PREFÁCIO
Os seres humanos percorreram um longo caminho desde a descoberta da eletricidade até sua ampla utilização como "eletricidade" e "energia elétrica". Uma das mais marcantes é a "disputa de rotas" entre CA e CC. Os protagonistas são dois gênios contemporâneos, Edison e Tesla. No entanto, o interessante é que, da perspectiva de novos humanos no século XXI, esse "debate" não está completamente ganho ou perdido.

Embora atualmente tudo, desde fontes de geração de energia até sistemas de transporte elétrico, seja basicamente "corrente alternada", a corrente contínua está presente em muitos aparelhos elétricos e equipamentos terminais. Em particular, a solução de sistema de energia "CC para toda a casa", que tem sido a preferida por todos nos últimos anos, combina tecnologia de engenharia de IoT e inteligência artificial para fornecer uma forte garantia para a "vida em casa inteligente". Siga a Rede de Cabeças de Carregamento abaixo para saber mais sobre o que é CC para toda a casa.

INTRODUÇÃO ANTERIOR

Corrente Contínua (CC) em toda a casa é um sistema elétrico que utiliza corrente contínua em residências e edifícios. O conceito de "CC para toda a casa" foi proposto no contexto em que as deficiências dos sistemas CA tradicionais se tornaram cada vez mais evidentes e o conceito de baixo carbono e proteção ambiental tem recebido cada vez mais atenção.

SISTEMA DE AR ​​CONDICIONADO TRADICIONAL

Atualmente, o sistema de energia mais comum no mundo é o de corrente alternada. Trata-se de um sistema de transmissão e distribuição de energia que funciona com base em variações no fluxo de corrente causadas pela interação de campos elétricos e magnéticos. Aqui estão as principais etapas do funcionamento de um sistema de corrente alternada:

Gerador: O ponto de partida de um sistema de energia é o gerador. Um gerador é um dispositivo que converte energia mecânica em energia elétrica. O princípio básico é gerar força eletromotriz induzida cortando fios com um campo magnético rotativo. Em sistemas de energia CA, geralmente são utilizados geradores síncronos, cujos rotores são acionados por energia mecânica (como água, gás, vapor, etc.) para gerar um campo magnético rotativo.

Geração de corrente alternada: O campo magnético rotativo no gerador causa alterações na força eletromotriz induzida nos condutores elétricos, gerando corrente alternada. A frequência da corrente alternada é geralmente de 50 Hz ou 60 Hz por segundo, dependendo dos padrões do sistema elétrico em diferentes regiões.

Transformador elevador: A corrente alternada passa por transformadores em linhas de transmissão de energia. Um transformador é um dispositivo que utiliza o princípio da indução eletromagnética para alterar a voltagem de uma corrente elétrica sem alterar sua frequência. No processo de transmissão de energia, a corrente alternada de alta tensão é mais fácil de transmitir por longas distâncias, pois reduz a perda de energia causada pela resistência.

Transmissão e distribuição: A corrente alternada de alta tensão é transmitida para diversos locais por meio de linhas de transmissão e, em seguida, reduzida por transformadores para atender às necessidades de diferentes usos. Esses sistemas de transmissão e distribuição permitem a transferência e a utilização eficientes de energia elétrica entre diferentes usos e locais.

Aplicações da energia CA: Do lado do usuário final, a energia CA é fornecida a residências, empresas e instalações industriais. Nesses locais, a corrente alternada é usada para acionar uma variedade de equipamentos, incluindo iluminação, aquecedores elétricos, motores elétricos, equipamentos eletrônicos e muito mais.

De modo geral, os sistemas de energia CA tornaram-se populares no final do século passado devido a inúmeras vantagens, como sistemas de corrente alternada estáveis ​​e controláveis ​​e menores perdas de energia nas linhas. No entanto, com o avanço da ciência e da tecnologia, o problema do equilíbrio do ângulo de potência dos sistemas de energia CA tornou-se agudo. O desenvolvimento dos sistemas de energia levou ao desenvolvimento sucessivo de muitos dispositivos de energia, como retificadores (que convertem energia CA em CC) e inversores (que convertem energia CC em CA). A tecnologia de controle de válvulas conversoras também entrou em um estágio muito claro, e a velocidade de corte de energia CC não é menor que a dos disjuntores CA.

Isso faz com que muitas deficiências do sistema CC desapareçam gradualmente, e a base técnica da CC para toda a casa esteja estabelecida.

ECONCEITO AMBIENTALMENTE AMIGO E DE BAIXO CARBONO

Nos últimos anos, com o surgimento de problemas climáticos globais, especialmente o efeito estufa, as questões de proteção ambiental têm recebido cada vez mais atenção. Como a corrente contínua para toda a casa é mais compatível com sistemas de energia renovável, ela apresenta vantagens notáveis ​​em termos de conservação de energia e redução de emissões. Por isso, vem recebendo cada vez mais atenção.

Além disso, o sistema DC pode economizar muitos componentes e materiais devido à sua estrutura de circuito “direto para direto” e também é muito consistente com o conceito de “baixo carbono e ecologicamente correto”.

