科普：什么是全屋直流？
电，从被发现，到广泛应用成为“电力”和“电能”，人们走了很长的路。其中浓墨重彩的一笔是关于交流和直流的“路线之争”，主角是两位当世天才生和特斯拉。然而有意思的是，以21世纪新新人类的视角来看，这场“争论”并没有完全的胜负。
虽然目前从发电源到电力运输系统基本都是“交流电”，但是直流电却在诸多电器和终端设备领域上遍地开花。尤其是近年深受大家青睐的“全屋直流”电力系统方案，结合物联网工程技术和人工智能，为“智能居家生活”提供了强大保障。下面跟随充电头网，详细了解下什么是全屋直流。
全屋直流（Direct Current, DC）是一种在住宅和建筑中使用直流电力的电气系统。“全屋直流”这一概念，是在传统交流电系统的短板愈发明显，低碳环保的理念越来越被重视的背景下被提出的。
目前，世界最普遍的电力系统还是交流电系统。交流电系统是一种电力传输和分配的系统，其工作原理基于电场和磁场相互作用导致的电流变化。以下是交流电系统的工作原理的主要步骤：
发电机：电力系统的起点是发电机。发电机是一种将机械能转化为电能的设备。其基本原理是通过旋转磁场切割导线产生感应电动势。在交流电系统中，通常采用的是同步发电机，其转子通过机械能源（如水力、燃气、蒸汽等）驱动，产生旋转磁场。
交变电流产生：发电机中的旋转磁场导致电导线中感应电动势的变化，从而产生交变电流。交变电流的频率通常为每秒50赫兹或60赫兹，取决于不同地区的电力系统标准。
变压器升压：交流电在输电线路中会经过变压器。变压器是一种利用电磁感应原理，通过改变电流的电压而不改变其频率的设备。在电力输送过程中，高压交流电更容易远距离传输，因为这可以减小电阻导致的能量损失。
输电和分配：高压的交流电通过输电线路传输到各个地方，然后经过变压器进行降压，以适应不同用途的需要。这样的输电和分配系统允许电能在不同用途和地点之间进行有效的传输和利用。
交流电的应用：在最终用户端，交流电供应到家庭、企业和工业设施。在这些地方，交流电被用于驱动各种设备，包括照明、电热器、电动机、电子设备等。
总体而言，交流电系统由于交变体系稳定可控、线路上的电能损耗更低等诸多优点，在上世纪末成为主流。但是，随着科技进步，交流电系统的功角平衡问题变得尖锐，而电力系统的发展使得诸多功率器件如，整流器（将交流电转变为直流电）、逆变器（将直流电转变为交流电）相继而生。换流阀的控制技术也进入了一个相当明朗的地步，切断直流电的速度并不亚于交流断路器。
近年来，随着全球气候问题，尤其是温室效应的显化，环保问题也越来越被人重视。全屋直流由于能较好地兼容可再生能源系统，在节能减排方面，有十分突出的优势。所以也越来越被重视。
除此以外，直流系统由于“直来直往”的电路结构，可以节约很多器件和物料，也十分符合“低碳环保”的理念。
全屋直流被应用的基础是，全屋智能的应用和推广。也就是说，直流系统在室内的应用基本都是建立在智能化的基础上的，它是作为为“全屋智能”赋能的重要手段。
全屋智能（Smart Home）是指通过先进的技术和智能系统，将各种家庭设备、电器和系统连接到一起，实现集中控制、自动化和远程监控，从而提升家居生活的便捷性、舒适性、安全性和能效性。
全屋智能系统的实现原理涉及多个关键方面，包括传感器技术、智能设备、网络通信、智能算法和控制系统、用户界面、安全性与隐私保护，以及软件更新与维护。以下将这些方面进行分段详细讨论。
全屋智能系统的基础是各种传感器，用于实时监测家居环境。环境传感器包括温度、湿度、光照和空气质量传感器，用于感知室内条件。运动传感器和门窗磁感应器用于检测运动和门窗状态，为安防和自动化提供基础数据。烟雾和气体传感器用于监测火灾和有害气体，提高家居安全性。
