauch, geringe Komplexität und Kommunikation über kurze Entfernungen. Das von der CSA Alliance geförderte Protokoll wird häufig in Smart Homes, Industrieautomation, Gesundheitswesen und anderen Bereichen eingesetzt.

Eines der Designziele von Zigbee besteht darin, eine zuverlässige Kommunikation zwischen einer großen Anzahl von Geräten zu unterstützen und gleichzeitig einen niedrigen Stromverbrauch aufrechtzuerhalten. Es eignet sich für Geräte, die lange laufen müssen und auf Batteriestrom angewiesen sind, wie zum Beispiel Sensorknoten. Das Protokoll verfügt über verschiedene Topologien, darunter Stern-, Mesh- und Cluster-Tree-Topologien, wodurch es an Netzwerke unterschiedlicher Größe und Anforderungen anpassbar ist.

Zigbee-Geräte können automatisch selbstorganisierende Netzwerke bilden, sind flexibel und anpassungsfähig und können sich dynamisch an Änderungen in der Netzwerktopologie anpassen, wie etwa das Hinzufügen oder Entfernen von Geräten. Dies erleichtert die Bereitstellung und Wartung von Zigbee in praktischen Anwendungen. Insgesamt bietet Zigbee als offenes Standard-Protokoll für die drahtlose Kommunikation eine zuverlässige Lösung für die Verbindung und Steuerung verschiedener IoT-Geräte.

Bluetooth SIG

1996 planten Ericsson, Nokia, Toshiba, IBM und Intel die Gründung eines Branchenverbandes. Bei dieser Organisation handelte es sich um die „Bluetooth Technology Alliance“, auch bekannt als „Bluetooth SIG“. Gemeinsam entwickelten sie eine drahtlose Nahbereichsverbindungstechnologie. Das Entwicklungsteam hoffte, dass diese drahtlose Kommunikationstechnologie die Arbeit in verschiedenen Industriebereichen wie Bluetooth King koordinieren und vereinheitlichen kann. Daher wurde diese Technologie Bluetooth genannt.

Bluetooth (Bluetooth-Technologie) ist ein drahtloser Kommunikationsstandard mit kurzer Reichweite und geringem Stromverbrauch, der für verschiedene Geräteverbindungen und Datenübertragungen geeignet ist und über einfaches Pairing, Mehrpunktverbindung und grundlegende Sicherheitsfunktionen verfügt.

Bluetooth (Bluetooth-Technologie) kann drahtlose Verbindungen für Geräte im Haus bereitstellen und ist ein wichtiger Bestandteil der drahtlosen Kommunikationstechnologie.

SPARKLINK-VEREIN

Am 22. September 2020 wurde die Sparklink Association offiziell gegründet. Die Spark Alliance ist eine Branchenallianz, die sich der Globalisierung verschrieben hat. Ziel ist es, die Innovation und Industrieökologie der neuen Generation der drahtlosen Nahbereichskommunikationstechnologie SparkLink zu fördern und sich schnell entwickelnde neue Szenarioanwendungen wie intelligente Autos, intelligente Häuser, intelligente Terminals und intelligente Fertigung umzusetzen und den Anforderungen gerecht zu werden extremer Leistungsanforderungen. Derzeit hat der Verein mehr als 140 Mitglieder.

Die von der Sparklink Association geförderte drahtlose Kommunikationstechnologie für kurze Entfernungen heißt SparkLink und der chinesische Name ist Star Flash. Die technischen Merkmale sind extrem niedrige Latenz und extrem hohe Zuverlässigkeit. Verlassen Sie sich auf eine ultrakurze Rahmenstruktur, einen Polar-Codec und einen HARQ-Neuübertragungsmechanismus. SparkLink kann eine Latenz von 20,833 Mikrosekunden und eine Zuverlässigkeit von 99,999 % erreichen.

WI-FIch verbünde mich

Die Wi-Fi Alliance ist eine internationale Organisation bestehend aus einer Reihe von Technologieunternehmen, die sich der Förderung und Förderung der Entwicklung, Innovation und Standardisierung der drahtlosen Netzwerktechnologie verschrieben hat. Die Organisation wurde 1999 gegründet. Ihr Hauptziel besteht darin, sicherzustellen, dass WLAN-Geräte verschiedener Hersteller miteinander kompatibel sind, und so die Popularität und Nutzung drahtloser Netzwerke zu fördern.

Die Wi-Fi-Technologie (Wireless Fidelity) ist eine Technologie, die hauptsächlich von der Wi-Fi Alliance gefördert wird. Als WLAN-Technologie dient sie der Datenübertragung und Kommunikation zwischen elektronischen Geräten über drahtlose Signale. Es ermöglicht Geräten (z. B. Computer, Smartphones, Tablets, Smart-Home-Geräte usw.) den Datenaustausch innerhalb einer begrenzten Reichweite, ohne dass eine physische Verbindung erforderlich ist.