CONCEITO DE INTELIGÊNCIA PARA TODA A CASA

A base para a aplicação de sistemas de corrente contínua em toda a casa é a aplicação e a promoção da inteligência em toda a casa. Em outras palavras, a aplicação interna de sistemas de corrente contínua é basicamente baseada na inteligência, sendo um meio importante para fortalecer a "inteligência em toda a casa".

Casa Inteligente refere-se à conexão de diversos dispositivos, eletrodomésticos e sistemas domésticos por meio de tecnologia avançada e sistemas inteligentes para obter controle centralizado, automação e monitoramento remoto, melhorando assim a conveniência, o conforto e a praticidade da vida doméstica. Segurança e eficiência energética.

FUNDAMENTAL

Os princípios de implementação de sistemas inteligentes para toda a casa envolvem muitos aspectos-chave, incluindo tecnologia de sensores, dispositivos inteligentes, comunicações em rede, algoritmos e sistemas de controle inteligentes, interfaces de usuário, segurança e proteção da privacidade, além de atualizações e manutenção de software. Esses aspectos são discutidos em detalhes a seguir.

Tecnologia de sensores

A base de um sistema inteligente para toda a casa é uma variedade de sensores usados ​​para monitorar o ambiente doméstico em tempo real. Os sensores ambientais incluem sensores de temperatura, umidade, luz e qualidade do ar para detectar as condições internas. Sensores de movimento e sensores magnéticos de portas e janelas são usados ​​para detectar o movimento humano e o estado de portas e janelas, fornecendo dados básicos para segurança e automação. Sensores de fumaça e gás são usados ​​para monitorar incêndios e gases nocivos para melhorar a segurança residencial.

Dispositivo inteligente

Diversos dispositivos inteligentes formam o núcleo do sistema inteligente para toda a casa. Iluminação inteligente, eletrodomésticos, fechaduras e câmeras possuem funções que podem ser controladas remotamente pela internet. Esses dispositivos são conectados a uma rede unificada por meio de tecnologias de comunicação sem fio (como Wi-Fi, Bluetooth e Zigbee), permitindo que os usuários controlem e monitorem os dispositivos domésticos pela internet a qualquer hora e em qualquer lugar.

Telecomunicação

Os dispositivos do sistema inteligente para toda a casa são conectados pela internet para formar um ecossistema inteligente. A tecnologia de comunicação em rede garante que os dispositivos funcionem perfeitamente em conjunto, proporcionando a conveniência do controle remoto. Por meio de serviços em nuvem, os usuários podem acessar remotamente os sistemas domésticos para monitorar e controlar o status dos dispositivos.

Algoritmos inteligentes e sistemas de controle

Utilizando algoritmos de inteligência artificial e aprendizado de máquina, o sistema inteligente para toda a casa pode analisar e processar de forma inteligente os dados coletados por sensores. Esses algoritmos permitem que o sistema aprenda os hábitos do usuário, ajuste automaticamente o status de funcionamento do dispositivo e obtenha tomada de decisão e controle inteligentes. A configuração de tarefas agendadas e condições de acionamento permite que o sistema execute tarefas automaticamente em situações específicas, melhorando o nível de automação do sistema.

Interface do usuário

Para permitir que os usuários operem o sistema inteligente em toda a casa com mais praticidade, uma variedade de interfaces de usuário são fornecidas, incluindo aplicativos móveis, tablets ou interfaces de computador. Por meio dessas interfaces, os usuários podem controlar e monitorar dispositivos domésticos remotamente de forma conveniente. Além disso, o controle por voz permite que os usuários controlem dispositivos inteligentes por meio de comandos de voz, utilizando assistentes de voz.

VANTAGENS DO DC PARA TODA A CASA

Há muitas vantagens em instalar sistemas CC em residências, que podem ser resumidas em três aspectos: alta eficiência de transmissão de energia, alta integração de energia renovável e alta compatibilidade de equipamentos.

EFICIÊNCIA

Em primeiro lugar, em circuitos internos, os equipamentos de energia utilizados geralmente têm baixa tensão, e a energia CC não requer transformações frequentes de tensão. Reduzir o uso de transformadores pode reduzir efetivamente as perdas de energia.

Em segundo lugar, a perda de fios e condutores durante a transmissão de energia CC é relativamente pequena. Como a perda de resistência da corrente CC não varia com a direção da corrente, ela pode ser controlada e reduzida de forma mais eficaz. Isso permite que a energia CC apresente maior eficiência energética em alguns cenários específicos, como transmissão de energia de curta distância e sistemas de fornecimento de energia locais.

Por fim, com o desenvolvimento da tecnologia, novos conversores eletrônicos e tecnologias de modulação foram introduzidos para melhorar a eficiência energética dos sistemas CC. Conversores eletrônicos eficientes podem reduzir as perdas na conversão de energia e melhorar ainda mais a eficiência energética geral dos sistemas de energia CC.

INTEGRAÇÃO DE ENERGIA RENOVÁVEL

No sistema inteligente para toda a casa, a energia renovável também será introduzida e convertida em energia elétrica. Isso não só implementa o conceito de proteção ambiental, como também aproveita ao máximo a estrutura e o espaço da casa para garantir o fornecimento de energia. Em contrapartida, os sistemas de corrente contínua são mais fáceis de integrar com fontes de energia renováveis, como a energia solar e a energia eólica.