各种智能设备构成全屋智能系统的核心。智能灯具、家电、门锁以及摄像头都具备可通过网络进行远程控制的功能。这些设备通过无线通信技术（如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee）连接到一个统一的网络，使用户可以随时随地通过互联网控制和监控家居设备。
全屋智能系统的设备通过互联网连接，形成一个智能化的生态系统。网络通信技术确保设备之间能够无缝协同工作，同时提供远程控制的便利。通过云服务，用户可以远程访问家居系统，实现对设备状态的监控和远程控制。
利用人工智能和机器学习算法，全屋智能系统能够对传感器采集的数据进行智能分析和处理。这些算法使得系统能够学习用户的习惯，自动调整设备工作状态，实现智能化的决策和控制。定时任务和触发条件的设置使系统在特定情境下能够自动执行任务，提高系统的自动化水平。
为了让用户更便捷地操作全屋智能系统，提供了多种用户界面，包括手机应用、平板电脑或计算机界面。通过这些界面，用户可以方便地远程控制和监控家居设备。此外，语音控制通过语音助手的应用，使得用户可以通过语音指令来控制智能设备。
直流系统装配于家庭中的优势有很多，概括起来体现在输送能效高、可再生能源集成度高、以及设备兼容性高这三个方面。
首先，在室内的电路中，使用的电力设备往往电压较低，直流电不需要频繁变压，变压器的减少使用，可以有效减少能量损耗。
其次，直流电在输送过程中的电线和导线损失相对较小。因为直流电的电阻损失随着电流方向不变，能够更有效地控制和减小。这使得在一些特定场景下，如短距离输电和局部电力供应系统，直流电能够表现出较高的能效。
最后，随着技术的发展，一些新型的电子变换器和调制技术被引入，提高了直流电系统的能效。高效的电子变换器可以降低能量转换的损失，进一步提高直流电系统的整体能效。
在全屋智能的系统中，还会引入可再生能源，通过可再生能源转化成电能，既能贯彻环保理念，还能充分利用房屋结构和空间，保障能源供应。而直流系统相比之下更容易与太阳能、风能等可再生能源集成。
直流系统对于室内的用电设备而言，兼容性更好。目前很多设备如LED灯，空调等本身就是直流驱动。这意味着，直流电系统更容易实现智能控制和管理。通过先进的电子技术，可以更精细地控制直流电设备的运行，实现智能化的能源管理。
刚刚提到的直流系统的诸多优势，只有在一些特定领域才能完美体现。这些领域就是室内环境，这也是全屋直流能在如今的室内领域大放异彩的原因。
在住宅建筑中，全屋直流系统可以为多个方面的电气设备提供高效能源。照明系统是一个显著的应用领域，采用直流供电的LED照明系统可以减少能量转换损失，提高能效。
此外，直流电源还可用于供电家庭电子设备，如电脑、手机充电器等，这些设备本身就是直流设备，无需经过额外的能量转换步骤。
商业建筑中的办公室和商业设施也可以受益于全屋直流系统。办公设备和照明系统的直流供电有助于提高能效，减少能源浪费。
一些商业用电器和设备，特别是需要直流供电的设备，也可以更有效地工作，从而提高商业建筑的整体能效。
在工业领域，全屋直流系统可以应用于生产线设备和电动车间。某些工业设备使用直流电能，采用直流电源可以提高能效，减少能源浪费。这在电动工具和车间设备的使用中尤为明显。
在交通领域，直流电系统可用于电动车充电，提高充电效率。此外，全屋直流系统也可以集成到电池储能系统中，为家庭提供高效的储能解决方案，进一步提升能源利用效率。
在信息技术和通信领域，数据中心和通信基站是全屋直流系统的理想应用场景。由于数据中心中的许多设备和服务器使用直流供电，直流电系统有助于提高整个数据中心的效能。同样，通信基站和设备也可以采用直流电源，提高系统的能效，减少对传统电力系统的依赖。
