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明纬引领新能源时代直流集中供电趋势

明纬引领新能源时代直流集中供电趋势

做为标准电源供应器领导品牌,明纬(MEAN WELL)对於直流(DC)集中供电的推广不遗余力。去年首度(2020)於展览中建置智能家庭情境,将DC House概念具体化,以高压直流集中供电为核心,展出整合物联网(IoT)智能控制的家庭应用。

更令人期待的是,目前兴建中的苏州明纬智能园区将采用直流380V布线,以直流集中方式供应厂房照明及各种机器设备所需的电力,具体示范直流集中供电的可行性及优点所在。苏州明纬智能园区预计於明年(2022)年10月落成启用。

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直流集中供电系统於照明应用之选择指南。明纬

DC House示范 演绎直流供电优势

整体而言,相较於交流电,直流供电的优势包括:电路简化有助提高可靠性、效率较高可降低损耗、整体设置成本较低,以及易於整合各式电网等。明纬的DC House以实际设置呈现这些优点。

以明纬最擅长的LED照明为例,展览用的DC House是以直流380V DC驱动LED灯具。明纬产品策略中心产品经理林简松指出,「不同於交流供电系统需经过交直流电压转换,既复杂且产生损耗;采用直流供电照明,由於能省下许多电压转换线路,因此系统设置简单且能显着降低损耗,估计可省下约三成的建置成本。」

值得一提,目前常见许多智能家庭照明应用,若想要实现无线调光控制,多必须仰赖闸道器(Gateway)控制,不仅增加设备成本且使得安装变得复杂,而明纬则是将蓝牙控制模块功能整合进电源,直接与云端系统相通,让LED照明可以更容易使用,更加智能化。

此外,明纬提供多种照明调光控制系统,从最早的0~10V电压调光、电阻调光、10V PWM信号调光,智能定时调光、再到最新的DALI-2数码调光、KNX调光、蓝牙调光等等,明纬皆有对应产品及方案。详细产品信息请参考: MEAN WELL EXPO

使用单一电源 满足全屋所需

不仅是照明应用,在明纬描摹的直流集中供电愿景中,有关家庭的室内或户外应用,例如家电及电动车充电等,也将朝直流供电的方向发展。

在明纬的DC House中,仅需使用一个具备1500W或7500W瓦的电源,一次将电压转为380V DC的供电,就能以直流集中供电方式供应所有家庭照明或家电用电所需,估计约可以省下30%的建置成本,且各种电器和装置采用相同的电压源与电器连接器,则能节省各种电压转换的损耗。若需要结合未来电动车充电或储能需求可选择明纬更大瓦特数电源产品做搭配。

直流集中供电的好处,除了上述提到的减少电压转换损耗、提升使用便利性和统一使用规格等好处外,安全性也是重要考量。基本上,直流电在并联时较交流容易整合,对於储能系统及电动车充电应用需求较为合适。

智能控制需求增加 为直流供电创造市场

直流集中供电的好处逐渐被看见,明纬研发中心协理简鹏辉提到,「随着5G通讯结合物联网IoT的趋势到来,智能控制的需求越来愈多,传统上若要达成智能控制或自动化,每个装置需搭配一个电源和控制器。

目前已有愈来愈多工业及农林渔牧场域导入直流集中供电。以数据中心为例,相较於采用交流电系统,使用直流系统至少可提升10%效率,建置成本可减少15%左右。

明纬的客户应用案例中也不乏植物工厂及鸡鸭养殖场等。林简松指出,「这些业者之所以采用直流集中供电,除了看中资源节省,以及设置成本及复杂度降低等好处外,另一个左右选择的重要因素,则是没有频闪效应此一特性,对於养殖场域来说,没有频闪效应的环境较有利於动物的成长。」

频闪是指光源闪烁,对於动物情绪及健康皆有负面影响。基本上直接使用交流电驱动的电子光源,都会因电流的波动而产生频闪,家禽、家畜等动物对频闪效应较人类更为敏感。不论是何种照明设备,只要是采用交流供电就会引发频闪效应,所以此问题的根本解决之道是改用直流供电。

涵盖低压及高压应用 提供完整产品系列

为了扩大直流集中供电的应用层面,明纬积极推出不同电压的直流方案。最早推出以DC 55V(48V)低压为汇流排的UHP-200/350/500-55V(48V)系列,针对每个灯具匹配一个低成本的DC/DC驱动器NLDD,对於大量使用LED灯具的场合,此系列带来非常明显的成本效益。

值得一提的,UHP系列采用传导散热设计的无风扇设计,相较於使用风扇散热会造成灰尘堆积,进而导致电源过热损坏,UHP没有风扇,所以不会发生此类问题,也不会有噪音,相当适合用於室内外用仪器设备。直流集中供电搭配UHP,可以满足各种情境所需。

明纬推出两种直流供电电压48V及380V DC。48V主要针对电子产品应用,以满足基础照明及3C产品充电需求,380V 则以结合全部家电/照明及储能所需方案。目前明纬推出的DC 380V高电压总线方案,提供以UHP-1500-380V搭配高压输入DC/DC LED驱动器–NHDD系列使用於照明系统,并支持多种调光方式,後续将推出更多新产品。整体来看,明纬的DC-DC 电源产品成长约15%,AC 380V高压系列成长约5%。

在各种直流集中供电应用中,又以照明领域跑得最快,相关标准的制定也相较完善。其中,国内国家标准GB50034-2013建筑照明设计标准,已明订一般照明光源采用直流电源供电时需符合的规定,包括:直流电路功率1000W及以下时,宜采用DC 48V;1000W以上时宜采用DC 220V;使用1500W及以上大功率灯具的电源电压宜采用DC 375V,明纬的直流集中供电照明产品能涵盖完整的解决方案。

展望未来,随着5G、物联网带动的智能和自动化控制产业发展,以及再生能源引爆的储能需求,直流集中供电势必愈来愈受欢迎,可以预期明纬的及早布局将在不久将来开花结果,与更多业者一同开创直流集中供电的新局。

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