COMPATIBILIDADE DE DISPOSITIVOS

O sistema CC possui melhor compatibilidade com equipamentos elétricos internos. Atualmente, muitos equipamentos, como lâmpadas LED, ar-condicionado, etc., são acionados por CC. Isso significa que os sistemas de energia CC são mais fáceis de controlar e gerenciar de forma inteligente. Por meio de tecnologia eletrônica avançada, a operação de equipamentos CC pode ser controlada com mais precisão e o gerenciamento inteligente de energia pode ser alcançado.

ÁREAS DE APLICAÇÃO

As muitas vantagens do sistema CC mencionado acima só podem ser perfeitamente refletidas em alguns campos específicos. Essas áreas são o ambiente interno, e é por isso que a CC para toda a casa pode se destacar nos ambientes internos atuais.

EDIFÍCIO RESIDENCIAL

Em edifícios residenciais, sistemas CC para toda a casa podem fornecer energia eficiente para diversos aspectos dos equipamentos elétricos. Sistemas de iluminação são uma área de aplicação significativa. Sistemas de iluminação LED alimentados por CC podem reduzir as perdas por conversão de energia e melhorar a eficiência energética.

Além disso, a energia CC também pode ser usada para alimentar dispositivos eletrônicos domésticos, como computadores, carregadores de celular, etc. Esses dispositivos em si são dispositivos CC sem etapas adicionais de conversão de energia.

EDIFÍCIO COMERCIAL

Escritórios e instalações comerciais em edifícios comerciais também podem se beneficiar de sistemas de corrente contínua para toda a casa. O fornecimento de energia CC para equipamentos de escritório e sistemas de iluminação ajuda a melhorar a eficiência energética e reduzir o desperdício de energia.

Alguns aparelhos e equipamentos comerciais, especialmente aqueles que exigem energia CC, também podem funcionar de forma mais eficiente, melhorando assim a eficiência energética geral de edifícios comerciais.

APLICAÇÕES INDUSTRIAIS

No setor industrial, sistemas CC para toda a casa podem ser aplicados a equipamentos de linha de produção e oficinas elétricas. Alguns equipamentos industriais utilizam energia CC. O uso de energia CC pode melhorar a eficiência energética e reduzir o desperdício de energia. Isso é particularmente evidente no uso de ferramentas elétricas e equipamentos de oficina.

SISTEMAS DE CARREGAMENTO E ARMAZENAMENTO DE ENERGIA PARA VEÍCULOS ELÉTRICOS

No setor de transportes, sistemas de energia CC podem ser usados ​​para carregar veículos elétricos, melhorando a eficiência do carregamento. Além disso, sistemas CC para toda a casa também podem ser integrados a sistemas de armazenamento de energia em baterias, fornecendo às residências soluções eficientes de armazenamento de energia e melhorando ainda mais a eficiência energética.

TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÕES

Na área de tecnologia da informação e comunicações, data centers e estações base de comunicação são cenários de aplicação ideais para sistemas CC para toda a casa. Como muitos dispositivos e servidores em data centers utilizam energia CC, os sistemas de energia CC ajudam a melhorar o desempenho de todo o data center. Da mesma forma, estações base de comunicação e equipamentos também podem utilizar energia CC para melhorar a eficiência energética do sistema e reduzir a dependência de sistemas de energia tradicionais.

COMPONENTES DO SISTEMA DC PARA TODA A CASA

Então, como é construído um sistema CC para toda a casa? Em resumo, o sistema CC para toda a casa pode ser dividido em quatro partes: fonte de geração de energia CC, sistema de armazenamento de energia tributária, sistema de distribuição de energia CC e equipamento elétrico tributário.

DC FONTE DE ENERGIA

Em um sistema CC, o ponto de partida é a fonte de energia CC. Ao contrário do sistema CA tradicional, a fonte de energia CC para toda a casa geralmente não depende totalmente do inversor para converter energia CA em CC, mas sim de energia renovável externa, como única ou principal fonte de energia.

Por exemplo, uma camada de painéis solares será instalada na parede externa do edifício. A luz será convertida em energia CC pelos painéis e, em seguida, armazenada no sistema de distribuição de energia CC ou transmitida diretamente para o equipamento terminal; também pode ser instalada na parede externa do edifício ou sala. Construa uma pequena turbina eólica sobre ela e converta-a em corrente contínua. A energia eólica e a energia solar são atualmente as fontes de energia CC mais comuns. Pode haver outras no futuro, mas todas requerem conversores para convertê-las em energia CC.

DC SISTEMA DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA

Em termos gerais, a energia CC gerada por fontes de energia CC não será transmitida diretamente ao equipamento terminal, mas sim armazenada no sistema de armazenamento de energia CC. Quando o equipamento precisar de eletricidade, a corrente será liberada do sistema de armazenamento de energia CC. Forneça energia em ambientes internos.

O sistema de armazenamento de energia CC é como um reservatório, que recebe a energia elétrica convertida da fonte de alimentação CC e a fornece continuamente aos equipamentos terminais. Vale ressaltar que, como a transmissão CC ocorre entre a fonte de alimentação CC e o sistema de armazenamento de energia CC, o uso de inversores e diversos dispositivos pode ser reduzido, o que não apenas reduz o custo do projeto do circuito, mas também melhora a estabilidade do sistema.

