הַקדָמָה
אנשים עברו דרך ארוכה מגילוי חשמל ועד לשימוש נרחב כ"חשמל" ו"אנרגיה חשמלית". אחד הבולטים שבהם הוא "מחלוקת המסלול" בין AC ו-DC. הגיבורים הם שני גאונים בני זמננו, אדיסון וטסלה. עם זאת, מה שמעניין הוא שמנקודת המבט של בני אדם חדשים וחדשים במאה ה-21, ה"וויכוח" הזה לא לגמרי מנצח או אבוד.

למרות שכרגע כל דבר ממקורות ייצור חשמל ועד מערכות תחבורה חשמליות הוא בעצם "זרם חילופין", זרם ישר נמצא בכל מקום במכשירי חשמל וציוד קצה רבים. בפרט, פתרון מערכת החשמל "כל הבית DC", שזכה לחביבות על כולם בשנים האחרונות, משלב טכנולוגיה הנדסית של IoT ובינה מלאכותית כדי לספק ערובה חזקה ל"חיי בית חכם". עקוב אחר רשת ראש טעינה למטה כדי ללמוד עוד על מה זה DC של כל הבית.

מבוא רקע

זרם ישר (DC) בכל הבית הוא מערכת חשמלית המשתמשת בכוח זרם ישר בבתים ובבניינים. המושג "DC בית שלם" הוצע בהקשר לכך שהחסרונות של מערכות AC מסורתיות הפכו ברורים יותר ויותר והמושג של פחמן נמוך והגנת הסביבה קיבלה יותר ויותר תשומת לב.

מערכת AC מסורתית

נכון להיום, מערכת החשמל הנפוצה ביותר בעולם היא מערכת זרם חילופין. מערכת זרם החילופין היא מערכת הולכת וחלוקת כוח הפועלת על בסיס שינויים בזרימת הזרם הנגרמים מאינטראקציה של שדות חשמליים ומגנטיים. להלן השלבים העיקריים כיצד פועלת מערכת AC:

גֵנֵרָטוֹר: נקודת ההתחלה של מערכת חשמל היא הגנרטור. גנרטור הוא מכשיר הממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. העיקרון הבסיסי הוא יצירת כוח אלקטרו-מוטורי מושרה על ידי חיתוך חוטים עם שדה מגנטי מסתובב. במערכות מתח AC משתמשים בדרך כלל בגנרטורים סינכרוניים, והרוטורים שלהם מונעים על ידי אנרגיה מכנית (כגון מים, גז, קיטור וכו') כדי ליצור שדה מגנטי מסתובב.

דור הנוכחי לסירוגין: השדה המגנטי המסתובב בגנרטור גורם לשינויים בכוח האלקטרו-מוטורי המושרה במוליכים החשמליים, ובכך מייצר זרם חילופין. תדירות זרם החילופין היא בדרך כלל 50 הרץ או 60 הרץ לשנייה, בהתאם לתקני מערכת החשמל באזורים שונים.

הגדלת שנאי: זרם חילופין עובר דרך שנאים בקווי הולכה. שנאי הוא מכשיר המשתמש בעיקרון של אינדוקציה אלקטרומגנטית כדי לשנות את המתח של זרם חשמלי מבלי לשנות את התדר שלו. בתהליך העברת הכוח קל יותר להעביר זרם חילופין במתח גבוה למרחקים ארוכים מכיוון שהוא מפחית את אובדן האנרגיה הנגרם מהתנגדות.

שידור והפצה: זרם חילופין במתח גבוה מועבר למקומות שונים דרך קווי תמסורת, ולאחר מכן ירד דרך שנאים כדי לענות על הצרכים של שימושים שונים. מערכות הולכה והפצה כאלה מאפשרות העברה וניצול יעיל של אנרגיה חשמלית בין שימושים ומיקומים שונים.

יישומים של מתח AC: בקצה משתמש הקצה, מתח AC מסופק לבתים, עסקים ומתקנים תעשייתיים. במקומות אלו משתמשים בזרם חילופין להנעת מגוון ציוד, לרבות תאורה, תנורי חימום חשמליים, מנועים חשמליים, ציוד אלקטרוני ועוד.

באופן כללי, מערכות חשמל AC הפכו למיינסטרים בסוף המאה הקודמת בשל יתרונות רבים כמו מערכות זרם חילופין יציבות וניתנות לשליטה והפסדי חשמל נמוכים יותר בקווים. עם זאת, עם התקדמות המדע והטכנולוגיה, בעיית איזון זווית הכוח של מערכות חשמל AC הפכה חריפה. הפיתוח של מערכות חשמל הוביל לפיתוח רצוף של התקני כוח רבים כגון מיישרים (המרת מתח AC למתח DC) וממירים (המרת כוח DC למתח AC). נוֹלָד. גם טכנולוגיית הבקרה של שסתומי הממיר נכנסה לשלב מאוד ברור, ומהירות הניתוק של מתח ה-DC אינה פחותה מזו של מפסקי זרם חילופין.

זה גורם לחסרונות רבים של מערכת DC להיעלם בהדרגה, והבסיס הטכני של DC של כל הבית קיים.

Eקונספט ידידותי לסביבה ודל פחמן

בשנים האחרונות, עם הופעתן של בעיות אקלים גלובליות, במיוחד אפקט החממה, נושאי הגנת הסביבה זוכים ליותר ויותר תשומת לב. מכיוון ש-DC של כל הבית תואם טוב יותר למערכות אנרגיה מתחדשת, יש לו יתרונות בולטים מאוד בשימור אנרגיה והפחתת פליטות. אז זה מקבל יותר ויותר תשומת לב.

בנוסף, מערכת ה-DC יכולה לחסוך הרבה רכיבים וחומרים בשל מבנה המעגל ה"ישיר לישיר" שלה, והיא גם מאוד עקבית עם הרעיון של "דל פחמן וידידותי לסביבה".