Die Wi-Fi-Technologie nutzt Funkwellen, um Verbindungen zwischen Geräten herzustellen. Aufgrund dieser drahtlosen Natur sind keine physischen Verbindungen erforderlich, sodass sich die Geräte innerhalb einer Reichweite frei bewegen können und gleichzeitig die Netzwerkkonnektivität aufrechterhalten bleibt. Die Wi-Fi-Technologie nutzt unterschiedliche Frequenzbänder zur Datenübertragung. Zu den am häufigsten verwendeten Frequenzbändern gehören 2,4 GHz und 5 GHz. Diese Frequenzbänder sind in mehrere Kanäle unterteilt, in denen Geräte kommunizieren können.

Die Geschwindigkeit der Wi-Fi-Technologie hängt vom Standard und Frequenzband ab. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie hat sich die WLAN-Geschwindigkeit schrittweise von den ersten Hunderten von Kbit/s (Kilobit pro Sekunde) auf derzeit mehrere Gbit/s (Gigabit pro Sekunde) erhöht. Verschiedene WLAN-Standards (wie 802.11n, 802.11ac, 802.11ax usw.) unterstützen unterschiedliche maximale Übertragungsraten. Darüber hinaus werden Datenübertragungen durch Verschlüsselungs- und Sicherheitsprotokolle geschützt. Darunter sind WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) und WPA3 gängige Verschlüsselungsstandards, die Wi-Fi-Netzwerke vor unbefugtem Zugriff und Datendiebstahl schützen.

STANDARDISIERUNG UND BAUVORSCHRIFTEN

Ein großes Hindernis bei der Entwicklung von Gleichstromsystemen für das ganze Haus ist das Fehlen weltweit einheitlicher Standards und Bauvorschriften. Herkömmliche elektrische Gebäudesysteme werden normalerweise mit Wechselstrom betrieben, daher erfordern Gleichstromsysteme für das ganze Haus neue Standards in Design, Installation und Betrieb.

Mangelnde Standardisierung kann zu Inkompatibilität zwischen verschiedenen Systemen führen, die Komplexität der Geräteauswahl und des Austauschs erhöhen und auch die Marktgröße und Popularisierung behindern. Auch die mangelnde Anpassungsfähigkeit an Bauvorschriften stellt eine Herausforderung dar, da die Bauindustrie oft auf traditionellen AC-Designs basiert. Daher kann die Einführung eines Gleichstromsystems für das ganze Haus Anpassungen und Neudefinitionen der Bauvorschriften erfordern, was Zeit und eine konzertierte Anstrengung erfordert.

EWIRTSCHAFTLICHE KOSTEN UND TECHNOLOGIEWECHSEL

Der Einsatz eines Gleichstromsystems für das ganze Haus kann mit höheren Anschaffungskosten verbunden sein, einschließlich fortschrittlicherer Gleichstromgeräte, Batteriespeichersysteme und gleichstromadaptierter Geräte. Diese zusätzlichen Kosten könnten einer der Gründe dafür sein, dass viele Verbraucher und Bauträger vor der Einführung von Gleichstromsystemen für das ganze Haus zurückschrecken.

Darüber hinaus sind herkömmliche Wechselstromgeräte und -infrastruktur so ausgereift und weit verbreitet, dass die Umstellung auf ein Gleichstromsystem für das ganze Haus eine groß angelegte Technologieumstellung erfordert, die eine Neugestaltung des elektrischen Layouts, den Austausch von Geräten und die Schulung des Personals umfasst. Diese Verschiebung könnte zu zusätzlichen Investitions- und Arbeitskosten für bestehende Gebäude und Infrastruktur führen und die Geschwindigkeit begrenzen, mit der Gleichstromsysteme für das ganze Haus eingeführt werden können.

DGERÄTEKOMPATIBILITÄT UND MARKTZUGANG

Gleichstromsysteme für das ganze Haus müssen mit mehr Geräten auf dem Markt kompatibel werden, um sicherzustellen, dass verschiedene Geräte, Beleuchtung und andere Geräte im Haus reibungslos funktionieren. Derzeit basieren viele Geräte auf dem Markt noch auf Wechselstrom, und die Förderung von Gleichstromsystemen für das ganze Haus erfordert die Zusammenarbeit mit Herstellern und Lieferanten, um den Markteintritt weiterer Gleichstrom-kompatibler Geräte zu fördern.

Es besteht auch die Notwendigkeit, mit Energieversorgern und Stromnetzen zusammenzuarbeiten, um eine wirksame Integration erneuerbarer Energien und die Verbindung mit traditionellen Netzen sicherzustellen. Probleme der Gerätekompatibilität und des Marktzugangs können sich auf die weit verbreitete Anwendung von Gleichstromsystemen für das ganze Haus auswirken und erfordern mehr Konsens und Zusammenarbeit in der Industriekette.