Portanto, o sistema de armazenamento de energia CC para toda a casa está mais próximo do módulo de carregamento CC de veículos de energia nova do que o tradicional “sistema solar acoplado CC”.

Como mostrado na figura acima, o tradicional "sistema solar acoplado em CC" precisa transmitir corrente para a rede elétrica, por isso possui módulos inversores solares adicionais, enquanto o "sistema solar acoplado em CC" com CC para toda a casa não requer inversor e booster. Transformadores e outros dispositivos, alta eficiência e energia.

DC SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA

O coração de um sistema CC para toda a casa é o sistema de distribuição CC, que desempenha um papel crucial em uma casa, edifício ou outra instalação. Este sistema é responsável por distribuir energia da fonte para vários dispositivos terminais, garantindo o fornecimento de energia para todas as partes da casa.

EFEITO

Distribuição de energia: O sistema de distribuição de energia CC é responsável por distribuir energia elétrica de fontes de energia (como painéis solares, sistemas de armazenamento de energia, etc.) para vários equipamentos elétricos da casa, incluindo iluminação, eletrodomésticos, equipamentos eletrônicos, etc.

Melhorar a eficiência energética: por meio da distribuição de energia CC, as perdas na conversão de energia podem ser reduzidas, melhorando assim a eficiência energética de todo o sistema. Especialmente quando integrada a equipamentos CC e fontes de energia renováveis, a energia elétrica pode ser utilizada de forma mais eficiente.

Suporta dispositivos CC: Uma das chaves para um sistema CC para toda a casa é suportar o fornecimento de energia de dispositivos CC, evitando a perda de energia na conversão de CA para CC.

CONSTITUIÇÃO

Painel de Distribuição CC: O painel de distribuição CC é um dispositivo essencial que distribui energia de painéis solares e sistemas de armazenamento de energia para diversos circuitos e dispositivos residenciais. Inclui componentes como disjuntores CC e estabilizadores de tensão para garantir uma distribuição estável e confiável de energia elétrica.

Sistema de controle inteligente: Para alcançar a gestão e o controle inteligentes de energia, os sistemas CC para toda a casa geralmente são equipados com sistemas de controle inteligentes. Isso pode incluir recursos como monitoramento de energia, controle remoto e configuração automatizada de cenários para melhorar o desempenho geral do sistema.

Tomadas e interruptores CC: Para serem compatíveis com equipamentos CC, as tomadas e interruptores da sua casa precisam ser projetados com conexões CC. Essas tomadas e interruptores podem ser usados ​​com equipamentos alimentados por CC, garantindo segurança e praticidade.

DC EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS

Existem tantos equipamentos de energia CC para ambientes internos que é impossível listá-los todos aqui, mas apenas classificá-los de forma aproximada. Antes disso, precisamos entender que tipo de equipamento requer energia CA e que tipo de energia CC. De modo geral, aparelhos elétricos de alta potência requerem tensões mais altas e são equipados com motores de alta carga. Esses aparelhos elétricos são alimentados por CA, como geladeiras, aparelhos de ar-condicionado antigos, máquinas de lavar, coifas, etc.

Há também alguns equipamentos elétricos que não exigem acionamento por motor de alta potência, e os circuitos integrados de precisão só podem operar em tensões médias e baixas e usam fonte de alimentação CC, como televisores, computadores e gravadores.

É claro que a distinção acima não é muito abrangente. Atualmente, muitos aparelhos de alta potência também podem ser alimentados por corrente contínua. Por exemplo, surgiram os condicionadores de ar de frequência variável CC, que utilizam motores CC com melhor efeito silencioso e maior economia de energia. De modo geral, a chave para determinar se o equipamento elétrico é CA ou CC depende da estrutura interna do dispositivo.

PCASO PRÁTICO DE DC EM TODA A CASA

Aqui estão alguns casos de "corrente contínua para toda a casa" ao redor do mundo. Podemos constatar que esses casos são basicamente soluções de baixo carbono e ecologicamente corretas, o que demonstra que a principal força motriz da "corrente contínua para toda a casa" ainda é o conceito de proteção ambiental, e que os sistemas de corrente contínua inteligentes ainda têm um longo caminho a percorrer.

A Casa de Emissão Zero na Suécia

Projeto de Construção de Nova Energia da Zona de Demonstração de Zhongguancun

O Projeto de Construção de Nova Energia de Zhongguancun é um projeto de demonstração promovido pelo Governo do Distrito de Chaoyang, em Pequim, China, com o objetivo de promover edifícios sustentáveis ​​e o uso de energia renovável. Neste projeto, alguns edifícios adotam sistemas de corrente contínua para toda a casa, que são combinados com painéis solares e sistemas de armazenamento de energia para fornecer energia em corrente contínua. Esta iniciativa visa reduzir o impacto ambiental do edifício e melhorar a eficiência energética, integrando novas fontes de energia e o fornecimento de energia em corrente contínua.

