Czy warto mieć w domu obwód oświetlenia 12 V?

18

Nowoczesne żarówki LED muszą przekształcić standardowe źródło zasilania domowego (na przykład w Wielkiej Brytanii) w źródło prądu stałego o niższym napięciu (zazwyczaj ). Odbywa się to na podstawie żarówki. $240\text{V AC}$ $12\text{V DC}$

Czy to marnuje dużo energii podczas konwersji? Jeśli wszystkie Twoje żarówki są żarówkami LED, czy miałoby sens zamiast tego mieć obwód do oświetlenia w całym domu i żarówki LED bez konwersji na żarówkę? $12\text{V DC}$

electrical-engineering energy-efficiency

— jhabbott
źródło

3

Jeśli tak, chciałbyś upewnić się, że okablowanie można łatwo zidentyfikować na podstawie okablowania prądu przemiennego. Zastanawiam się, czy istnieją normy krajowe dla takiego okablowania, szczególnie w odniesieniu do koloru drutów i całego kabla?

— Fred

2

Istnieją powody, zarówno praktyczne , jak i polityczne, przemawiające za stosowaniem AC. Spodziewam się, że masz rację, że jeden wysokiej jakości zasilacz prądu stałego w domu mógłby wykonać lepszą i bardziej wydajną pracę niż dziesiątki żarówek, zasilaczy komputerowych, ładowarek do telefonów komórkowych i innych brodawek na ścianę, które mamy dostał. Prawdopodobnie nadal używałbyś prądu przemiennego do generowania i transmisji na duże odległości.

— Dan

2

Jaki jest koszt i jakie są oszczędności? Jeśli chcesz poprowadzić jakąkolwiek rzeczywistą moc przez linie, byłoby dużo miedzi. Lokalny kod budynku będzie chciał, aby twoje przewody nie uległy przegrzaniu i nie spowodowały pożaru.

— George Herold

6

NEC pozwala na okablowanie niskonapięciowego prądu stałego. Niektóre przykłady to: linie telefoniczne (prąd stały, chyba że telefon dzwoni), zasilanie przez sieć Ethernet i wrażliwe systemy dźwiękowe. Nie pamiętam, jak zdefiniowane jest niskie napięcie, ale 12 V na pewno się kwalifikuje.

— Rick wspiera Monikę

1

Znam modułowe oprawy halogenowe / LED, które działają na wspólnym obwodzie 12V; ponieważ są modułowe, mogą być dość obszerne, a niektóre dość mocne transformatory 12V są dostępne do obsługi większych instalacji.

— SF.

12

Rozproszona moc prądu stałego jest faktycznie wykorzystywana w nowej konstrukcji. Jest mniej napędzany wydajnością transformatora niż innymi logistykami. Tutaj, w Kalifornii, mamy prawo (znane jako Tytuł 24), które wymaga dość skomplikowanych kontroli oświetlenia, a także dość niskiego zużycia energii na stopę kwadratową. Wymagania dotyczące kontroli obejmują kompensację światła dziennego poprzez automatyczne przyciemnianie światła, wykrywanie obecności i ograniczenie zużycia prądu. Oznacza to, że kontrolery są dość wyrafinowane i drogie, a oprawy oświetleniowe LED są czasem preferowane w nowej konstrukcji. W rezultacie niektóre systemy są sprzedawane ze sterownikami, które wytwarzają przyciemniony prąd stały, który bezpośrednio zasila urządzenia LED.

Dystrybucja prądu stałego zmniejsza liczbę przewodów, które muszą przejść do każdego urządzenia (DC + i DC- zamiast prądu zmiennego, neutralny i osobny przewód sterujący) i oszczędza pieniądze na elektronice. O ile mi wiadomo, w każdym pokoju jest co najmniej jeden kontroler. Nie znam żadnych systemów, które dystrybuowałyby prąd stały w całym budynku. Wyobrażam sobie, że dzieje się tak, ponieważ wraz ze wzrostem długości i prądu rosną zalety przewagi wysokiego napięcia w zmniejszaniu rozmiaru drutu.

— Ethan48
źródło

11

Tak: Coś takiego zostało powszechnie zrobione w USA od dziesięcioleci. Zarówno żarowe lampy podszafkowe, jak i zewnętrzne niskonapięciowe oświetlenie „krajobrazowe” są często zasilane z jednego transformatora 12 V za pomocą przewodów o przekroju 12. Jest więc kod do tego, a każdy, kto niedawno zbudował komputer, wie, że wysokowydajne przetwornice prądu stałego mają pierwszeństwo, więc wątpimy, czy konwerter wbudowany w każdą żarówkę LED jest tak wydajny ... nie wspominając o tym, że dystansowanie transformatora od żarówka wydłuży jej żywotność poprzez zmniejszenie ekspozycji na ciepło.