קונספט מודיעין של כל הבית

הבסיס ליישום של כל הבית DC הוא יישום וקידום מודיעין של כל הבית. במילים אחרות, היישום הפנימי של מערכות DC מבוסס בעצם על מודיעין, והוא אמצעי חשוב להעצמת "אינטליגנציה של כל הבית".

בית חכם מתייחס לחיבור מכשירי בית, מכשירי חשמל ומערכות שונים באמצעות טכנולוגיה מתקדמת ומערכות חכמות להשגת שליטה מרכזית, אוטומציה וניטור מרחוק, ובכך לשפר את הנוחות, הנוחות והנוחות של חיי הבית. בטיחות ויעילות אנרגטית.

יְסוֹד

עקרונות היישום של מערכות חכמות של כל הבית כרוכים בהיבטים מרכזיים רבים, לרבות טכנולוגיית חיישנים, מכשירים חכמים, תקשורת רשת, אלגוריתמים ומערכות בקרה חכמות, ממשקי משתמש, אבטחה והגנה על פרטיות, ועדכוני תוכנה ותחזוקה. היבטים אלה נדונים בפירוט להלן.

טכנולוגיית חיישן

הבסיס של מערכת חכמה לכל הבית הוא מגוון חיישנים המשמשים לניטור הסביבה הביתית בזמן אמת. חיישני סביבה כוללים חיישני טמפרטורה, לחות, אור ואיכות אוויר כדי לחוש תנאי פנים. חיישני תנועה וחיישנים מגנטיים לדלת וחלון משמשים לזיהוי תנועה אנושית ומצב דלת וחלון, ומספקים נתונים בסיסיים לאבטחה ואוטומציה. חיישני עשן וגז משמשים לניטור שריפות וגזים מזיקים כדי לשפר את בטיחות הבית.

מכשיר חכם

מכשירים חכמים שונים מהווים את הליבה של המערכת החכמה של כל הבית. לתאורה חכמה, למכשירי חשמל לבית, למנעולי דלתות ולמצלמות יש פונקציות שניתנות לשליטה מרחוק דרך האינטרנט. מכשירים אלו מחוברים לרשת מאוחדת באמצעות טכנולוגיות תקשורת אלחוטיות (כגון Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee), המאפשרות למשתמשים לשלוט ולנטר מכשירים ביתיים דרך האינטרנט בכל זמן ובכל מקום.

טֵלֵקוֹמוּנִיקַציָה

המכשירים של המערכת החכמה של כל הבית מחוברים דרך האינטרנט ליצירת מערכת אקולוגית חכמה. טכנולוגיית תקשורת רשת מבטיחה שמכשירים יכולים לעבוד יחד בצורה חלקה תוך מתן הנוחות של שלט רחוק. באמצעות שירותי ענן, משתמשים יכולים לגשת מרחוק למערכות ביתיות כדי לנטר ולשלוט מרחוק על מצב המכשיר.

אלגוריתמים ומערכות בקרה חכמים

באמצעות אלגוריתמים של בינה מלאכותית ולמידת מכונה, המערכת החכמה של כל הבית יכולה לנתח ולעבד נתונים שנאספים על ידי חיישנים בצורה חכמה. אלגוריתמים אלו מאפשרים למערכת ללמוד את הרגלי המשתמש, להתאים אוטומטית את מצב העבודה של המכשיר ולהשיג קבלת החלטות ושליטה חכמה. הגדרת משימות מתוזמנות ותנאי טריגר מאפשרת למערכת לבצע משימות אוטומטית במצבים ספציפיים ולשפר את רמת האוטומציה של המערכת.

ממשק משתמש

על מנת לאפשר למשתמשים להפעיל את המערכת החכמה של כל הבית בצורה נוחה יותר, מסופקים מגוון ממשקי משתמש, לרבות אפליקציות מובייל, טאבלטים או ממשקי מחשב. באמצעות ממשקים אלה, משתמשים יכולים לשלוט ולנטר בנוחות התקנים ביתיים מרחוק. בנוסף, שליטה קולית מאפשרת למשתמשים לשלוט במכשירים חכמים באמצעות פקודות קוליות באמצעות יישום של עוזרים קוליים.

היתרונות של WHOUSE-HOUSE DC

ישנם יתרונות רבים להתקנת מערכות DC בבתים, אותם ניתן לסכם בשלושה היבטים: יעילות העברת אנרגיה גבוהה, אינטגרציה גבוהה של אנרגיה מתחדשת ותאימות גבוהה לציוד.

יְעִילוּת

קודם כל, במעגלים פנימיים, לציוד החשמל המשמש לעתים קרובות מתח נמוך, וכוח DC אינו דורש שינוי מתח תכוף. צמצום השימוש בשנאים יכול להפחית ביעילות את אובדן האנרגיה.

שנית, אובדן החוטים והמוליכים במהלך העברת הספק DC קטן יחסית. מכיוון שאובדן ההתנגדות של DC אינו משתנה עם כיוון הזרם, ניתן לשלוט בו ולהפחית אותו בצורה יעילה יותר. זה מאפשר להספק DC להפגין יעילות אנרגטית גבוהה יותר בתרחישים מסוימים, כגון העברת כוח למרחקים קצרים ומערכות אספקת חשמל מקומיות.

לבסוף, עם התפתחות הטכנולוגיה, הוכנסו כמה ממירים אלקטרוניים וטכנולוגיות אפנון חדשות כדי לשפר את יעילות האנרגיה של מערכות DC. ממירים אלקטרוניים יעילים יכולים להפחית הפסדי המרת אנרגיה ולשפר עוד יותר את היעילות האנרגטית הכוללת של מערכות חשמל DC.

שילוב אנרגיה מתחדשת

במערכת החכמה של כל הבית תוכנס גם אנרגיה מתחדשת ותומר לאנרגיה חשמלית. זה יכול לא רק ליישם את הרעיון של הגנת הסביבה, אלא גם לעשות שימוש מלא במבנה ובחלל הבית כדי להבטיח אספקת אנרגיה. לעומת זאת, מערכות DC קלות יותר לשילוב עם מקורות אנרגיה מתחדשים כגון אנרגיה סולארית ואנרגיית רוח.