Projeto Residencial de Energia Sustentável para a Expo Dubai 2020, Emirados Árabes Unidos

Na feira de 2020 em Dubai, diversos projetos apresentaram casas com energia sustentável, utilizando energia renovável e sistemas de corrente contínua para toda a casa. Esses projetos visam melhorar a eficiência energética por meio de soluções energéticas inovadoras.

Projeto Experimental de Microrrede DC do Japão

No Japão, alguns projetos experimentais de microrrede começaram a adotar sistemas de corrente contínua para toda a casa. Esses sistemas são alimentados por energia solar e eólica, implementando energia contínua para eletrodomésticos e equipamentos domésticos.

A Casa do Centro de Energia

O projeto, uma colaboração entre a London South Bank University e o Laboratório Nacional de Física do Reino Unido, visa criar uma casa com consumo zero de energia. A casa utiliza energia CC combinada com sistemas solares fotovoltaicos e de armazenamento de energia para um uso eficiente de energia.

RASSOCIAÇÕES INDUSTRIAIS ELEVANTES

A tecnologia de inteligência para toda a casa já foi apresentada a você anteriormente. De fato, a tecnologia é apoiada por algumas associações do setor. A Charging Head Network conta com associações relevantes no setor. Aqui, apresentaremos as associações relacionadas à corrente contínua para toda a casa.

COBRAR 

FCA

FCA (Fast Charging Alliance), cujo nome chinês é "Guangdong Terminal Fast Charging Industry Association" (Associação da Indústria de Carregamento Rápido de Terminais de Guangdong). A Associação da Indústria de Carregamento Rápido de Terminais de Guangdong (referida como Associação da Indústria de Carregamento Rápido de Terminais) foi fundada em 2021. A tecnologia de carregamento rápido de terminais é uma capacidade fundamental que impulsiona a aplicação em larga escala da nova geração da indústria de informação eletrônica (incluindo 5G e inteligência artificial). Seguindo a tendência global de desenvolvimento de neutralidade de carbono, o carregamento rápido de terminais ajuda a reduzir o desperdício de eletrônicos e de energia, além de alcançar a proteção ambiental verde e o desenvolvimento sustentável da indústria, proporcionando uma experiência de carregamento mais segura e confiável a centenas de milhões de consumidores.

Para acelerar a padronização e a industrialização da tecnologia de carregamento rápido de terminais, a Academia de Tecnologia da Informação e Comunicação (AIT), Huawei, OPPO, vivo e Xiaomi lideraram o lançamento de um esforço conjunto com todas as partes da cadeia da indústria de carregamento rápido de terminais, como máquinas completas internas, chips, instrumentos, carregadores e acessórios. Os preparativos começarão no início de 2021. A criação da associação ajudará a construir uma comunidade de interesses na cadeia da indústria, criará uma base industrial para design, pesquisa e desenvolvimento, fabricação, testes e certificação de carregamento rápido de terminais, impulsionará o desenvolvimento de componentes eletrônicos essenciais, chips gerais de ponta, materiais básicos essenciais e outros campos, e se esforçará para construir terminais de classe mundial. Os clusters industriais inovadores de Kuaihong são de vital importância.

A FCA promove principalmente o padrão UFCS. O nome completo do UFCS é Universal Fast Charging Specification, e seu nome em chinês é Fusion Fast Charging Standard. Trata-se de uma nova geração de carregamento rápido integrado, liderada pela Academia de Tecnologia da Informação e Comunicação (AIT), Huawei, OPPO, vivo e Xiaomi, e por esforços conjuntos de diversas empresas de terminais e chips e parceiros da indústria, como Silicon Power, Rockchip, Lihui Technology e Angbao Electronics. O acordo visa formular padrões integrados de carregamento rápido para terminais móveis, resolver o problema de incompatibilidade de carregamento rápido mútuo e criar um ambiente de carregamento rápido, seguro e compatível para os usuários finais.

Atualmente, a UFCS realizou a segunda conferência de testes da UFCS, na qual foram concluídos o "Pré-teste da Função de Conformidade Empresarial Membro" e o "Teste de Compatibilidade do Fabricante do Terminal". Por meio de testes e trocas de resumos, combinamos simultaneamente teoria e prática, com o objetivo de romper a situação de incompatibilidade de carregamento rápido, promover conjuntamente o desenvolvimento saudável do carregamento rápido de terminais e trabalhar com diversos fornecedores e prestadores de serviços de alta qualidade na cadeia da indústria para promover conjuntamente os padrões da tecnologia de carregamento rápido. O progresso da industrialização da UFCS.

USB-IF

Em 1994, a organização internacional de padronização, iniciada pela Intel e pela Microsoft, conhecida como “USB-IF” (nome completo: USB Implementers Forum), é uma organização sem fins lucrativos fundada por um grupo de empresas que desenvolveram a especificação Universal Serial Bus. O USB-IF foi criado para fornecer uma organização de suporte e um fórum para o desenvolvimento e a adoção da tecnologia Universal Serial Bus. O fórum promove o desenvolvimento de periféricos (dispositivos) USB compatíveis de alta qualidade e divulga os benefícios do USB e a qualidade dos produtos aprovados nos testes de conformidade.ndo.

