Имеет ли смысл иметь в доме цепь освещения 12 В?

18

Современные светодиодные лампы должны преобразовывать стандартный бытовой источник питания (например, в Великобритании) в источник постоянного тока с более низким напряжением ( я думаю, обычно ) для светодиодной матрицы. Это делается на основе каждой лампы. $240\text{V AC}$ $12\text{V DC}$

Тратит ли это много энергии на преобразование? Если все ваши лампы являются светодиодными, имеет ли смысл вместо этого иметь схему для освещения всего дома и светодиодные лампы без преобразования для каждой лампы? $12\text{V DC}$

electrical-engineering energy-efficiency

— jhabbott
источник

3

Если бы вы это сделали, вы бы хотели убедиться, что проводка легко распознаваема по проводке переменного тока. Интересно, существуют ли национальные стандарты для такой проводки, особенно в отношении цвета проводов и кабеля в целом?

— Фред

2

Есть причины, как практические, так и политические, за использование AC. Я ожидаю, что вы правы в том, что один высококачественный источник постоянного тока в доме может выполнять работу лучше и эффективнее, чем десятки лампочек, блоков питания компьютера, зарядных устройств для сотовых телефонов и других настенных бородавок есть. Вы, вероятно, все еще использовали бы переменный ток для генерации и передачи на большие расстояния.

— Дан

2

Какова стоимость и какова экономия? Если вы хотите провести какую-то реальную мощность через линии, это будет много меди. Местный строительный кодекс захочет убедиться, что ваши провода не перегреваются и не начинают возгораться.

— Джордж Герольд

6

NEC допускает электропроводку низкого напряжения постоянного тока. Вот некоторые примеры: телефонные линии (постоянный ток, если телефон не звонит), питание по Ethernet и чувствительные звуковые системы. Я не могу вспомнить, как определяется низкое напряжение, но 12 В определенно подойдет.

— Рик поддерживает Монику

1

Я знаю о модульных галогенных / светодиодных светильниках, которые работают по общей схеме 12 В; будучи модульными, они могут быть сделаны довольно обширными, а некоторые достаточно мощные 12-вольтовые трансформаторы доступны для поддержки больших установок.

— SF.

12

Распределенная мощность постоянного тока фактически используется в какой-то новой конструкции. Это обусловлено не столько эффективностью трансформатора, сколько другой логистикой. Здесь, в Калифорнии, по крайней мере, у нас есть закон (известный как «Название 24»), который требует некоторых довольно сложных средств управления освещением, а также достаточно низкого энергопотребления на квадратный фут. Требования к контролю включают в себя компенсацию дневного света за счет автоматического затемнения света, определения занятости и уменьшения использования электроэнергии. Это означает, что контроллеры являются довольно сложными и дорогими, и что светодиодные светильники иногда предпочтительнее в новой конструкции. В результате некоторые системы продаются с контроллерами, которые выводят постоянный ток с постоянным током, который напрямую питает светодиодные светильники.

Распределение постоянного тока уменьшает количество проводов, которые должны пройти к каждому устройству (DC + и DC- вместо переменного, горячего, нейтрального и отдельной линии управления) и экономит некоторые деньги на электронике. Насколько я знаю, есть еще хотя бы один контроллер на комнату. Я не знаю ни одной системы, которая бы распространяла DC по всему зданию. Я предполагаю, что это потому, что с увеличением длины и тока преимущества высокого напряжения в уменьшении размера провода становятся более значительными.

— Ethan48
источник

11

Да: что-то подобное обычно делалось в США десятилетиями. Как лампы накаливания в нижней камере, так и внешнее низковольтное «ландшафтное» освещение часто работают от одного 12В трансформатора по 12-жильным проводам. Таким образом, есть код для этого, и любой, кто недавно создал компьютер, знает, что высокоэффективные преобразователи постоянного тока имеют первостепенную премию, поэтому можно сомневаться, что преобразователь, встроенный в каждую светодиодную лампу, столь же эффективен ... не говоря уже о том, что дистанцирование трансформатора от срок службы лампы увеличится за счет уменьшения воздействия тепла.