תאימות המכשיר

למערכת DC יש תאימות טובה יותר לציוד חשמלי פנימי. כיום, ציוד רב כגון נורות לד, מזגנים וכו' הם בעצמם כונני DC. משמעות הדבר היא שקל יותר להשיג מערכות מתח DC בקרה וניהול חכמים. באמצעות טכנולוגיה אלקטרונית מתקדמת, ניתן לשלוט בצורה מדויקת יותר בהפעלת ציוד DC ולהגיע לניהול אנרגיה מושכל.

אזורי יישום

היתרונות הרבים של מערכת DC שהוזכרו זה עתה יכולים לבוא לידי ביטוי בצורה מושלמת רק בכמה תחומים ספציפיים. אזורים אלה הם הסביבה הפנימית, וזו הסיבה ש-DC של כל הבית יכול לזרוח באזורים הפנימיים של היום.

בניין מגורים

בבנייני מגורים, מערכות DC של כל הבית יכולות לספק אנרגיה יעילה להיבטים רבים של ציוד חשמלי. מערכות תאורה הן תחום יישום משמעותי. מערכות תאורת LED המופעלות על ידי DC יכולות להפחית הפסדי המרת אנרגיה ולשפר את יעילות האנרגיה.

בנוסף, ניתן להשתמש במתח DC גם להפעלת מכשירים אלקטרוניים ביתיים, כגון מחשבים, מטענים לטלפונים ניידים וכו'. מכשירים אלו עצמם הם התקני DC ללא שלבים נוספים להמרת אנרגיה.

בניין מסחרי

משרדים ומתקנים מסחריים בבניינים מסחריים יכולים גם ליהנות ממערכות DC של כל הבית. ספק כוח DC לציוד משרדי ומערכות תאורה עוזר לשפר את יעילות האנרגיה ולהפחית בזבוז אנרגיה.

חלק מהמכשירים והציוד המסחרי, במיוחד אלה הדורשים מתח DC, יכולים גם לעבוד בצורה יעילה יותר, ובכך לשפר את היעילות האנרגטית הכוללת של מבנים מסחריים.

יישומים תעשייתיים

בתחום התעשייתי, ניתן ליישם מערכות DC לכל הבית על ציוד קו ייצור וסדנאות חשמל. חלק מהציוד התעשייתי משתמש במתח DC. שימוש במתח DC יכול לשפר את יעילות האנרגיה ולהפחית בזבוז אנרגיה. הדבר בולט במיוחד בשימוש בכלים חשמליים וציוד לסדנאות.

מערכות טעינה ואחסון אנרגיה לרכב חשמלי

בתחום התחבורה, ניתן להשתמש במערכות חשמל DC לטעינת רכבים חשמליים כדי לשפר את יעילות הטעינה. בנוסף, ניתן לשלב מערכות DC של כל הבית במערכות אחסון אנרגיה בסוללות כדי לספק למשקי בית פתרונות אחסון אנרגיה יעילים ולשפר עוד יותר את יעילות האנרגיה.

טכנולוגיית מידע ותקשורת

בתחום טכנולוגיית המידע והתקשורת, מרכזי נתונים ותחנות בסיס תקשורת הם תרחישי יישום אידיאליים עבור מערכות DC של כל הבית. מכיוון שהרבה מכשירים ושרתים במרכזי נתונים משתמשים במתח DC, מערכות מתח DC עוזרות לשפר את הביצועים של מרכז הנתונים כולו. באופן דומה, תחנות בסיס וציוד תקשורת יכולים להשתמש גם בכוח DC כדי לשפר את יעילות האנרגיה של המערכת ולהפחית את התלות במערכות חשמל מסורתיות.

רכיבי מערכת DC לכל הבית

אז איך בנויה מערכת DC של כל הבית? לסיכום, ניתן לחלק את מערכת DC של כל הבית לארבעה חלקים: מקור ייצור חשמל DC, מערכת אחסון אנרגיה יובל, מערכת חלוקת חשמל DC וציוד חשמלי יובל.

DC מקור כוח

במערכת DC, נקודת ההתחלה היא מקור הכוח DC. בניגוד למערכת ה-AC המסורתית, מקור המתח של DC לכל הבית בדרך כלל אינו מסתמך לחלוטין על המהפך כדי להמיר מתח AC למתח DC, אלא יבחר באנרגיה מתחדשת חיצונית. כמקור האנרגיה הבלעדי או העיקרי.

כך למשל תונח שכבה של פאנלים סולאריים על הקיר החיצוני של המבנה. האור יומר להספק DC על ידי הפאנלים, ולאחר מכן יאוחסן במערכת חלוקת החשמל DC, או ישודר ישירות לאפליקציית ציוד הקצה; ניתן להתקין אותו גם על הקיר החיצוני של הבניין או החדר. בנה טורבינת רוח קטנה מעל והמיר אותה לזרם ישר. כוח רוח ואנרגיה סולארית הם כיום מקורות החשמל היותר מיינסטרימיים של DC. אולי יהיו אחרים בעתיד, אבל כולם דורשים ממירים כדי להמיר אותם להספק DC.

DC מערכת אחסון אנרגיה

באופן כללי, הספק DC שנוצר על ידי מקורות מתח DC לא יועבר ישירות לציוד הקצה, אלא יישמר במערכת אחסון האנרגיה DC. כאשר הציוד זקוק לחשמל, הזרם ישוחרר ממערכת אחסון האנרגיה DC. ספק כוח בתוך הבית.

מערכת אחסון האנרגיה DC היא כמו מאגר, המקבל את האנרגיה החשמלית המומרת ממקור הכוח DC ומספקת ברציפות אנרגיה חשמלית לציוד הקצה. ראוי להזכיר שמכיוון שהעברת DC היא בין מקור הכוח DC למערכת אחסון האנרגיה DC, היא יכולה להפחית את השימוש בממירים ובהתקנים רבים, מה שלא רק מפחית את עלות עיצוב המעגל, אלא גם משפר את יציבות המערכת .