A tecnologia lançada pela USB-IF USB possui atualmente diversas versões de especificações técnicas. A versão mais recente é USB4 2.0. A taxa máxima deste padrão técnico foi aumentada para 80 Gbps. Adota uma nova arquitetura de dados, o padrão de carregamento rápido USB PD, a interface USB Tipo C e os padrões de cabos também serão atualizados simultaneamente.

WPC

O nome completo do WPC é Wireless Power Consortium, e seu nome em chinês é "Wireless Power Consortium". Foi fundado em 17 de dezembro de 2008. É a primeira organização de padronização do mundo a promover a tecnologia de carregamento sem fio. Em maio de 2023, o WPC contava com um total de 315 membros. Os membros da aliança cooperam com um objetivo comum: alcançar a compatibilidade total de todos os carregadores e fontes de energia sem fio em todo o mundo. Para isso, formularam diversas especificações para a tecnologia de carregamento rápido sem fio.

À medida que a tecnologia de carregamento sem fio continua a evoluir, seu escopo de aplicação expandiu-se de dispositivos portáteis de consumo para muitas novas áreas, como laptops, tablets, drones, robôs, Internet dos Veículos e cozinhas inteligentes sem fio. A WPC desenvolveu e mantém uma série de padrões para uma variedade de aplicações de carregamento sem fio, incluindo:

Padrão Qi para smartphones e outros dispositivos móveis portáteis.

O padrão de cozinha sem fio Ki, para eletrodomésticos de cozinha, suporta potência de carregamento de até 2200 W.

O padrão de Veículo Elétrico Leve (LEV) torna mais rápido, seguro, inteligente e conveniente carregar sem fio veículos elétricos leves, como bicicletas elétricas e patinetes, em casa e em trânsito.

Padrão de carregamento sem fio industrial para transmissão de energia sem fio segura e conveniente para carregar robôs, AGVs, drones e outras máquinas de automação industrial.

Atualmente, existem mais de 9.000 produtos de carregamento sem fio com certificação Qi no mercado. A WPC verifica a segurança, a interoperabilidade e a adequação dos produtos por meio de sua rede de laboratórios de testes independentes e autorizados em todo o mundo.

COMUNICAÇÃO

CSA

A Connectivity Standards Alliance (CSA) é uma organização que desenvolve, certifica e promove os padrões Smart Home Matter. Sua antecessora é a Zigbee Alliance, fundada em 2002. Em outubro de 2022, o número de empresas associadas à aliança ultrapassará 200.

A CSA fornece padrões, ferramentas e certificações para inovadores em IoT, a fim de tornar a Internet das Coisas mais acessível, segura e utilizável¹. A organização se dedica a definir e aumentar a conscientização do setor e o desenvolvimento geral das melhores práticas de segurança para computação em nuvem e tecnologias digitais de próxima geração. A CSA-IoT reúne as principais empresas do mundo para criar e promover padrões abertos comuns, como Matter, Zigbee, IP, etc., bem como padrões em áreas como segurança de produtos, privacidade de dados, controle de acesso inteligente e muito mais.

Zigbee é um padrão de conexão IoT lançado pela CSA Alliance. Trata-se de um protocolo de comunicação sem fio desenvolvido para aplicações de Redes de Sensores Sem Fio (WSN) e Internet das Coisas (IoT). Adota o padrão IEEE 802.15.4, opera na faixa de frequência de 2,4 GHz e foca em baixo consumo de energia, baixa complexidade e comunicação de curto alcance. Promovido pela CSA Alliance, o protocolo tem sido amplamente utilizado em casas inteligentes, automação industrial, saúde e outras áreas.

Um dos objetivos do projeto do Zigbee é oferecer suporte à comunicação confiável entre um grande número de dispositivos, mantendo baixos níveis de consumo de energia. Ele é adequado para dispositivos que precisam operar por longos períodos e dependem de bateria, como nós sensores. O protocolo possui diversas topologias, incluindo estrela, malha e árvore de cluster, tornando-o adaptável a redes de diferentes tamanhos e necessidades.

Os dispositivos Zigbee podem formar redes auto-organizadas automaticamente, são flexíveis e adaptáveis, e podem se adaptar dinamicamente a mudanças na topologia da rede, como a adição ou remoção de dispositivos. Isso torna o Zigbee mais fácil de implementar e manter em aplicações práticas. No geral, o Zigbee, como um protocolo de comunicação sem fio de padrão aberto, oferece uma solução confiável para conectar e controlar diversos dispositivos de IoT.

Bluetooth SIG

Em 1996, Ericsson, Nokia, Toshiba, IBM e Intel planejaram estabelecer uma associação industrial. Essa organização foi a "Bluetooth Technology Alliance", conhecida como "Bluetooth SIG". Elas desenvolveram em conjunto uma tecnologia de conexão sem fio de curto alcance. A equipe de desenvolvimento esperava que essa tecnologia de comunicação sem fio pudesse coordenar e unificar o trabalho em diferentes áreas industriais, como o Bluetooth King. Por isso, essa tecnologia foi denominada Bluetooth.

Bluetooth (tecnologia Bluetooth) é um padrão de comunicação sem fio de curto alcance e baixo consumo de energia, adequado para diversas conexões de dispositivos e transmissão de dados, com emparelhamento simples, conexão multiponto e recursos básicos de segurança.