SMARKT UND NACHHALTIG

Eine der künftigen Entwicklungsrichtungen von DC-Systemen für das ganze Haus besteht darin, mehr Wert auf Intelligenz und Nachhaltigkeit zu legen. Durch die Integration intelligenter Steuerungssysteme können DC-Systeme für das ganze Haus den Stromverbrauch genauer überwachen und verwalten und so individuelle Energiemanagementstrategien ermöglichen. Das bedeutet, dass sich das System dynamisch an die Haushaltsnachfrage, die Strompreise und die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien anpassen kann, um die Energieeffizienz zu maximieren und die Energiekosten zu senken.

Gleichzeitig beinhaltet die nachhaltige Entwicklungsrichtung von Gleichstromsystemen für das ganze Haus die Integration breiterer erneuerbarer Energiequellen, einschließlich Solarenergie, Windenergie usw., sowie effizienterer Energiespeichertechnologien. Dies wird dazu beitragen, ein umweltfreundlicheres, intelligenteres und nachhaltigeres Hausstromsystem aufzubauen und die zukünftige Entwicklung von Gleichstromsystemen für das ganze Haus zu fördern.

STANDARDISIERUNG UND INDUSTRIELLE ZUSAMMENARBEIT

Um eine breitere Anwendung von Gleichstromsystemen für das ganze Haus zu fördern, besteht eine weitere Entwicklungsrichtung in der Stärkung der Standardisierung und der industriellen Zusammenarbeit. Die Festlegung weltweit einheitlicher Standards und Spezifikationen kann die Kosten für Systemdesign und -implementierung senken, die Gerätekompatibilität verbessern und dadurch die Marktexpansion fördern.

Darüber hinaus ist die Industriekooperation auch ein Schlüsselfaktor für die Förderung der Entwicklung von Gleichstromsystemen für das ganze Haus. Beteiligte aller Aspekte, darunter Bauherren, Elektroingenieure, Gerätehersteller und Energieversorger, müssen zusammenarbeiten, um ein umfassendes industrielles Ökosystem zu schaffen. Dies trägt dazu bei, die Gerätekompatibilität zu verbessern, die Systemstabilität zu verbessern und technologische Innovationen voranzutreiben. Durch Standardisierung und industrielle Zusammenarbeit wird erwartet, dass Gleichstromsysteme für das ganze Haus reibungsloser in die gängigen Gebäude- und Stromversorgungssysteme integriert werden und breitere Anwendungsmöglichkeiten erreichen.

SZUSAMMENFASSUNG

Ganzhaus-Gleichstrom ist ein aufstrebendes Stromverteilungssystem, das im Gegensatz zu herkömmlichen Wechselstromsystemen das gesamte Gebäude mit Gleichstrom versorgt, von der Beleuchtung bis hin zu elektronischen Geräten. Ganzhaus-Gleichstromsysteme bieten im Hinblick auf Energieeffizienz, Integration erneuerbarer Energien und Gerätekompatibilität einige einzigartige Vorteile gegenüber herkömmlichen Systemen. Erstens können Gleichstromsysteme für das ganze Haus durch die Reduzierung der Schritte bei der Energieumwandlung die Energieeffizienz verbessern und Energieverschwendung reduzieren. Zweitens lässt sich Gleichstrom leichter in Anlagen für erneuerbare Energien wie Sonnenkollektoren integrieren und bietet so eine nachhaltigere Energielösung für Gebäude. Darüber hinaus kann die Einführung eines Gleichstromsystems für das ganze Haus bei vielen Gleichstromgeräten die Energieumwandlungsverluste reduzieren und die Leistung und Lebensdauer der Geräte erhöhen.

Die Anwendungsbereiche von Gleichstromsystemen für das ganze Haus umfassen viele Bereiche, darunter Wohngebäude, Gewerbegebäude, Industrieanwendungen, Systeme für erneuerbare Energien, Elektrotransport usw. In Wohngebäuden können Gleichstromsysteme für das ganze Haus zur effizienten Stromversorgung von Beleuchtung und Geräten eingesetzt werden , Verbesserung der Energieeffizienz von Häusern. In Gewerbegebäuden trägt die Gleichstromversorgung von Bürogeräten und Beleuchtungssystemen dazu bei, den Energieverbrauch zu senken. Im Industriesektor können Gleichstromsysteme für das ganze Haus die Energieeffizienz von Produktionsanlagen verbessern. Unter den erneuerbaren Energiesystemen lassen sich Ganzhaus-Gleichstromsysteme einfacher mit Geräten wie Solar- und Windenergie integrieren. Im Bereich des Elektrotransports können Gleichstromverteilungssysteme zum Laden von Elektrofahrzeugen eingesetzt werden, um die Ladeeffizienz zu verbessern. Die kontinuierliche Ausweitung dieser Anwendungsbereiche deutet darauf hin, dass Gleichstromsysteme für das ganze Haus in Zukunft eine praktikable und effiziente Option in Gebäude- und Elektrosystemen sein werden.

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