לכן, מערכת אחסון אנרגיה DC של כל הבית קרובה יותר למודול טעינת DC של רכבי אנרגיה חדשים מאשר "מערכת סולארית משולבת DC" המסורתית.

כפי שמוצג באיור שלמעלה, "מערכת סולארית משולבת DC" המסורתית צריכה להעביר זרם לרשת החשמל, ולכן יש לה מודולים נוספים של מהפך סולארי, בעוד ש"מערכת סולארית משולבת DC" עם DC של כל הבית אינה דורשת מהפך ומגבר. רובוטריקים והתקנים אחרים, יעילות ואנרגיה גבוהה.

DC מערכת חלוקת חשמל

הלב של מערכת DC של כל הבית הוא מערכת הפצת DC, אשר ממלאת תפקיד קריטי בבית, בבניין או במתקן אחר. מערכת זו אחראית על חלוקת החשמל מהמקור למכשירי קצה שונים, תוך השגת אספקת חשמל לכל חלקי הבית.

אֵפֶקְט

חלוקת אנרגיה: מערכת חלוקת הכוח DC אחראית על הפצת אנרגיה חשמלית ממקורות אנרגיה (כגון פאנלים סולאריים, מערכות אגירת אנרגיה ועוד) לציוד חשמלי מגוון בבית, לרבות תאורה, מכשירי חשמל, ציוד אלקטרוני וכו'.

שפר את יעילות האנרגיה: באמצעות חלוקת כוח DC, ניתן להפחית את הפסדי המרת האנרגיה, ובכך לשפר את היעילות האנרגטית של המערכת כולה. במיוחד בשילוב עם ציוד DC ומקורות אנרגיה מתחדשים, ניתן להשתמש באנרגיה חשמלית בצורה יעילה יותר.

תומך בהתקני DC: אחד המפתחות למערכת DC של כל הבית הוא תמיכה באספקת החשמל של התקני DC, הימנעות מאובדן אנרגיה של המרת AC לDC.

לְהַווֹת

לוח חלוקה DC: פאנל חלוקת DC הוא מכשיר מפתח המפיץ חשמל מפאנלים סולאריים ומערכות אחסון אנרגיה למעגלים והתקנים שונים בבית. הוא כולל רכיבים כגון מפסקי זרם DC ומייצבי מתח כדי להבטיח הפצה יציבה ואמינה של אנרגיה חשמלית.

מערכת בקרה חכמה: על מנת להשיג ניהול ובקרה חכמים של אנרגיה, מערכות DC של כל הבית מצוידות בדרך כלל במערכות בקרה חכמות. זה יכול לכלול תכונות כגון ניטור אנרגיה, שלט רחוק והגדרת תרחישים אוטומטיים לשיפור הביצועים הכוללים של המערכת.

שקעים ומתגים DC: על מנת להיות תואמים לציוד DC, השקעים והמתגים בבית שלך צריכים להיות מתוכננים עם חיבורי DC. ניתן להשתמש בשקעים ומתגים אלה עם ציוד המופעל באמצעות DC תוך הבטחת בטיחות ונוחות.

DC ציוד חשמלי

יש כל כך הרבה ציוד מתח DC פנימי שאי אפשר לפרט את כולם כאן, אבל אפשר לסווג אותם רק באופן גס. לפני כן, עלינו להבין תחילה איזה סוג של ציוד דורש מתח AC ואיזה סוג של מתח DC. באופן כללי, מכשירי חשמל בעלי הספק גבוה דורשים מתחים גבוהים יותר ומצוידים במנועים בעלי עומס גבוה. מכשירי חשמל כאלה מונעים על ידי AC, כמו מקררים, מזגנים מיושנים, מכונות כביסה, קולטי אדים וכו'.

יש גם ציוד חשמלי שאינו מצריך הנעת מנוע בעוצמה גבוהה, והמעגלים המשולבים המדויקים יכולים לפעול רק במתח בינוני ונמוך, ולהשתמש באספקת חשמל DC, כגון טלוויזיות, מחשבים ומקלטי טייפ.

כמובן, ההבחנה לעיל אינה מקיפה במיוחד. כיום, מכשירי חשמל רבים יכולים להיות מופעלים גם באמצעות DC. לדוגמה, מזגני DC בתדר משתנה הופיעו, המשתמשים במנועי DC עם אפקט שקט טוב יותר וחיסכון רב יותר באנרגיה. באופן כללי, המפתח לשאלה אם הציוד החשמלי הוא AC או DC תלוי במבנה המכשיר הפנימי.

Pמקרה רקטי של כל הבית DC

הנה כמה מקרים של "כל הבית DC" מרחבי העולם. ניתן למצוא שמקרים אלו הם בעצם פתרונות דלי פחמן וידידותיים לסביבה, מה שמראה שהכוח המניע העיקרי של "DC כל הבית" הוא עדיין הרעיון של הגנת הסביבה, ולמערכות DC חכמות יש עוד דרך ארוכה לעבור .

בית אפס פליטות בשוודיה

Zhongguancun אזור הדגמה פרויקט בניין אנרגיה חדשה

פרויקט בניין האנרגיה החדשה Zhongguancun הוא פרויקט הדגמה שמקודם על ידי ממשלת מחוז צ'אויאנג של בייג'ינג, סין, במטרה לקדם מבנים ירוקים ושימוש באנרגיה מתחדשת. בפרויקט זה, חלק מהבניינים מאמצים מערכות DC לכל הבית, המשולבות עם פאנלים סולאריים ומערכות אחסון אנרגיה כדי לממש את אספקת החשמל DC. ניסיון זה נועד להפחית את ההשפעה הסביבתית של הבניין ולשפר את יעילות האנרגיה על ידי שילוב אנרגיה חדשה ואספקת חשמל DC.