Bluetooth (tecnologia Bluetooth) pode fornecer conexões sem fio para dispositivos domésticos e é uma parte importante da tecnologia de comunicação sem fio.

ASSOCIAÇÃO SPARKLINK

Em 22 de setembro de 2020, a Sparklink Association foi oficialmente estabelecida. A Spark Alliance é uma aliança industrial comprometida com a globalização. Seu objetivo é promover a inovação e a ecologia industrial da nova geração de tecnologia de comunicação sem fio de curto alcance SparkLink e implementar aplicações em novos cenários de rápido desenvolvimento, como carros inteligentes, casas inteligentes, terminais inteligentes e manufatura inteligente, atendendo aos requisitos de desempenho extremo. Atualmente, a associação conta com mais de 140 membros.

A tecnologia de comunicação sem fio de curto alcance promovida pela Sparklink Association é chamada SparkLink, e seu nome em chinês é Star Flash. Suas características técnicas são latência ultrabaixa e confiabilidade ultra-alta. Baseando-se na estrutura de quadros ultracurtos, codec Polar e mecanismo de retransmissão HARQ, o SparkLink pode atingir uma latência de 20,833 microssegundos e uma confiabilidade de 99,999%.

WI-FEU ALIANÇA

A Wi-Fi Alliance é uma organização internacional composta por diversas empresas de tecnologia, comprometida em promover e fomentar o desenvolvimento, a inovação e a padronização da tecnologia de redes sem fio. A organização foi fundada em 1999. Seu principal objetivo é garantir que os dispositivos Wi-Fi produzidos por diferentes fabricantes sejam compatíveis entre si, promovendo assim a popularidade e o uso das redes sem fio.

A tecnologia Wi-Fi (Wireless Fidelity) é uma tecnologia promovida principalmente pela Wi-Fi Alliance. Como uma tecnologia de LAN sem fio, é usada para transmissão de dados e comunicação entre dispositivos eletrônicos por meio de sinais sem fio. Ela permite que dispositivos (como computadores, smartphones, tablets, dispositivos domésticos inteligentes, etc.) troquem dados dentro de um alcance limitado sem a necessidade de uma conexão física.

A tecnologia Wi-Fi utiliza ondas de rádio para estabelecer conexões entre dispositivos. Essa natureza sem fio elimina a necessidade de conexões físicas, permitindo que os dispositivos se movam livremente dentro de um raio de alcance, mantendo a conectividade de rede. A tecnologia Wi-Fi utiliza diferentes bandas de frequência para transmitir dados. As bandas de frequência mais utilizadas incluem 2,4 GHz e 5 GHz. Essas bandas de frequência são divididas em vários canais pelos quais os dispositivos podem se comunicar.

A velocidade da tecnologia Wi-Fi depende do padrão e da banda de frequência. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia, a velocidade do Wi-Fi aumentou gradualmente, das primeiras centenas de Kbps (quilobits por segundo) para os atuais vários Gbps (gigabits por segundo). Diferentes padrões de Wi-Fi (como 802.11n, 802.11ac, 802.11ax, etc.) suportam diferentes taxas máximas de transmissão. Além disso, as transmissões de dados são protegidas por criptografia e protocolos de segurança. Entre eles, WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) e WPA3 são padrões de criptografia comuns usados ​​para proteger redes Wi-Fi contra acesso não autorizado e roubo de dados.

SCÓDIGOS DE PADRONIZAÇÃO E CONSTRUÇÃO

Um grande obstáculo ao desenvolvimento de sistemas CC para residências inteiras é a falta de padrões e códigos de construção globalmente consistentes. Os sistemas elétricos prediais tradicionais normalmente funcionam com corrente alternada, portanto, os sistemas CC para residências inteiras exigem um novo conjunto de padrões em projeto, instalação e operação.

A falta de padronização pode levar à incompatibilidade entre diferentes sistemas, aumentar a complexidade da seleção e substituição de equipamentos e também prejudicar a escala e a popularização do mercado. A falta de adaptabilidade aos códigos de construção também é um desafio, visto que o setor da construção civil frequentemente se baseia em projetos tradicionais de CA. Portanto, a implementação de um sistema de CC para toda a casa pode exigir ajustes e redefinições dos códigos de construção, o que levará tempo e um esforço conjunto.

ECUSTOS ECONÔMICOS E MUDANÇA DE TECNOLOGIA

A implantação de um sistema CC para toda a casa pode envolver custos iniciais mais elevados, incluindo equipamentos CC mais avançados, sistemas de armazenamento de energia por bateria e aparelhos adaptados para CC. Esses custos adicionais podem ser um dos motivos pelos quais muitos consumidores e construtoras hesitam em adotar sistemas CC para toda a casa.

Além disso, os equipamentos e a infraestrutura de CA tradicionais estão tão maduros e disseminados que a mudança para um sistema CC para toda a casa exige uma conversão tecnológica em larga escala, o que envolve o redesenho do layout elétrico, a substituição de equipamentos e o treinamento de pessoal. Essa mudança pode gerar custos adicionais de investimento e mão de obra em edifícios e infraestrutura existentes, limitando a velocidade de implantação de sistemas CC para toda a casa.