— mączka
źródło

3

RV, kemping, żeglarstwo i energetyka słoneczna mogły mieć znaczący wpływ na rozwój blubów LED zasilanych napięciem stałym 12V. Także przemysł motoryzacyjny mógł mieć pewien wpływ. Niektóre z problemów, które sprawiają, że oświetlenie 12V DC nie jest praktyczne, to:

Strukturalne: Większość domów jest zasilana napięciem 110/120/220/230/240 VAC. Przekształcenie ich zbyt 12V DC na oświetlenie jest kosztowne. Istnieje znaczny koszt strukturalny, aby rozpocząć korzystanie z 12VDC do oświetlenia samotnego.
Wszystkie inne urządzenia w domu wymagają w większości przypadków 110/120/220/230/240 VAC zależnie od regionu. Dlatego dom będzie wymagał napięcia 110/120/220/230/240 VAC oraz sieci 12V DC. Jest to dodatkowy koszt dla konsumenta.
Również kosztowne może być posiadanie sieci 12V DC w większych kompleksach biurowych, szpitalach, hotelarstwie, lotniskach, stadionach itp.
Spadek mocy prądu stałego z jednego punktu do drugiego w tym większym budynku może być również wyższy.

Konwersja prąd zmienny na prąd 12V DC lokalnie na LED (światło emitowane Diody) oświetlenie żarówka

Podstawowym elementem składowym LED jest dioda. Typowa dioda włącza się przy napięciu przewodzenia 0,7 V. Charakterystyka prądu / napięcia (IV) dla typowej diody pokazano poniżej.

Schemat IV dla diody

W zależności od koloru diody LED napięcie przewodzenia zmienia się. Poniższa tabela zawiera typowe napięcie przewodzenia dla diod LED w różnych kolorach.

Typowa charakterystyka kolorowych diod LED

Napięcie przewodzące typowej białej diody LED wynosi od 3 V do 4 V. Poniżej znajduje się wykres IV dla typowych kolorowych diod LED

Krzywe IV dla różnych kolorowych diod LED

Typowe zasilanie prądem przemiennym (120 V w USA, 240 V w Wielkiej Brytanii) należy wyprostować do niższego napięcia DC. Przesyłanie prądu stałego na dużą odległość jest nieefektywne. Zatem zasilanie prądem przemiennym jest o wiele bardziej wydajne do przesyłania mocy. Podczas konwersji prądu przemiennego na stały zawsze występuje strata energii, ale obecna technologia pokonała większość z tych wydajności. Na rynku dostępne są małe, opłacalne moduły obwodu prostownika.

Poniżej znajduje się przykład takiego urządzenia. (RECOM Power RAC01-05SC)

_{Kliknij na obrazek, aby zobaczyć większą wersję.}

RECOM Power RAC01-05SC

streszczenie

Chociaż konwersja prądu przemiennego na prąd stały jest wydajna, inne koszty strukturalne przewyższają korzyści płynące z oddzielnej linii 12 V prądu stałego w domach. Rozwój technologii i rynków jest bardzo prawdopodobne, że pojawią się uniwersalne żarówki LED AC, w których konwersja przebiegnie bezproblemowo, niezależnie od wejściowego napięcia prądu przemiennego.

Bibliografia:

— Mahendra Gunawardena
źródło

Ciekawy post z diy.stackexchange.com diy.stackexchange.com/questions/24686/...

— Mahendra Gunawardena

To jest stary post, więc nie oczekuję zmian. Ale dla kompletności dla przyszłych czytelników zauważę, że twoje stwierdzenie „przesyłanie prądu stałego na dużą odległość jest nieefektywne” jest całkowicie błędne. DC jest znacznie bardziej wydajny na duże odległości, dlatego stosuje się schematy transmisji HVDC. Zaletą prądu przemiennego jest to, że konwersja napięcia za pomocą transformatorów jest stosunkowo łatwa i tania.

— Graham,

@Graham może opublikować odpowiedź.

— Mahendra Gunawardena

2

Powiedziałbym, że zależy to od wielkości sieci 12V oraz liczby transformatorów i ich wielkości. Problem jest dwojaki.

Przede wszystkim musimy pomyśleć o poniesionych stratach konwersji. Jeśli (a to duży If) sprawność żarówek jest taka sama, jak w przypadku transformatora centralnego, wówczas straty wynikające z posiadania transformatora centralnego są na poziomie porównywalnym ze stratami poniesionymi przez żarówki rozproszone. Jednak zwykle transformator ma szczyt wydajności (na przykład, jeśli moc szczytowa transformatora wynosi 500 W, szczyt wydajności może wynosić 460 W. Gdy system zużywa więcej lub mniej mocy, transformator jest mniej wydajny). Należy to wziąć pod uwagę przy obliczaniu potencjalnych strat.

Po drugie, występuje problem z okablowaniem. Podczas trasy 220 V lub 110 V odcinek kabla bierze pod uwagę maksymalny prąd, który będzie musiał zostać przetransportowany. We Francji można poprowadzić przewody oświetleniowe na kablu 1,5 mm² (AWG15 lub 16). Użycie diod LED zmniejszy zużytą moc, ale jednak, gdy zmniejszysz napięcie, spadek napięcia może wzrosnąć, jeśli użyjesz zbyt cienkiego kabla. Na przykład, jeśli użyjesz żarówek o mocy 12 W, pobiorą one 1 A prądu przy 12 V zamiast 0,05 A przy 220 V. Zbyt cienki kabel może spowodować zbyt ważny spadek napięcia, który uniemożliwi zapalanie się diod LED.

— Gromain
źródło