פרויקט מגורים באנרגיה בת קיימא עבור דובאי Expo 2020, איחוד האמירויות הערביות

בתערוכת 2020 בדובאי, מספר פרויקטים הציגו בתים של אנרגיה בת קיימא המשתמשים באנרגיה מתחדשת ומערכות DC של כל הבית. פרויקטים אלה שואפים לשפר את יעילות האנרגיה באמצעות פתרונות אנרגיה חדשניים.

פרויקט ניסיוני של יפן DC Microgrid

ביפן, כמה פרויקטים ניסיוניים של microgrid החלו לאמץ מערכות DC של כל הבית. מערכות אלו מופעלות על ידי אנרגיה סולארית ורוח, תוך הטמעת חשמל DC למכשירים וציוד בתוך הבית.

בית רכזת האנרגיה

הפרויקט, שיתוף פעולה בין אוניברסיטת לונדון סאות' בנק והמעבדה הפיזית הלאומית של בריטניה, נועד ליצור בית אפס אנרגיה. הבית משתמש בכוח DC, בשילוב עם מערכות פוטו-וולטאיות סולאריות ומערכות אחסון אנרגיה, לצורך שימוש יעיל באנרגיה.

Rאגודות תעשיה רלבנטיות

הטכנולוגיה של מודיעין של כל הבית הוצגה בפניכם בעבר. למעשה, הטכנולוגיה נתמכת על ידי כמה איגודי תעשייה. רשת Charging Head ספרה עמותות רלוונטיות בענף. כאן נציג בפניכם את האסוציאציות הקשורות ל-hel-house DC.

תַשְׁלוּם 

FCA

FCA (Fast Charging Alliance), השם הסיני הוא "איגוד תעשיית הטעינה המהירה של מסוף גואנגדונג". איגוד תעשיית הטעינה המהירה של מסוף גואנגדונג (המכונה איגוד תעשיית הטעינה המהירה של מסוף) הוקם בשנת 2021. טכנולוגיית הטעינה המהירה של המסוף היא יכולת מפתח המניעה את היישום בקנה מידה גדול של הדור החדש של תעשיית המידע האלקטרוני (כולל 5G ובינה מלאכותית ). תחת מגמת הפיתוח העולמית של ניטרליות פחמן, טעינה מהירה מסוף מסייעת להפחית פסולת אלקטרונית ובזבוז אנרגיה ולהשיג הגנה על סביבה ירוקה. ופיתוח בר-קיימא של התעשייה, המביא חווית טעינה בטוחה ואמינה יותר למאות מיליוני צרכנים.

על מנת להאיץ את הסטנדרטיזציה והתיעוש של טכנולוגיית הטעינה המהירה של טרמינלים, האקדמיה לטכנולוגיית מידע ותקשורת, Huawei, OPPO, vivo ו-Xiaomi הובילו בהשקת מאמץ משותף עם כל הצדדים בשרשרת תעשיית הטעינה המהירה במסוף כגון מכונות פנימיות שלמות, שבבים, מכשירים, מטענים ואביזרים. ההכנות יחלו בתחילת 2021. הקמת העמותה תסייע בבניית קהילת אינטרסים בשרשרת התעשייה, יצירת בסיס תעשייתי לתכנון טעינה מהירה של מסוף, מחקר ופיתוח, ייצור, בדיקות והסמכה, תניע את פיתוח הליבה רכיבים אלקטרוניים, שבבים כלליים מתקדמים, חומרים בסיסיים מרכזיים ותחומים אחרים, ושואפים לבנות מסופים ברמה עולמית לאשכולות תעשייתיים חדשניים של Kuaihong הם בעלי משמעות חיונית.

FCA מקדם בעיקר את תקן UFCS. השם המלא של UFCS הוא Universal Fast Charging Specification, ושמו הסיני הוא Fusion Fast Charging Standard. זהו דור חדש של טעינה מהירה משולבת בהובלת האקדמיה לטכנולוגיית מידע ותקשורת, Huawei, OPPO, vivo, Xiaomi, ומאמצים משותפים רבים של חברות טרמינלים, שבבים ושותפים בתעשייה כגון Silicon Power, Rockchip, Lihui Technology, ו אנגבאו אלקטרוניקה. פּרוֹטוֹקוֹל. מטרת ההסכם היא לגבש תקני טעינה מהירה משולבים למסופונים ניידים, לפתור את בעיית חוסר ההתאמה של טעינה מהירה הדדית וליצור סביבת טעינה מהירה, בטוחה ותואמת למשתמשי הקצה.

נכון לעכשיו, UFCS ערך את כנס הבדיקה השני של UFCS, בו הושלמו "מבחן תאימות פונקציית חבר ארגוני" ו"מבחן תאימות יצרן טרמינל". באמצעות בדיקות וחילופי סיכום, אנו משלבים בו-זמנית תיאוריה ופרקטיקה, במטרה לשבור את המצב של אי התאמה של טעינה מהירה, לקדם במשותף פיתוח בריא של טעינה מהירה מסוף ועבודה עם ספקים ונותני שירות רבים ואיכותיים בשרשרת התעשייה כדי במשותף לקדם תקני טכנולוגיית טעינה מהירה. התקדמות תיעוש UFCS.

USB-IF

בשנת 1994, ארגון התקינה הבינלאומי שיזמו אינטל ומיקרוסופט, המכונה "USB-IF" (שם מלא: USB Implementers Forum), הוא חברה ללא מטרות רווח שהוקמה על ידי קבוצת חברות שפיתחה את מפרט ה-Universal Serial Bus. USB-IF הוקמה כדי לספק ארגון תמיכה ופורום לפיתוח ואימוץ טכנולוגיית האפיק הטורי אוניברסלי. הפורום מקדם פיתוח ציוד היקפי (מכשירים) USB תואמים באיכות גבוהה ומקדם את יתרונות ה-USB ואיכות המוצרים העוברים בדיקות תאימותng.