DCOMPATIBILIDADE DE DISPOSITIVOS E ACESSO AO MERCADO

Os sistemas CC para toda a casa precisam ser compatíveis com mais dispositivos no mercado para garantir que diversos eletrodomésticos, iluminação e outros dispositivos da casa funcionem sem problemas. Atualmente, muitos dispositivos no mercado ainda são baseados em CA, e a promoção de sistemas CC para toda a casa exige a cooperação de fabricantes e fornecedores para promover a entrada no mercado de mais dispositivos compatíveis com CC.

Também é necessário trabalhar com fornecedores de energia e redes elétricas para garantir a integração efetiva das energias renováveis ​​e a interconexão com as redes tradicionais. Questões de compatibilidade de equipamentos e acesso ao mercado podem afetar a ampla aplicação de sistemas de corrente contínua para toda a casa, exigindo mais consenso e cooperação na cadeia do setor.

SMARAVILHOSO E SUSTENTÁVEL

Uma das futuras direções de desenvolvimento dos sistemas de corrente contínua para toda a casa é dar maior ênfase à inteligência e à sustentabilidade. Ao integrar sistemas de controle inteligentes, os sistemas de corrente contínua para toda a casa podem monitorar e gerenciar o consumo de energia com mais precisão, permitindo estratégias personalizadas de gerenciamento de energia. Isso significa que o sistema pode se ajustar dinamicamente à demanda doméstica, aos preços da eletricidade e à disponibilidade de energia renovável para maximizar a eficiência energética e reduzir os custos de energia.

Ao mesmo tempo, a direção do desenvolvimento sustentável dos sistemas de corrente contínua para toda a casa envolve a integração de fontes de energia renováveis ​​mais amplas, incluindo energia solar, energia eólica, etc., bem como tecnologias de armazenamento de energia mais eficientes. Isso ajudará a construir um sistema de energia residencial mais verde, inteligente e sustentável, além de promover o desenvolvimento futuro de sistemas de corrente contínua para toda a casa.

SPADRONIZAÇÃO E COOPERAÇÃO INDUSTRIAL

Para promover uma aplicação mais ampla de sistemas de corrente contínua para toda a casa, outra direção de desenvolvimento é fortalecer a padronização e a cooperação industrial. O estabelecimento de padrões e especificações globalmente unificados pode reduzir os custos de projeto e implementação de sistemas, melhorar a compatibilidade dos equipamentos e, assim, promover a expansão do mercado.

Além disso, a cooperação industrial também é um fator-chave na promoção do desenvolvimento de sistemas de corrente contínua para toda a casa. Participantes de todos os setores, incluindo construtores, engenheiros elétricos, fabricantes de equipamentos e fornecedores de energia, precisam trabalhar juntos para formar um ecossistema industrial completo. Isso ajuda a resolver a compatibilidade de dispositivos, melhorar a estabilidade do sistema e impulsionar a inovação tecnológica. Por meio da padronização e da cooperação industrial, espera-se que os sistemas de corrente contínua para toda a casa sejam integrados de forma mais harmoniosa aos principais edifícios e sistemas de energia, e alcancem aplicações mais amplas.

SRESUMO

A CC para toda a casa é um sistema emergente de distribuição de energia que, diferentemente dos sistemas CA tradicionais, aplica energia CC a todo o edifício, abrangendo desde a iluminação até os equipamentos eletrônicos. Os sistemas CC para toda a casa oferecem algumas vantagens exclusivas em relação aos sistemas tradicionais em termos de eficiência energética, integração de energia renovável e compatibilidade de equipamentos. Primeiro, ao reduzir as etapas envolvidas na conversão de energia, os sistemas CC para toda a casa podem melhorar a eficiência energética e reduzir o desperdício de energia. Segundo, a energia CC é mais fácil de integrar com equipamentos de energia renovável, como painéis solares, proporcionando uma solução de energia mais sustentável para edifícios. Além disso, para muitos dispositivos CC, a adoção de um sistema CC para toda a casa pode reduzir as perdas na conversão de energia e aumentar o desempenho e a vida útil do equipamento.

As áreas de aplicação de sistemas CC para toda a casa abrangem muitos campos, incluindo edifícios residenciais, edifícios comerciais, aplicações industriais, sistemas de energia renovável, transporte elétrico, etc. Em edifícios residenciais, sistemas CC para toda a casa podem ser usados ​​para alimentar iluminação e eletrodomésticos de forma eficiente, melhorando a eficiência energética da casa. Em edifícios comerciais, o fornecimento de energia CC para equipamentos de escritório e sistemas de iluminação ajuda a reduzir o consumo de energia. No setor industrial, sistemas CC para toda a casa podem melhorar a eficiência energética dos equipamentos da linha de produção. Entre os sistemas de energia renovável, os sistemas CC para toda a casa são mais fáceis de integrar com equipamentos como energia solar e eólica. No campo do transporte elétrico, sistemas de distribuição de energia CC podem ser usados ​​para carregar veículos elétricos para melhorar a eficiência de carregamento. A expansão contínua dessas áreas de aplicação indica que os sistemas CC para toda a casa se tornarão uma opção viável e eficiente em sistemas elétricos e prediais no futuro.

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