Power Integrations解讀家用電力的未來

一個多世紀(jì)以來，交流電(AC)一直在為我們家中的設(shè)備供電，最初是用于照明，后來又用于家用電器和電子產(chǎn)品。因為分配成本較低，交流電確立了自己作為主電的新標(biāo)準(zhǔn)。

然而，隨著電力生產(chǎn)來源從煤炭、石油和天然氣轉(zhuǎn)向風(fēng)能和太陽能等可再生能源，直流電(DC)似乎正在卷土重來。以太陽能為例，光伏(PV)面板和儲能電池天生就能產(chǎn)生和儲存直流電。再加上越來越多的照明產(chǎn)品和電子產(chǎn)品需要直流電輸入，專注于只有直流電的傳輸和分配方案似乎非常有吸引力。

根據(jù)2016年ACEEE夏季能效建筑研究會發(fā)表的論文，如今約有三分之一的家庭電力負(fù)荷是天生的直流電。除了照明和電子產(chǎn)品外，許多家用電器和暖通空調(diào)產(chǎn)品也使用無刷直流(BLDC)電機(jī)和變速驅(qū)動，包括吊扇、暖通空調(diào)循環(huán)泵、洗碗機(jī)泵和冰箱壓縮機(jī)。

此外，電動汽車(及其直流電池)的銷售正在激增。國際能源署(IEA)2023年版的年度全球電動汽車展望顯示，預(yù)計當(dāng)年的銷售將增長35%，達(dá)到1400萬輛，創(chuàng)下2022年的新紀(jì)錄。

該論文還探討了幾種潛在的技術(shù)采用路徑，從全屋平臺到混合解決方案，包括更為溫和的“直流車庫”。論文中的圖1展示了一個混合直流住宅的例子。

為了支持這樣的采用路徑，美國能源部正在與勞倫斯伯克利國家實驗室和Power Integrations合作，開發(fā)一款240W USB-C墻內(nèi)插座，以研究利用USB-C作為通用直流插座標(biāo)準(zhǔn)的潛在生態(tài)系統(tǒng)。

項目交付成果與美國能源部建筑技術(shù)辦公室的多個目標(biāo)一致。這些目標(biāo)包括通過每個插座效率提高3%到8%來減少溫室氣體排放，通過在直流建筑中整合可再生能源來實現(xiàn)電力系統(tǒng)脫碳，以及通過墻壁插座而非適配器提高生命周期成本，并使用通用的USB-C充電器來減少浪費。

盡管直流總線架構(gòu)在節(jié)能方面有巨大的潛力，但要實現(xiàn)如此大規(guī)模的市場轉(zhuǎn)型還面臨著重大挑戰(zhàn)和障礙。盡管歷史上的能效舉措主要集中在單個產(chǎn)品上，但直流就緒住宅將需要更廣泛的利益相關(guān)者的參與，包括房屋建造商、電工、消費者、公用事業(yè)公司和政策制定者。像EMerge Alliance這樣的組織繼續(xù)在建筑層面開發(fā)直流電力分配標(biāo)準(zhǔn)。

因此，盡管我們還未看到一所完全準(zhǔn)備就緒的直流住宅進(jìn)入Sunset Magazine的理念之家，但希望那一天很快就會到來！與此同時，看到Camille Styles如何將1950年代的平房改造成未來的節(jié)能住宅，還是令人振奮的。提示！使用智能插座。