לטכנולוגיה שהושקה על ידי USB-IF USB יש כיום גרסאות מרובות של מפרטים טכניים. הגרסה העדכנית ביותר של המפרט הטכני היא USB4 2.0. הקצב המרבי של תקן טכני זה הוגדל ל-80Gbps. הוא מאמץ ארכיטקטורת נתונים חדשה, תקן טעינה מהירה USB PD, ממשק USB Type-C ותקני כבלים יעודכנו גם הם בו זמנית.

WPC

השם המלא של WPC הוא Wireless Power Consortium, ושמה הסיני הוא "Wireless Power Consortium". הוא נוסד ב-17 בדצמבר 2008. זהו ארגון התקינה הראשון בעולם לקידום טכנולוגיית טעינה אלחוטית. נכון למאי 2023, ל-WPC יש בסך הכל 315 חברים. חברי הברית משתפים פעולה עם מטרה משותפת: להשיג תאימות מלאה של כל המטענים האלחוטיים ומקורות הכוח האלחוטיים ברחבי העולם. לשם כך, הם גיבשו מפרטים רבים לטכנולוגיית טעינה מהירה אלחוטית.

ככל שטכנולוגיית הטעינה האלחוטית ממשיכה להתפתח, היקף היישום שלה התרחב ממכשירי כף יד לצרכנים לתחומים חדשים רבים, כגון מחשבים ניידים, טאבלטים, רחפנים, רובוטים, אינטרנט של כלי רכב ומטבחים אלחוטיים חכמים. WPC פיתחה ותחזק סדרה של תקנים עבור מגוון יישומי טעינה אלחוטית, כולל:

תקן Qi לסמארטפונים ומכשירים ניידים אחרים.

תקן המטבח האלחוטי Ki, למכשירי חשמל למטבח, תומך בהספק טעינה של עד 2200W.

תקן כלי רכב חשמליים קלים (LEV) הופך אותו למהיר, בטוח, חכם ונוח יותר להטעין באופן אלחוטי רכבים חשמליים קלים כגון אופניים חשמליים וקטנועים בבית ובדרך.

תקן טעינה אלחוטית תעשייתית להעברת כוח אלחוטית בטוחה ונוחה לטעינת רובוטים, AGVs, מל"טים ומכונות אוטומציה תעשייתיות אחרות.

יש כיום יותר מ-9,000 מוצרי טעינה אלחוטית עם אישור Qi בשוק. WPC מאמת את הבטיחות, יכולת הפעולה ההדדית והתאמתם של מוצרים באמצעות רשת מעבדות הבדיקה המורשות שלה ברחבי העולם.

תִקשׁוֹרֶת

CSA

The Connectivity Standards Alliance (CSA) הוא ארגון שמפתח, מאשר ומקדם תקני בית חכם. קודמתה היא Zigbee Alliance שנוסדה בשנת 2002. באוקטובר 2022 יגיע מספר חברי חברות הברית ליותר מ-200.

CSA מספקת תקנים, כלים והסמכות לחדשני IoT כדי להפוך את האינטרנט של הדברים לנגיש, מאובטח ושמיש יותר1. הארגון מוקדש להגדרה ולהגברת המודעות בתעשייה ופיתוח כולל של שיטות עבודה מומלצות לאבטחה עבור מחשוב ענן וטכנולוגיות דיגיטליות מהדור הבא. CSA-IoT מאגדת את החברות המובילות בעולם ליצור ולקדם סטנדרטים פתוחים משותפים כגון Matter, Zigbee, IP וכו' וכן תקנים בתחומים כמו אבטחת מוצרים, פרטיות נתונים, בקרת גישה חכמה ועוד.

Zigbee הוא תקן חיבור IoT שהושק על ידי CSA Alliance. זהו פרוטוקול תקשורת אלחוטי המיועד ליישומי רשת חיישנים אלחוטיים (WSN) ו-Internet of Things (IoT). היא מאמצת את תקן IEEE 802.15.4, פועלת בפס התדרים של 2.4 GHz, ומתמקדת בצריכת חשמל נמוכה, מורכבות נמוכה ותקשורת לטווח קצר. מקודם על ידי CSA Alliance, הפרוטוקול נמצא בשימוש נרחב בבתים חכמים, אוטומציה תעשייתית, שירותי בריאות ותחומים אחרים.

אחת ממטרות התכנון של Zigbee היא לתמוך בתקשורת אמינה בין מספר רב של מכשירים תוך שמירה על רמות צריכת חשמל נמוכות. הוא מתאים למכשירים שצריכים לפעול לאורך זמן ולהסתמך על סוללה, כמו צמתי חיישנים. לפרוטוקול טופולוגיות שונות, כולל כוכב, רשת ועץ אשכול, מה שהופך אותו להתאמה לרשתות בגדלים וצרכים שונים.

מכשירי Zigbee יכולים ליצור רשתות מתארגנות באופן אוטומטי, הם גמישים וניתנים להתאמה ויכולים להסתגל באופן דינמי לשינויים בטופולוגיית הרשת, כגון הוספה או הסרה של מכשירים. זה הופך את Zigbee לקל יותר לפריסה ולתחזוקה ביישומים מעשיים. בסך הכל, Zigbee, כפרוטוקול תקשורת אלחוטי סטנדרטי פתוח, מספקת פתרון אמין לחיבור ובקרה של התקני IoT שונים.

Bluetooth SIG

ב-1996, אריקסון, נוקיה, טושיבה, יבמ ואינטל תכננו להקים איגוד תעשייתי. ארגון זה היה "Bluetooth Technology Alliance", המכונה "Bluetooth SIG". הם פיתחו במשותף טכנולוגיית חיבור אלחוטי לטווח קצר. צוות הפיתוח קיווה שטכנולוגיית תקשורת אלחוטית זו יכולה לתאם ולאחד עבודה בתחומים תעשייתיים שונים כמו Bluetooth King. לכן, טכנולוגיה זו נקראה Bluetooth.