那么全屋直流系统是怎么构成的呢？概括来说，全屋直流系统可以分为四个部分：直流发电源、支流储能系统、直流配电系统、支流用电设备。
在直流系统里，起点是直流发电源，与传统的交变系统不一样，全屋直流的直流发电源一般不完全依靠逆变器将交流电转化为直流电，而是会选择外在的可再生能源作为唯一或者主要的能源供给。
譬如，会在建筑外墙铺设一层太阳能电池板，光照将在电池板的作用下转化为直流电，然后储存进直流配电系统，或者直接输送至终端设备应用；也可以在建筑外墙或房顶搭建小型风力发电机组，转化成直流电。风力和太阳能是目前比较主流的直流发电源，未来可能还有其他的，但是都需要转化器，变成直流电。
依靠直流发电源产生的直流电一般而言不会直接输送至终端设备，而是会进入直流储能系统中储存起来，在设备有用电需求的情况下，电流会从直流储能系统中放出，给室内供电。
直流储能系统就像蓄水池，接纳直流发电源转化的电能，并源源不断向终端设备输送电能。值得一提的是，由于直流发电源和直流储能系统之间都是直流输送，能减少逆变器以及诸多器件的使用，既降低了电路设计的成本，也提升了系统的稳定性。
所以全屋直流的直流储能系统更接近于新能源汽车的直流充电模块，而非传统的“直流耦合太阳能系统”。
如上图所示，传统的“直流耦合太阳能系统”由于需要将电流输送至电网，所以多了太阳能逆变之后的模块，而全屋直流的“直流耦合太阳能系统”不需要逆变器和升压变压器等器件，高效高能。
全屋直流系统的核心是直流配电系统，它在家庭、建筑或其他设施中起着关键的作用。这个系统负责将电力从源头分配到各个终端设备，实现全屋各部分的电力供应。
能源分发： 直流配电系统负责从能源源头（如太阳能电池板、储能系统等）将电能分发到家庭中的各个用电设备，包括照明、电器、电子设备等。
提高能效： 通过直流配电，能够减少能量转换的损失，从而提高整个系统的能效。特别是在与直流设备和可再生能源集成的情况下，能够更高效地利用电能。
支持直流设备： 全屋直流系统的关键之一是支持直流设备的供电，避免了将交流电转换为直流电的能量损失。
直流配电盘： 直流配电盘是将电能从太阳能电池板和储能系统分发到家庭中各个电路和设备的关键设备。它包括直流电路断路器、电压稳定器等组件，确保电能稳定可靠地分配。
智能控制系统： 为了实现能源的智能管理和控制，全屋直流系统通常配备智能控制系统。这可以包括能源监测、远程控制和自动化场景设置等功能，以提高系统的整体效能。
直流电插座和开关： 为了与直流设备兼容，家庭中的插座和开关需要设计为直流电的接口。这些插座和开关可供直流电设备使用，同时确保安全性和便利性。
室内的直流用电设备非常多，这边无法全部罗列，只能大致归类列举。在此之前，我们需要先了解，什么样的设备需要用交流电，什么需要直流电。一般而言，大功率电器所需电压较高，且搭载高负荷电机，这种电器就是交流电驱动，如：冰箱、老式空调、洗衣机、抽油烟机等。
还有一些用电设备，无需高功率电机驱动，且集成电路精密只能在中低压中运行，会使用直流电供能，如：电视、电脑、录音机。
当然以上区分方式其实不是很全面，目前很多大功率电器也能直流供电，比如出现了直流变频空调，采用静音效果更好、更省电的直流电机。总的来说，用电设备具体是交流还是直流关键还是看内部的器件结构。
这里搜集了一些世界范围内的”全屋直流“的案例。可以发现这些案例基本都是低碳环保主题的方案，说明目前驱动”全屋直流“的主要动力还是环保理念，智能化直流系统还有很长的路要走。
该项目是由瑞典建筑公司Viktoriahus AB推动。
上一篇:上柴发电机配件 华圣机电厂家直售
下一篇:百达精工：公司汽车零部件行业主要产品为汽车发电机装置核心零部件（爪极等）、汽车EPS电子转向装置核心零部件、新能源汽车空调装置核心零部件、新能源汽车驱动电机装置核心零部件等