— feetwet
источник

3

RV, кемпинг, катание на лодках и солнечная энергетика могли оказать существенное влияние на развитие светодиодных клубов, работающих на 12 В постоянного тока. Автомобильная промышленность тоже могла оказать какое-то влияние. Вот некоторые проблемы, из-за которых освещение 12 В постоянного тока не практично:

Структурные: Большинство домов питаются от 110/120/220/230/240 В переменного тока. Преобразование этих 12 В постоянного тока для освещения является дорогостоящим. Существует значительная структурная стоимость, чтобы начать использовать 12VDC для освещения в одиночестве.
Все остальные бытовые приборы в большинстве случаев требуют 110/120/220/230/240 В переменного тока в зависимости от региона. Поэтому для дома потребуется 110/120/220/230/240 В переменного тока плюс сеть 12 В постоянного тока. Это добавленная стоимость для потребителя.
Также может быть непомерно иметь сеть постоянного тока 12 В в крупных офисных комплексах, больницах, гостиницах, аэропортах, стадионах и т. Д.
Падение мощности постоянного тока от точки к точке в этих больших зданиях также может быть выше.

Преобразование мощности переменного тока в мощность 12 В постоянного тока для освещения светодиодных ламп (светоизлучающих диодов)

Основным строительным блоком светодиода является диод. Типичный диод включается при прямом напряжении 0,7 В. Характеристика тока / напряжения (IV) для типичного диода показана ниже.

Диаграмма IV для диода

В зависимости от цвета светодиода прямое напряжение меняется. В таблице ниже перечислены типичные прямые напряжения для светодиодов разного цвета.

Типичные характеристики для цветных светодиодов

Прямое напряжение для типичного белого светодиода составляет от 3 до 4 В. Ниже приведен график IV для типичных цветных светодиодов

IV кривые для разноцветных светодиодов

Типичный источник переменного тока (120 В в США, 240 В в Великобритании) необходимо выпрямить до более низкого напряжения постоянного тока. Передача постоянного тока на большие расстояния неэффективна. Таким образом, подача переменного тока намного эффективнее для передачи энергии. При преобразовании переменного тока в постоянный всегда происходит потеря энергии, но современные технологии преодолели большинство этих преимуществ. На рынке имеются небольшие экономически эффективные модули выпрямительных цепей.

Ниже приведен пример одного такого устройства. (RECOM Power RAC01-05SC)

_{Нажмите на изображение, чтобы увеличить версию изображения.}

RECOM Power RAC01-05SC

Резюме

Хотя преобразование переменного тока в постоянное является эффективным, другие структурные затраты перевешивают преимущества отдельной линии 12 В постоянного тока в домах. По мере развития технологий и рынков вполне вероятно, что появятся универсальные светодиодные лампы переменного тока, в которых преобразование будет происходить незаметно независимо от входного переменного напряжения.

Ссылки:

— Махендра Гунавардена
источник

Интересная запись от diy.stackexchange.com diy.stackexchange.com/questions/24686/…

— Махендра Гунавардена

Это старый пост, поэтому я не буду ждать изменений. Но для полноты изложения будущие читатели отмечу, что ваше утверждение «передача постоянного тока на большие расстояния неэффективна» совершенно неверно. DC намного более эффективен для больших расстояний, поэтому используются схемы передачи HVDC. Преимущество переменного тока заключается в том, что преобразование напряжения с использованием трансформаторов является относительно простым и дешевым.

— Грэм

@ Грэм не стесняйтесь опубликовать ответ.

— Махендра Гунавардена

2

Я бы сказал, что это зависит от размера сети 12 В, количества трансформаторов и их размера. Проблема двоякая.

Прежде всего, мы должны думать о потерях конверсии, понесенных. Если (и это большое Если) КПД на лампах такой же, как на центральном трансформаторе, тогда потери, связанные с центральным трансформатором, соответствуют потерям, которые несут распределенные лампочки. Однако обычно трансформатор имеет пик эффективности (например, если пиковая мощность трансформатора составляет 500 Вт, пик эффективности может составлять 460 Вт. Когда система использует больше или меньше мощности, трансформатор менее эффективен). Это необходимо учитывать при расчете потенциальных потерь.

Во-вторых, есть проблема с проводкой. При прокладке 220 В или 110 В сечение кабеля учитывает максимальный ток, который необходимо будет транспортировать. Во Франции вы можете проложить проводку освещения по кабелю 1,5 мм² (AWG15 или 16). Использование светодиодов приведет к снижению потребляемой мощности, но, поскольку вы снизили напряжение, падение напряжения может увеличиться, если вы используете слишком тонкий кабель. Например, если вы используете лампочки 12 Вт, они потребляют ток 1 А при напряжении 12 В вместо 0,05 А при напряжении 220 В. Слишком тонкий кабель может привести к слишком значительному падению напряжения, из-за которого светодиоды не загорятся.

— gromain
источник