בלוטות' (טכנולוגיית Bluetooth) הוא תקן תקשורת אלחוטית לטווח קצר, בעל הספק נמוך, המתאים לחיבורי מכשירים שונים והעברת נתונים, עם צימוד פשוט, חיבור רב נקודות ותכונות אבטחה בסיסיות.

בלוטות' (טכנולוגיית Bluetooth) יכולה לספק חיבורים אלחוטיים למכשירים בבית ומהווה חלק חשוב מטכנולוגיית התקשורת האלחוטית.

אגודת SPARKLINK

ב-22 בספטמבר 2020 הוקמה רשמית עמותת Sparklink. ברית Spark היא ברית תעשייתית המחויבת לגלובליזציה. מטרתה לקדם את החדשנות והאקולוגיה התעשייתית של הדור החדש של טכנולוגיית התקשורת האלחוטית לטווח קצר SparkLink, ולבצע פיתוח מהיר של יישומי תרחישים חדשים כגון מכוניות חכמות, בתים חכמים, מסופים חכמים וייצור חכם, ולעמוד על הצרכים. של דרישות ביצועים קיצוניות. כיום מונה העמותה למעלה מ-140 חברים.

טכנולוגיית התקשורת האלחוטית לטווח קצר שמקודמת על ידי Sparklink Association נקראת SparkLink, ושמה הסיני הוא Star Flash. המאפיינים הטכניים הם חביון נמוך במיוחד ואמינות גבוהה במיוחד. בהסתמך על מבנה מסגרת קצר במיוחד, Polar codec ומנגנון שידור חוזר HARQ. SparkLink יכול להשיג חביון של 20.833 מיקרו-שניות ואמינות של 99.999%.

WI-Fאני ברית

ה-Wi-Fi Alliance הוא ארגון בינלאומי המורכב ממספר חברות טכנולוגיה אשר מחויב לקדם ולקדם את הפיתוח, החדשנות והסטנדרטיזציה של טכנולוגיית הרשת האלחוטית. הארגון נוסד בשנת 1999. מטרתו העיקרית היא להבטיח שמכשירי Wi-Fi המיוצרים על ידי יצרנים שונים יהיו תואמים זה לזה, ובכך לקדם את הפופולריות והשימוש ברשתות אלחוטיות.

טכנולוגיית Wi-Fi (Wireless Fidelity) היא טכנולוגיה שמקודמת בעיקר על ידי Wi-Fi Alliance. כטכנולוגיית LAN אלחוטית, היא משמשת להעברת נתונים ותקשורת בין מכשירים אלקטרוניים באמצעות אותות אלחוטיים. היא מאפשרת למכשירים (כגון מחשבים, סמארטפונים, טאבלטים, מכשירי בית חכם וכו') להחליף נתונים בטווח מוגבל ללא צורך בחיבור פיזי.

טכנולוגיית Wi-Fi משתמשת בגלי רדיו כדי ליצור חיבורים בין מכשירים. אופי אלחוטי זה מבטל את הצורך בחיבורים פיזיים, ומאפשר למכשירים לנוע בחופשיות בטווח תוך שמירה על קישוריות רשת. טכנולוגיית Wi-Fi משתמשת ברצועות תדרים שונים להעברת נתונים. פסי התדר הנפוצים ביותר כוללים 2.4GHz ו-5GHz. פסי התדרים הללו מחולקים למספר ערוצים שבהם מכשירים יכולים לתקשר.

המהירות של טכנולוגיית ה-Wi-Fi תלויה בתקן ובפס התדרים. עם ההתפתחות המתמשכת של הטכנולוגיה, מהירות ה-Wi-Fi עלתה בהדרגה ממאות Kbps (קילוביט לשנייה) המוקדמות ביותר למספר Gbps הנוכחי (גיגה-ביט לשנייה). תקני Wi-Fi שונים (כגון 802.11n, 802.11ac, 802.11ax וכו') תומכים בקצבי שידור מרביים שונים. בנוסף, שידורי נתונים מוגנים באמצעות פרוטוקולי הצפנה ואבטחה. ביניהם, WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) ו-WPA3 הם תקני הצפנה נפוצים המשמשים להגנה על רשתות Wi-Fi מפני גישה בלתי מורשית וגניבת נתונים.

Sטנדארדיזציה וקודי בנייה

מכשול עיקרי בפיתוח מערכות DC של כל הבית הוא היעדר סטנדרטים וקודי בנייה עקביים גלובליים. מערכות חשמל מסורתיות לבניין פועלות בדרך כלל על זרם חילופין, ולכן מערכות DC של כל הבית דורשות סט חדש של סטנדרטים בתכנון, התקנה ותפעול.

חוסר סטנדרטיזציה עלול להוביל לאי התאמה בין מערכות שונות, להגביר את המורכבות של בחירת והחלפת ציוד, ועלול גם להפריע להיקף השוק ולפופולאריזציה. חוסר התאמה לקודי בנייה הוא גם אתגר, שכן תעשיית הבנייה מבוססת לרוב על עיצובי AC מסורתיים. לכן, הצגת מערכת DC לכל הבית עשויה לדרוש התאמות והגדרה מחדש של קודי הבנייה, דבר שייקח זמן ומאמץ משותף.

Eעלויות קונומיות והחלפת טכנולוגיה

פריסת מערכת DC ביתית שלמה עשויה להיות כרוכה בעלויות ראשוניות גבוהות יותר, לרבות ציוד DC מתקדם יותר, מערכות אחסון אנרגיית סוללות ומכשירים מותאמים DC. עלויות נוספות אלו עשויות להיות אחת הסיבות לכך שצרכנים ומפתחי בניין רבים מהססים לאמץ מערכות DC לבית שלם.

בנוסף, ציוד ותשתית AC מסורתיים הם כה בוגרים ונפוצים עד שמעבר למערכת DC של בית שלם דורש הסבה טכנולוגית בקנה מידה גדול, הכוללת תכנון מחדש של מתווה החשמל, החלפת ציוד והכשרת כוח אדם. שינוי זה עלול להטיל עלויות השקעה ועבודה נוספות על מבנים ותשתיות קיימים, ולהגביל את הקצב שבו ניתן להפעיל מערכות DC של כל הבית.

Dתאימות מכשירים וגישה לשוק

מערכות DC של כל הבית צריכות לקבל תאימות עם יותר מכשירים בשוק כדי להבטיח שמכשירים שונים, תאורה והתקנים אחרים בבית יוכלו לפעול בצורה חלקה. נכון לעכשיו, מכשירים רבים בשוק עדיין מבוססי AC, וקידום מערכות DC של כל הבית מצריך שיתוף פעולה עם יצרנים וספקים כדי לקדם יותר מכשירים תואמי DC להיכנס לשוק.

יש גם צורך לעבוד עם ספקי אנרגיה ורשתות חשמל כדי להבטיח אינטגרציה יעילה של אנרגיה מתחדשת וחיבור הדדי עם רשתות מסורתיות. בעיות של תאימות ציוד וגישה לשוק עשויות להשפיע על היישום הנרחב של מערכות DC של כל הבית, הדורשות יותר קונצנזוס ושיתוף פעולה בשרשרת התעשייה.

Sמארט ובר קיימא

אחד מכיווני הפיתוח העתידיים של מערכות DC של כל הבית הוא לשים דגש רב יותר על מודיעין וקיימות. על ידי שילוב מערכות בקרה חכמות, מערכות DC של כל הבית יכולות לנטר ולנהל בצורה מדויקת יותר את צריכת החשמל, מה שמאפשר אסטרטגיות ניהול אנרגיה מותאמות אישית. המשמעות היא שהמערכת יכולה להתאים באופן דינמי לביקוש הביתי, למחירי החשמל ולזמינות של אנרגיה מתחדשת כדי למקסם את יעילות האנרגיה ולהפחית את עלויות האנרגיה.

במקביל, כיוון הפיתוח בר-קיימא של מערכות DC של כל הבית כולל שילוב של מקורות אנרגיה מתחדשים רחבים יותר, לרבות אנרגיה סולארית, אנרגיית רוח וכו', כמו גם טכנולוגיות אחסון אנרגיה יעילות יותר. זה יעזור לבנות מערכת חשמל ביתית ירוקה, חכמה ובת קיימא יותר ולקדם את הפיתוח העתידי של מערכות DC של כל הבית.

Sטנדריזציה ושיתוף פעולה תעשייתי

על מנת לקדם יישום רחב יותר של מערכות DC של כל הבית, כיוון פיתוח נוסף הוא חיזוק הסטנדרטיזציה ושיתוף הפעולה התעשייתי. קביעת סטנדרטים ומפרטים מאוחדים בעולם יכולה להפחית את עלויות התכנון וההטמעה של המערכת, לשפר את תאימות הציוד, ובכך לקדם את הרחבת השוק.

בנוסף, שיתוף פעולה תעשייתי הוא גם גורם מפתח בקידום פיתוח מערכות DC של כל הבית. המשתתפים בכל ההיבטים, כולל בונים, מהנדסי חשמל, יצרני ציוד וספקי אנרגיה, צריכים לעבוד יחד כדי ליצור מערכת אקולוגית תעשייתית בשרשרת מלאה. זה עוזר לפתור תאימות מכשירים, לשפר את יציבות המערכת ולהניע חדשנות טכנולוגית. באמצעות סטנדרטיזציה ושיתוף פעולה תעשייתי, מערכות DC של כל הבית צפויות להשתלב בצורה חלקה יותר בבניינים ומערכות חשמל מיינסטרים ולהשיג יישומים רחבים יותר.

SUMMARY

DC של כל הבית היא מערכת חלוקת חשמל בהתהוות, שבניגוד למערכות AC מסורתיות, מפעילה כוח DC על הבניין כולו, ומכסה כל דבר, החל מתאורה ועד לציוד אלקטרוני. מערכות DC לכל הבית מציעות כמה יתרונות ייחודיים על פני מערכות מסורתיות במונחים של יעילות אנרגטית, שילוב אנרגיה מתחדשת ותאימות ציוד. ראשית, על ידי צמצום השלבים הכרוכים בהמרת אנרגיה, מערכות DC של כל הבית יכולות לשפר את יעילות האנרגיה ולהפחית בזבוז אנרגיה. שנית, כוח DC קל יותר לשילוב עם ציוד אנרגיה מתחדשת כגון פאנלים סולאריים, מה שמספק פתרון כוח בר קיימא יותר לבניינים. בנוסף, עבור התקני DC רבים, אימוץ מערכת DC ביתית שלמה יכולה להפחית את הפסדי המרת האנרגיה ולהגדיל את הביצועים ואת חיי הציוד.

תחומי היישום של מערכות DC של כל הבית מכסים תחומים רבים, כולל בנייני מגורים, מבנים מסחריים, יישומים תעשייתיים, מערכות אנרגיה מתחדשת, תחבורה חשמלית וכו'. בבנייני מגורים, ניתן להשתמש במערכות DC של כל הבית כדי להפעיל ביעילות תאורה ומכשירים , שיפור יעילות האנרגיה הביתית. במבנים מסחריים, אספקת חשמל DC לציוד משרדי ומערכות תאורה מסייעת בהפחתת צריכת האנרגיה. במגזר התעשייתי, מערכות DC של כל הבית יכולות לשפר את יעילות האנרגיה של ציוד קו ייצור. בין מערכות אנרגיה מתחדשת, קל יותר לשלב מערכות DC של כל הבית עם ציוד כגון אנרגיית שמש ורוח. בתחום התחבורה החשמלית, ניתן להשתמש במערכות חלוקת חשמל DC לטעינת רכבים חשמליים כדי לשפר את יעילות הטעינה. ההרחבה המתמשכת של אזורי יישומים אלה מצביעה על כך שמערכות DC של כל הבית יהפכו לאופציה מעשית ויעילה במערכות בניין וחשמל בעתיד.

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